5. Составление материального и теплового балансов печи

Составление окончательных материального и теплового балансов печи имеет целью проверку всех проделанных ранее расчетов.

Ранее нами было принято по данным практики, что расход топлива составляет 1275 м³/ч. Произведя расчет теплового баланса, мы определим правильность выбранного расхода топлива.

Приходные статьи теплового баланса:

а) тепло от горения топлива:

ккал

б) физическое тепло шихты:

=12773,8 ккал

в) физическое тепло воздуха:

ккал

г) физическое тепло топлива:

ккал

Итого:

364109,9 ккал

Расходные статьи теплового баланса:

а) физическое тепло глинозема (1250 ^оС):

ккал

б) физическое тепло пыли:

ккал

в) тепло эндотермических реакций (испарение влаги, дегидратация и частичное образование α-А1₂Оз):

ккал

г) тепло отходящих газов:

ккал

д) потери тепла во внешнюю среду через футеровку рассчитываются отдельно по каждой зоне. Основным материалом для футеровки печи выбираем шамотный кирпич, вносящий минимальное количество загрязнений. Кладку толщиной 250 мм будем вести по асбестовым листам толщиной 30 мм, толщина стального кожуха печи 20 мм.

Приведем расчет потерь тепла в зоне сушки.

Температура окружающего воздуха 20°С, температуру стенки печи этой зоны принимаем равной 50°C. Средняя температура кладки в этой зоне 90 °C.

Критерий Грасгофа где: g - ускорение свободного падения, м/с²; - коэффициент температурного расширения газов, К^-1; Δt - разность между температурами наружной стенки печи и окружающей среды, ^оС; l - определяющий размер (наружный диаметр печи – D = 3,8 м); n - кинематическая вязкость воздуха (17,95×10^-6 м²/с).

Критерий Прандтля для воздуха Pr=0,52.

Далее вычисляем критерий Нуссельта Nu=c∙(Gr×Pr)ⁿ, где: c=0,135 и n=0,33.

Коэффициент теплопередачи от наружной поверхности печи в окружающую среду , где коэффициент теплопроводности воздуха при определяющей температуре l_возд = 0,028 Вт/(м×К).

Для шамота коэффициент теплопроводности:

l_ш = 0,47 + 0,0004×t_ср. Вт/(м×К).

Кроме этого ещё существует слой теплоизоляции толщиной d_тепл = 30 мм. Её коэффициент теплопроводности тоже зависит от средней температуры в слое и равен:

l_тепл = 0,157 + 0,00014×t_ср. Вт/(м×К).

Проверим выбранную температуру стенки, приравняв уравнения для q, и, выразив из полученного уравнения Т_ст:

В результате получили, что принятая температура Т_ст равна вычисленной по методу последовательных приближений температуре 44^оC. Это означает, что следующий шаг по методу последовательных приближений делать не надо.

Длина зоны 10,94 м, внешний диаметр печи – 4,4 м. Следовательно, площадь поверхности равна:

м²

Время, затрачиваемое на переработку материала сек

Потери в зоне сушки:

ккал

6. Расчет газоотводящей системы

Расчет газоотводящей системы печи состоит из выбора схемы обработки газов и расчетов пылеулавливающих устройств, приборов для утилизации тепла отходящих газов, газоходов и боровов, дымовой трубы или дымососной установки. Расчет дымовой трубы или дымососной установки должен производиться на основании полного расчета механики газов по всей газоходной системе.

7. Расчет основных деталей печи и вспомогательного оборудования

Расчет деталей печи содержит в себе расчет приборов для сжигания топлива, расчет крепления печи, трубопроводов, короткой сети, электрических нагревателей, фурм и т. п. Расчет вспомогательного оборудования состоит из выбора воздуходувок, трансформаторов, загрузочных устройств и транспортного оборудования.

8. Составление спецификации оборудования

Составляется список основного оборудования, рассчитанного и выбранного в курсовом проекте: дымососы, воздуходувки, вентиляторы, трансформаторы, горелки и форсунки, и т. д.

9. Перечень использованной литературы и материалов

В перечне подробно указывают всю использованную при расчете литературу, проектные материалы, заводские данные в т. ч.

В пояснительной записке необходимо привести общие сведения по работе существующих промышленных печей, аналогичных выбранной для проектирования.

Чертежи печей выполняются с соблюдением всех правил и стандартов машиностроительного черчения. На одном-двух листах чертежной бумаги стандартного размера изображают общий вид печи в трех основных проекциях: вид сверху, сбоку и с торца.