3. Технологический расчет печей.

Годовой фонд рабочего времени кольцевых печей, ч:

,

где — коэффициент использования оборудования.

Производительность завода:

• часовая, шт/ч

G_ч=10500000/8322=1261.72 шт/ч;

• массовая, кг/ч

g_ч=3.55·1261.72=4479.11 шт/ч

Принимаем кольцевую печь со следующими показателями:

Число камер — 16;

Размеры обжигательного канала, м:

– длина: 82.8

– ширина:3

– высота: 2,5

Поперечное сечение обжигательного канала — 6,54 м²;

Объем обжигательного канала — 541 м³;

Съем продукции с 1 м³ обжигательного канала — 2500 шт/(м³·месяц);

Производительность печи —1450 шт/ч;

Количество огней —1.

Длительность цикла обжига изделий в кольцевой печи, ч:

τ=(P·30·24)|S_p=(260·30·24)/2500=74.88,

где — плотность садки, шт/м³; — съем продукции, шт/(м³·месяц).

Количество топливных рядов:

N_Т.Р=L\Ш=82.8/0.9=92,

где — длина канала печи, м; — шаг топливных рядов.

Позонное распределение времени:

– подготовка, прогрев и досушка изделий — 22;

– обжиг —10;

– закал — 8;

– охлаждение — 25;

– нетепловые зоны — 23.5.

Скорость огня (длина перемещения зоны за сутки), м/сут:

U=(24·L)/τ=(24·82.8)/74.88=26.54 м/сут.

Позонный режим печи

Длина участка нетепловых зон обжигательного канала, м:

L_нт=(τ_нт·L)/τ·n₀=(82.8*23.5)/(74.88)=25.98 м.

где — время нахождения материала в нетепловой зоне, ч; — число огней.

Общая длина участка тепловых зон, м:

L_T=L/n₀-L_.нт=82.8/2-25.98=56.82 м.

Остальные длины зон, м:

L₃=(τ₃·L_T)/τ_т

где — время нахождения материала в тепловой зоне, ч; — общее время нахождения материала в тепловых зонах, ч.

Длина:

– зоны подготовки, м

Lп=(22·56.82)/60.3=20.73;

– зоны обжига, м

Lоб=(10·56.82)/60.3=9.42;

– зоны закала, м

Lз=7.53

– зоны охлаждения, м

Lох=(20.3·56.82)/60.3=18.91.

Количество камер в зоне:

,

где — число камер в печи.

Количество камер:

n_к.п=(16·20.73)/82.8=4.01≈4;

– в зоне подготовки

– в зоне обжига

n_к.об=0.19*9.42=1.8≈2

–в зоне закала

n_к.з=1

– в зоне охлаждения

n_кох=0.19·18.91=3.59≈4

– в зоне нетепловых процессов

n_к.нт=5.02

При установившемся режиме работы печи тепловые зоны по ее длине распределяются следующим образом (табл. 1).

Таблица 1. Распределение тепловых зон по длине кольцевой печи.

Зона	Количество камер	Длина зоны, м
Подготовки	4	21
Обжига	2	9.5
Закала	1	7.5
Остывания	4	18.9
Нетепловых процессов	5	26
Всего	16	82.9

4. Расчет температуры и продуктов горения топлива.

Целью данного расчета является проверка возможности обеспечения требуемой температуры обжига материала или изделия. Для выполнения расчета выбираем вид топлива, его месторождение, выписываем его состав и свойства. Как правило, шахтные, вращающиеся и туннельные печи работают на газообразном топливе, а кольцевые — на твердом.

Получение теплоносителя заданной температуры осуществляется путем сжигания топлива и смешения продуктов сгорания с газами, дополнительно вводимые в зону горения. Такими газами могут быть воздух, рециркуляционные газы или инертный газ.

Таблица 2. Основные характеристики топлива по объемам воздуха и продуктов горения.

Газопровод	, МДж/м^3
		м^3/м^3
Коробки-Жирное-Камышин	41,45	10,95	1,22		8,68	2,35	12,25

Для обжига штучных изделий в кольцевых печах пр

инимают и определяют температуру воздуха, идущего на горение:

t_в=(α_T·∑(V_г⁰·с_г)·t_обж-Q^P_H·η)/ (α_T·V⁰·с_в·η)

t_в=(2,5·18,6·900-411450·0.6)/(2,5·10,95·1.398·0.6)=750.3 ,

где — теплотворная способность топлива, кДж/м³(кДж/кг); ; , — соответственно теоретический объем дымовых газов и воздуха, м³/кг; , — соответственно средняя теплоемкость дымовых газов и теплоемкость воздуха, кДж/(м³·°С); — пирометрический коэффициент (для кольцевых печей — 0,58-0,6); — температура обжига материала; — коэффициент избытка воздуха в зоне горения топлива.

Таблица 3. Объем продуктов сгорания.

Величина и ее размерность	Расчетная формула	Результат
		α=1	αт=2,5
Действительный объем воздуха, идущего на горение, м^3/кг		10,95	27,38
Действительный объем водяных паров, м^3/кг		2,35	2.61
Действительный объем дымовых газов, м^3/кг		12,25	28,94
Объемная доля трехатомных газов		0,09	0,04
Объемная доля водяных паров		0,20	0,09
Суммарная объемная доля		0,29	0,132

Начальная энтальпия продуктов горения:

I₀=41450+1.398·750,4=42499,06.

Энтальпия продуктов сгорания за вычетом теплоты, теряющейся в

окружающей среде:

I^’=42499,06·0.6=25499,44

t_Д=1670̊С