Министерство образования и науки Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения

высшего образования

«Национальный исследовательский университет «МЭИ»

в г. Смоленске

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Направление 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника

профиль «Энергообеспечение предприятий»

Расчетное задание

по курсу «Теплотехнологические процессы и установки»

«Расчет теплотехнологических процессов вращающейся печи»

Преподаватель: Любова Т.С.

Студент группы ЭО-13

Удилов К.А.

Вариант 19

Cмоленск, 2016

Оглавление

Введение 2

1. Материальный баланс горения. 5

2. Материальный баланс по сырью 9

3. Расчет затрат тепла на клинкерообразование 12

4. Тепловой баланс вращающейся печи 14

5. Материальный баланс установки 22

Литература 24

Введение

Одним из строительных материалов цемент, обычное производство цемента осуществляется по мокрому, сухому и комбинированному способу. В России наиболее распространен мокрый способ производства цемента.

Сырьевые материалы мел и глина проходят первую стадию обработки и измельчения. Глина в валковых дробилках и глиноболтушках, а мел в мельницах с добавлением воды. Подготовленный и отдозированный материал в вертикальных шлам-бассейнах поступает в трубные шаровые мельницы для размола в шлам влажностью Затем шлам перекачивается в трубочные емкости, откуда поступает в горизонтальные шлам бассейны и доводится до требуемого химического состава. Из бассейнов шлам дозируется во вращающуюся печь, где под действием сжигаемого топлива происходит термохимическая обработка шлама и образуется цементный клинкер. В колосниковом холодильнике цементный клинкер охлаждается до 380 К и транспортируется на склад, а затем отдозированный передается с необходимыми добавками, например гипсом в шаровую цементную мельницу. Готовый цемент пневмотранспортом направляется в силосы, а из силосов в упаковочное отделение и в автомобильный транспорт, специализированные железнодорожные вагоны к потребителю.

Целью данного расчетного задания является анализ работы вращающейся печи. В качестве топлива могут использоваться: природный газ, мазут, твердое топливо. Эффективность использования топлива во вращающихся и шахтной печах определяется тремя основными факторами: полнотой горения топлива, глубиной охлаждения топочных и технологических газов, количеством потерь тепла корпусом печи в окружающую среду. На основании теплового баланса тепло, вносимое в печь, делится на полезно используемое, и тепловые потери. Его выражают в единицах, отнесенных к единице продукции (кДж/кг клинкера). Составлению теплового баланса предшествует расчет в массовых количествах всех химических и физических превращений веществ, соотношение которых представляет собой материальный баланс.

Задание:

1. Произвести расчёт горения топлива с учётом влажность, составить материальный баланс горения для данной печи;

2. Расчитать материальный баланс по сырью для данной печи;

3. Расчитать затраты тепла на клинкерообразование;

4. Тепловой баланс вращающейся печи без холодильника;

5. Тепловой баланс вращающейся печи с колосниковым холодильником;

6. Материальный баланс установки.

Рисунок 1. Вращающаяся печь

1 – циклоны; 2 – батарейные циклоны; 3 – вращающаяся печь; 4 – опоры;

5 – холодильник.

1. Материальный баланс горения.

Расчет количества воздуха, необходимого для полного сгорания топлива, и расчет количества образующихся продуктов сгорания проводят на основе закона сохранения массы веществ, участвующих в химических реакциях. Для горения топлива этот закон представляют в виде материального баланса горения, отнеся его к массе 1 кг сжигаемого топлива. Состав газообразного топлива приведен в табл. 1, дополнительные параметры приведены в табл. 2.

Таблица 1. Состав и характеристики топлива.

№	Марка топлива	Рабочая масса топлива
		Состав, %							Низшая теплота сгорания, кДж/кг
19	1СС, 2СС	12	18,9	0,4	59,1	3,4	1,7	4,5		22568

Температура окружающей среды:

Коэффициент избытка воздуха:

Энтальпия смеси: ;

Температура топлива:

Температура клинкера при выходе из печи:

Энтальпия клинкера находится путем линейной интерполяции между:

получаем что при энтальпия клинкера

а при энтальпия клинкера составляет

Энтальпия сырьевой смеси уносимой из печи:

Температура отходящих газов:

Влажность шлака:

Доля уносимого сырья:

• Без холодильника:

Температура горячего воздуха:

Температура холодного воздуха:

• с холодильником:

Температура холодного клинкера:

Температура холодного воздуха:

Определение объемов продуктов сгорания:

1. Теоретический расход сухого воздуха:

2. Практический расход воздуха:

3. Объем трехатомных газов:

4. Объем азота:

5. Объем недоокисленного кислорода:

6. Объем водяных паров:

7. Общий объем дымовых газов:

Плотности образующихся при горении веществ:

Продукты горения:

Воздух:

Масса золы:

для твердых топлив

Масса шлака:

Масса переходящая в газ из минеральной части:

Результаты расчетов представлены в табл.2.

Таблица 2. Материальный баланс по горению

Приход	кг	Расход	кг
1. Топливо		Продукты сгорания
		Масса золы :
		Масса шлака :
		Масса переходящая в газ из минеральной части :
2. Воздух
Всего		Всего

Определение погрешности: