2.2. Методика составления теплового баланса вращающейся печи

Тепловой баланс вращающейся печи для обжига керамзита составляют по следующей схеме.

Приходные статьи баланса

1. Теплота от горения топлива.

2. Физическая теплота, вносимая топливом.

3. Теплота, вносимая сырцом.

4. Физическая теплота первичного воздуха, подаваемого к топливосжигающему устройству.

5. Физическая теплота вторичного воздуха, поступающего в печь из холодильника.

6. Физическая теплота воздуха, подсасываемого через не плотности головки печи.

Расходные статьи баланса

1. Расход тепла на испарение влаги.

2. Расход тепла на химические реакции.

3. Потери тепла с керамзитом на выходе из печи.

4. Потери тепла в окружающую среду.

5. Потери тепла с отходящими газами.

6. Потери тепла с химическим недожогом.

Конечной целью расчета теплового баланса является определение расхода топлива, сжигаемого за 1 час работы печи, и его удельного расхода на 1 кг полученного керамзитового гравия. Для этого на основании статей прихода и расхода тепла составляют общее уравнение теплового баланса, из которого находят искомые величины.

2.3. Пример расчета теплового баланса вращающейся печи

Прежде чем приступить к расчету теплового баланса печи, необходимо произвести дополнительные вычисления, результаты которых понадобятся в дальнейшем. В качестве топлива для печей могут использоваться мазут, природный или попутный газ. При расчете процессов горения определяют коли­чество воздуха, необходимого для полного сжигания топлива и количество образующихся продуктов горения. Процесс горения рассчитывают независимо от количества сжигаемого топлива, поэтому количество воздуха, необходимое для горения, и объем, дымовых газов, образующихся в результате сжигания топлива, определяют на единицу массы жидкого топлива и на единицу объ­ема газообразного топлива, т.е. выражают в нм^s/кг или hm^s/hm³ топлива. Примеры расчета газообразного и жидкого топлива смотреть пункт 1.1 и 1.2.

Исходные данные

Вращающаяся печь, годовой мощностью 100 тыс. м³/год. Насыпная плотность керамзита ρ_к = 465 кг/м³. Температура сырца при загрузке в печь t_c = 84°С, температура керамзита на выходе из печи t_к = 913°С, температура отходящих газов t_or = 422°С; температура воздуха, подаваемого на горение, t_в=140°С; влажность сырца W_с=9 %, содержание оксидов в глине, %:

CaO – 3,37; MgO – 2,24; ППП – 9,94.

Топливо – газ. Состав газа, %:

СН₄ –86; С₂Н₆ –3,8; С₃Н₈ –0,3; С₄Н₁₀ –0,3; С₅Н₁₂ –0,5; Н₂S –0,8; СО₂ –1; N₂ –7,3.

Расчет дополнительных данных

1.Техническая характеристика печи представлена в таблице 1П приложения:

Длина печи 40 м, диаметр 2,5 м;

2. Теплота сгорания топлива для газа определяется по формуле 1.1:

Q_н = 358,2СН₄ +637,5С₂Н₆+912,5С₃Н₈+1186,5С₄Н₁₀+1460,8С₅Н₁₂ =

358,2 ×86 + 637,5×3,8 +912,5 ×0,3 +1186,5 ×0,3 +1460,8 ×0,5 = 34587,8 кДж/Нм;

3. Масса сырца, загружаемого в печь Gс:

Gс = ρ_с × V (2.1)

Определяем насыпную плотность сырца:

(ППП + W_с) = 9,94% + 9% = 18,94% = 0,1894

ρ_с = ρ_к × (ППП + W_с) + ρ_к = 465 × 0,1894 + 465 = 553,071 кг/м³;

Годовой фонд рабочего времени:

Т_ф = 365 × 24 × 0,96 = 8400 часов в год;

Часовая производительность печи:

V = м³/ч; (2.2)

Gс = ρ_с × V = 553,071 × 11,9 = 6581,545 кг/ч.

4. Часовая производительность печи по обожженному керамзиту:

= ρ_к × V = 465 × 11,9 = 5533,5 кг/ч. (2.3)