4. Теплотехнический расчет помольно-сушильной установки

Цель: определение удельного расхода тепла на сушку сырьевой смеси, расхода технологического топлива и объема сушильного агента, необходимого для сушки материала до заданной влажности.

Теплотехнический расчет помольно-сушильной установки включает в себя:

• расчет процесса горения технологического топлива;

• расчет основных параметров сушильного агента, получаемого в выносных топках;

• расчет теплового баланса процесса сушки.

4.1 Расчет процесса горения топлива

В производстве вяжущих материалов технологическим топливом служит природный газ, каменный уголь или мазут.

Вид топлива – Бурый уголь Гусиноозерского месторождения.

W	A	S	C	H	N	O
23,0	13,0	0,6	48,0	3,2	0,7	11,5

1. Теплотворная способность:

[кДж/нм³]

[кДж/ нм³]

2. Необходимое для полного сгорания количество воздуха:

[нм³ /кг]

[нм³ /кг]

[кг /кг]

[кг /нм³]

3. Теоретический выход продуктов горения:

[нм³ / нм³]

[кг / нм³]

[нм³ / нм³]

[кг / нм³]

[нм³ / нм³]

[кг / нм³]

[кг/ нм³],

4.2 Расчет параметров сушильного агента

Цель расчета процесса сжигания сушильного агента в выносных топках: определение коэффициента избытка воздуха для горения топлива, обеспечивающего получение сушильного агента заданной температуры, а также определение основных параметров сушильного агента: энтальпии, влагосодержания, объемной массы.

Приходные статьи теплового баланса выносной топки складываются из:

• тепла сгорания топлива Q_н;

• физического тепла топлива Q_тф;

• тепла воздуха, необходимого для горения Q_в.

Расходные статьи теплового баланса выносной топки складываются из:

• теплосодержания сушильного агента Q_г;

• потерь тепла в окружающую среду Q_п.

Потери тепла в окружающую среду зависят от коэффициента полезного действия топки F, который принимается в пределах 0,85 – 0,95.

Из уравнения теплового баланса рассчитывается коэффициент избытка воздуха, необходимый для получения сушильного агента заданной температуры:

, [Дж/нм³ топл.]

где Q_н – теплотворная способность топлива, Дж/кг; F – коэффициент полезного действия топки; C_m, t_m – удельная теплоемкость, Дж/(кг∙град) и температура, ˚С, топлива; температура твердого топлива принимается равной температуре окружающего воздуха; V_i= , и т. д. – объемы соответствующих газов, выделяющихся при сгорании топлива, нм³/кг топлива; и - соответственно удельные теплоемкости воздуха и соответствующих газов при температуре сушильного агента, Дж/(м³∙град); – количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива, нм³/кг или нм³/нм³ топлива; – температура сушильного агента на выходе из топки, ˚С; принимается равной температуре сушильного агента на входе в мельницу; , – удельная теплоемкость, Дж/(м³∙град) и температура, ˚С, окружающего воздуха.

[Дж/нм³ топл.]

Параметры сушильного агента:

1. Объем сушильного агента на единицу количества топлива:

2. Масса сушильного агента на единицу количества топлива:

кг/нм³ топл.

где , и т. д. – массы соответствующих газов, образующихся при горении топлива, кг/кг; – масса воздуха, необходимого для полного сгорания топлива, кг/нм³ топлива.

3. Энтальпия сушильного агента на единицу количества топлива:

Дж/кг топл.

4. Энтальпия сушильного агента на 1 кг сушильного агента:

[Дж/кг газов]

5. Объемная масса сушильного агента:

[кг/нм³ газов]

6. Влагосодержание сушильного агента:

[кг/кг газов],

где d – влагосодержание атмосферного воздуха, кг/кг.