Предварительный материальный баланс печи

Таблица

Приход материалов	Количество кг / кг кл	Расход материалов	Количество кг / кг кл
Клинкер	1	Топливо	0,777 х
Отходящие газы	14,193х + 0,924	Воздух	13,451 х
Общий пылеунос	0,101	Кек	1,932
		Возврат пыли	0,093
Сумма	14,193х + 2,025	Сумма	14,228 х + 2,025

Тепловой баланс холодильника

Q + Q = Q + Q + Q + Q - уравнение теплового баланса холодильника

Приходные статьи:

1. С клинкером, выходящим из печи

Q _кл = 1 · С _кл · t_кл; кДж / кг кл

t^|_кл – принимаем 1200 ºС

С _кл – массовая теплоемкость клинкера, 1,031 кДж/кг · град

Q _кл = 1 · 1,031 ·1200 = 1236 кДж / кг кл

2. С воздухом на охлаждение клинкера

Q _в = V · С_в · t_в ; кДж / кг кл

где С - объемная теплоемкость воздуха при t = 15°С

С = 1,2976 кДж/м град

V = 3 м

Q _в = 3 · 1,2976 · 15 =58,392 кДж / кг кл

Расходные статьи:

1. С клинкером, выходящим из холодильника

Q^/ _кл = 1 · С^/_кл ·t^/_кл; кДж / кг кл

Принимаем t^/_кл – 100 ºС теплоемкость С^/_кл = 0,787 кДж/кг град

Q^/ _кл = 78,700 кДж/кг кл

2. С избыточным воздухом

Q = V · С · t ; кДж / кг кл

t = 120 ºС

С = 1,302 кДж/кг град

V = V_в - V^|вт _в;

V = 3 – 10,403х м /кг кл

Q =(3 – 10,403х )·1,302 · 120 = 468,72 – 1625,365 х кДж / кг кл

3. Потери тепла в окружающую среду

Q = F · α · (t - t )/В

где α - коэффициент теплоотдачи, кДж/м ч град

α = (3,5 + 0,062 · t )·4,19 = (3,5 + 0,062 · 50)·4,19 = 27,654 кДж/м ч град

F = 23,5 · 11,5 · 2 + 11,5 · 6,4 · 2 + 23,5 · 6,4 = 838,100 м

Q = 838,100 · 27,654 · (50 – 15)/90 · 1000 = 9,013 кДж/кг кл

Из уравнения теплового баланса холодильника находим потери теплоты с вторичным воздухом

Q + Q = Q + Q + Q + Q

Q = Q + Q - Q - Q - Q кДж/кг кл

Q =1236 + 58,392 –78,700 – (468,720 – 1625,365 х ) – 9,013 = 737,959 + +1625,365 х кДж/кг кл

Результаты расчетов сводим в табл.

Предварительный тепловой баланс холодильника

Таблица

Приход теплоты	Количество, кДж/кг кл	Расход теплоты	Количество, кДж/кг кл
Клинкер, выходящий из печи	1236	Клинкер, выходящий из холодильника	78,700
Воздух на охлаждение клинкера	58,392	Теплосодержание вторичного воздуха	737,959+1625,365х
		Избыточный воздух	468,72 – 1625,365 х
		Потери теплоты в окружающую среду	9,013
Итого:	1294,392	Итого:	1294,392

Тепловой баланс печи

Уравнение теплового баланса печи:

Q + Q + Q + Q + Q = Q + Q + Q + Q + Q + Q

Приходные статьи:

1. От сгорания топлива

Q = Q^р_н · х = 37351,640 х кДж/кг кл

2. Теплосодержание топлива или физического тепла

Q = х · С_т · t_т ;

t_т = 15ºС

Q = 24х ; кДж/кг кл

3. С воздухом на горение топлива

Q = Q = V · С · t = L · х · С · t кДж/кг кл

Q = 737,959 + +1625,365 х кДж/кг кл

4. С сырьем (кек)

Q = (G · С_с + G · 4,19) · t ;

Q = (1,546 · 0,832 + 0,386 · 4,19) · 15 = 43,554 кДж/кг кл

5. С возвращаемой в печь пылью

Q^в_пл = G ^в_пл · С_пл · t_пл;

Q^в_пл = 0,093· 0,868· 80 = 6,458 кДж/кг град

Расходные статьи:

1.Тепловой эффект клинкерообразования

Q = Q + Q + Q - Q

1.1 Расход тепла на дегидратацию каолинита (глин)

Q = 7880 · G ;

Q = 7880 · 0,019 = 149,720 кДж/кг кл

1.2 Расход тепла на диссоциацию карбонатов

Q = 1780 · G + 1440 · G

Q = 1780 · 1,150 + 1440 · 0,024 = 2081,560 кДж/кг кл

1.3 Расход тепла на образование жидкой фазы

Q = 100 кДж/кг кл

1.4 Приход теплоты в результате протекания экзотермических реакций образования клинкерных минералов

Q = 0,01·(528 · С₃S + 715 · С₂S + 61·С₃А + 84 · С₄AF)

Q =0,01·(528·63,94+715·12,82+61 · 7,50 + 84 · 12,70) = 447,886 кДж/кг Кл

Q = 149,720+2081,560+100-447,886 = 1883,394 кДж/кг кл

2. Расход теплоты на испарение влаги

Q_исп = 2500 · G^ф_H2O ;

Q_исп = 2500 · 0,386 = 965,0 кДж/кг кл

3. Потери тепла с клинкером, выходящим из печи

Q_кл= 1236 кДж/кг кл

4. Потери теплоты с отходящими газами

Q_ог = [(L_CO2 · C_CO2 + L_H2O · C_H2O + L_N2 · С_N2 + L_O2 · C_O2) Х_т + V^c_CO2 · C_CO2 + V^ф+г_H2O · C_H2O)] · t_ог;

t_ог = 160ºС

C_CO2 = 1,7438

С_N2 = 1,2977

C_H2O = 1,5138

C_O2 = 1,3264

Q_ог = [(1,061 · 1,7438 + 2,043 · 1,5138 + 8,234 · 1,2977 + 0,104 · 1,3264) Х_т + 0,262 · 1,7438 + 0,503 · 1,5138)] · 160 = 2522,560 Х_т + 194,880 кДж/кг кл

5. С пылеуносом

Q^о_пл = G^о_пл · С_пл · t_ог ; => 0,101 · 0,9025 · 160 = 14,584 кДж/кг кл

6. Потери теплоты в окружающую среду

Печной агрегат разбиваем на следующие зоны

№ пп	Наименование зоны	Fn,м2	Температура корпуса,С	n, кДж/м2чград
1 2 3 4	Кальцинирования (55,5м) Экзотермических реакций (11,1м) Спекания (26,7м) Охлаждения (6,7м)	871,350 174,270 419,190 105,190	180 200 280 280	61,425 66,621 87,403 87,403

F₁= 3,14  5  55,5 = 871,350

₁= (3,5 +0,062  180)  4,19 = 61,425 F₂= 3,14  5  11,1 = 174,270

₂= (3,5 +0,062  200)  4,19 = 66,621 F₃= 3,14  5  26,7 = 419,190

₃= (3,5 +0,062  280)  4,19 = 87,403 F₄= 3,14  5  6,7 = 105,190

₄= (3,5 +0,062 280)  4,19 = 87,403

Q = ∑ (23124680,940) / 90 · 1000 = 256,941 кДж/кг кл

Q = Q + Q

Q = 77,082 кДж/кг кл

Q = 256,941 + 77,082 = 334,023 кДж/кг кл

Решаем уравнение теплового баланса печи относительно Х_т

37351,640 Х_т + 24 Х_т + 737,959 + 1625,365 Х_т + 43,554 + 6,458 = 1883,394 + +965,0 + 1236,0 + 2522,560 Х_т + 194,880 + 14,584 + 334,023

36478,445 Х_т = 3839,910

Х_т = 0,105 м³/кг кл

Вычисляем теплосодержание вторичного воздуха:

Q = 1236+58,392–78,7–(468,720–1625,365 · 0,105)–9,013 = 908,622 кДж/кг кл