Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Вариант № 5 Для Рушена.DOC

Скачиваний:

Добавлен:

18.11.2019

Размер:

759.3 Кб

Скачать

☆

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

Содержание

Часть 1. Расчет процесса сжигания топлива при заданных температурных условиях печи…….4
Часть 2. Конструирование ограждений печи……………………………………………………….6
Часть 3. Расчет теплового баланса………………………………………………………………….15
Часть 4. Расчет сожигательного устройства……………………………………………………….17
Часть 5. Заключение…………………………………………………………………………………19
Список литературы…………………………………………………………………………………..20

Печь имеет площадь сечения A B и высоту в свету H. Высота уровня расплава в печи h.

Для поддержания заданного уровня температуры расплава в рабочем пространстве печи сжигают органическое топливо заданного состава.

Температура продуктов сгорания – ;

Температура отходящих газов – ;

Температура расплава на поверхности – ;

Падение температуры расплава на поверхности 105 град/м;

Температура наружной стенки под уровнем расплава – 70 град;

Температура наружной стенки над уровнем расплава – 90 град;

Температура наружной поверхности свода – 250 град;

Температура наружной поверхности подины – 110 град;

Режим работы печи – непрерывный.

Расчетная часть.

Разработать конструкцию ограждений печи.
Рассчитать процесс сжигания топлива при заданных температурных условиях печи.
Составить тепловой баланс печи и определить расход топлива.
Выбрать и рассчитать сожигательное устройство.

Графическая часть.

Сделать чертеж узла установки горелочного устройства на печи.
Сделать чертеж узла стыковки свода печи со стеной.
Сделать чертеж элемента подины печи.
Сделать чертеж кладки печи.

Вариант 6

A=9045 мм

B=29235 мм

H=3520 мм

h=1120 мм

=1645ºС

=1340ºС

=1187ºС

Состав газообразного топлива

1,3 %

0,1 %

3,0 %

83,7%

10,7%

1,6%

Средний химический состав расплава (%масс)

Доменный шлак Англии №6:

50,9%

10,1%

25,2%

3,6%

7,5%

1,5%

TiO₂ 1,2%

Свод печи – подвесной

Часть 1. Расчет процесса сжигания топлива при заданных температурных условиях печи.

1.1. Определим режим сжигания, состав и объем продуктов сгорания.

Т.к. длина печи составляет 29235 мм, принимаем решение сжигать топливо с помощью форсунок высокого давления с двойным распылением. Значит, примем коэффициент расхода воздуха .

Расчёт горения топлива при n=1:

=10,2 м³/кг

Расчёт горения топлива при :

Рассчитаем исходное теплосодержание продуктов сгорания топлива заданного состава при принятом коэффициенте расхода воздуха:

кДж/кг

Определим теплосодержание продуктов сгорания при заданном значении и n=1,2:

Рассчитаем калориметрическую температуру продуктов сгорания при заданном значении .

Теплосодержание продуктов сгорания при выбираю по приложению 43 [2]:

Т.к. > , то обеспечить заданную Т продуктов сгорания возможно только путём внесения в зону горения дополнительного тепла. Принимаем решение внести это тепло за счёт подогрева воздуха.

Необходимая Т подогрева воздуха

кДж/м³

По приложению 43 [2] находим Т_в=263,05 ⁰С

Для того, чтобы обеспечить Т_п.с.=1645 ⁰С и иметь длинный факел, надо сжигать топливо с n=1,2 и подогревом воздуха до Т=263,05 ⁰С.

Часть 2. Конструирование ограждений печи.

2 .1. Стены над уровнем расплава

2.1.1. Выбор материала и толщины рабочего слоя

Данные:

;

Продукты сгорания содержат окислительные реагенты ( );

Футеровка печи работает без теплосмен (печь непрерывного действия).

По приложению 53 [2] с учетом данных таблицы 16.3 [2] выбираю динасовый огнеупор со следующими свойствами:

; .

Высота надслоевого пространства

По таблице 16.6 [2] выбираю толщину рабочего слоя: .

В соответствии с условием температура наружной поверхности стенки над уровнем расплава не должна превышать 90ºС. По таблице 16.7 [2] определяю плотность теплового потока от вертикальной стенки:

при

2.1.2. Расчет температуры наружной стены рабочего огнеупора

Для определения задаюсь предварительно значением =

;

Сопоставляю расчетное значение с принятым значением :

Повторяю расчет , приняв для определения :

Окончательно температура наружной поверхности рабочего слоя огнеупора .

Толщина слоя

2.1.3. Подбор легковесного огнеупора для второго слоя футеровки

По приложению 54 [2] и условию 16.4 [2], с учетом таблицы 16.4 [2], принимаю к установке динасовый легковес ДЛ-1,2 со следующими рабочими свойствами:

В качестве теплоизоляционного материала по приложению 55 [2] выбираю пенодиатомитовый кирпич ПД:

Из условия 16.5 [2] определяю наружную температуру второго слоя :

;

Толщина δ₂ слоя легковеса:

Принимаю

Так как принятая температура не равна рассчитанной, проверяю, как изменится температура на наружной поверхности легковеса.

Окончательно принимаю

2.1.4. Расчет толщины слоя теплоизоляции

В качестве третьего слоя футеровки были приняты пенодиатомитовый кирпич ПД:

Принимаю

Так как ≠ (209,95≠90 ºС), принимаю решение использовать обмазку. По приложению 55 [2] выбираю в качестве обмазки асбузурит мастичный со следующими рабочими свойствами: =900ºС

=0,183 Вт/м·ºС

=0,022 м

Окончательно принимаю: =209,95ºС =90ºС

=0,116 м =0,022 м

2.1.5. Определение расчетного значения плотности теплового потока в окружающую среду

;

Проверяю степень расхождения с принятым в расчетах значением q:

2.2. Стены под уровнем расплава

2.2.1. По химическому составу шлака определяем его группу.

Основность шлака

В соответствии с классификацией (табл. 16.2 [2]) расплав относится к группе кислых.

2.2.2. Температура расплава

где τ – коэффициент, учитывающий падение температуры в глубине расплава.

2.2.3. Выбор материала и толщины рабочего слоя

Принимая во внимание, что температура внутренней поверхности рабочего слоя равна температуре расплава , по данным таблицы 16.3 [2] и приложения 53 [2] устанавливаю, что в данных шлаках при заданной температуре хорошо будет стоять динасовый огнеупор.

Высота стены м

По таблице 16.6 [2] выбираю толщину рабочего слоя: .

Принимаю

В соответствии с условием температура наружной поверхности стенки под уровнем расплава не должна превышать 70 ºС. По таблице 16.7 [2] определяю плотность теплового потока от вертикальной стенки в окружающую среду:

при =70 ºС

Уточняю значение :

Примем :

Третье приближение:

=> расчет верен

Окончательно принимаю

2.2.4. Расчёт легковесного огнеупора

По приложению 54 [2] и условию 16.4 [2], с учётом таблицы 16.4 [2], принимаю к установке шамотный легковес ШЛ-1,0 со следующими рабочими свойствами:

;

Из конструктивных соображений принимаем толщину слоя легковеса:

Принимаю Т=293,45 ⁰С:

Принимаю Т=166,109 ⁰С:

Принимаю Т=130,89 ⁰С:

Принимаю Т=123,04 ⁰С:

Окончательно принимаю

2.2.5. Решаю не использовать третий слой футеровки.

Т.к. 117,325>70 ⁰С, принимаю решение использовать обмазку асбузурит мастичный со следующими рабочими свойствами: ; (по приложению 55 [2]).

2.2.7. Определение расчетного значения плотности теплового потока в окружающую среду

;

Проверяю степень расхождения с принятым в расчетах значением q:

2.3. Расчет конструкции свода печи

2.3.1. Расчет рабочего огнеупора

. n=1,2, следовательно, газовая среда окислительная.. Свод подвесной

По таблице 16.3 [2] и приложению 53 [2] принимаю к установке хромомагнезитовый огнеупор =1700 ºС

2.3.2. Определение плотности теплового потока со свода в окружающую среду ( ºС)

Из таблицы 16.7 [2]:

=5380 Вт/м²

2.3.3. Расчет толщины свода

=1,68 Вт/м·ºС

=0,436 м

Т.к. расчётная величина больше рекомендуемой (0,436м>0,232м), принимаю решение делать свод двухслойным: рабочий слой из хромомагнезитового огнеупора и теплоизоляции.

2.3.4. Расчет наружной температуры рабочего слоя

= =902,05 ºС

Уточняю :

=1,55 Вт/м·ºС

=839,74 ºС

=1,56 Вт/м·ºС

Окончательно принимаю =839,74 ºС

=0,232 м

2.3.5. Расчет обмазки

По приложению 55 [2] выбираю в качестве обмазки асбузурит мастичный со следующими рабочими свойствами: =900ºС

Толщина слоя обмазки:

=0,252 Вт/м·ºС

=0,027 м

2.3.6. Определение расчетного значения плотности теплового потока от свода в окружающую среду:

;

=5428 Вт/м²

2.4. Расчет пода печи

2.4.1. Выбор рабочего слоя.

По приложению 53 [2] и табл. 16.3 [2] выбираю в качестве рабочего динасовый огнеупор с рабочими свойствами: =1650-1700ºС;

Поскольку =110 ºС, по таблице 16.7 [2] определяю плотность теплового потока через под: Вт/м²

Толщину рабочего слоя принимаю =0,232 м

Для определения задаюсь предварительно значением =

= =1069,4 ºС

=855,52 ºС

=1,59 Вт/м·ºС

=875,05 ºС

Окончательно принимаю 875,05 ºС

=0,232 м

2.4.2. Выбор второго слоя футеровки

Так как подина испытывает высокие механические нагрузки, по приложению 53 [2] в качестве второго слоя футеровки выбираю шамотный огнеупор со следующими рабочими свойствами: =1400ºС;