3. Домна балқымасының материалдық және жылулық баланстарының есептелуі

Материалдық баланс

1.Үрлеменің массасы

а) үрлеменің салмағы

0,01 ∙ (22,8 ∙ 32 + 76,2 ∙ 28 + 1,0 ∙ 18)/22,4 = 1,286кг

мұнда: 22,8; 76,2; 1,0-үрлемедегі ; және -ның тиісті үлестері, %;

32, 28, 18 – тиісінше , және -ның молекулалық массасы;

б) үрлеменің салмағы

1,286∙ 1283,6= 1640,7 кг

2. Табиғи газдың массасы

а) газдың салмағы

0,01 ∙ (92,6 ∙ 16 + 4,7∙ 30 + 0,9 ∙ 44 + 0,8 ∙ 58 + 1,0 ∙ 72)/22,4 =

= 0,79 кг

мұнда: 92,6; 4,7; 0,9; 0,8; 1,0 және 16; 30; 44; 58; 72 - табиғи газдың көмірсутектерінің жеке үлесімен молекулалық массалары

б) 130 табиғи газдың массасы

0,79 ∙ 130 = 102,7 кг

3. Колошник газының массасы:

а) колошник газының салмағы

0,01 ∙ (17,4 ∙44 + 20,7 ∙ 28 + 51,07∙28+10,4 ∙ 2 + 0,43∙16)/22,4 = 1,251кг

мұнда:17,4; 20,7; 51,07; 10,4; 0,43 және 44; 28; 28; 2; 16- колошник газын құраушылардың жеке үлесі мен молекулалық массалары

б) колошник газының салмағы

1,251∙ 1919 = 2410 кг

4. Материалдық баланстың мәліметтері 6- кестеде жинақталған

Кесте 6 Материалдық баланс

Берілгені	кг	Алынған	кг
Шихталық материалдар	2009,1	Шойын	1000
Үрлеме	1640,7	Шлак	204,5
Табиғи газ	102,7	Құрғақ газ	2410,6
		Ылғал мен шаң	47,7
		Тотықсызданғандағы түзілетін су	77,3
		Колошниктен ұшып кететін Mn3O4	1,4
Жиынтығы	3752,5	Жиынтығы	3741,2

*Соның ішіндегі кокстың ылғалы 446,52 ∙ 0,027 = 12,05 кг

Колошник шаңы 47,7 – 12,05 = 35,65кг

Қиыспаушылық (3752,5– 3741,2)/3752,5∙ 100 = 0,30 %

Жылулық баланс

А. Жылу кірісі

1. Кокс көміртегінің жанғандағы жылуы

17899 ∙ 334.6 + 5250 ∙ 258,6 = 7346655,4 кДж

мұнда: 344,55 және 244,87 –тиісінше жанама тотықсыздану кезінде түзілетін СО₂ және жанама тотықсыздану реакциясында жұмсалынатын СО-ны алып тастағандағы кокс көміртегінің тотығу кезінде түзілетін СО₂, м³

17899 және 5250 – тиісінше көміртек СО₂ мен СО-ға жанған кездегі бөлінетін жылу, кДж/м³

2.Табиғи газдың СО мен Н₂ түзе жанған жылуы

а) 1м³ табиғи газ жанғандағы бөлінетін жылу

1658 ∙ CH₄ + 6050 ∙ C₂H₆ + 10121 ∙ C₃H₈ + 13796 ∙ C₄H₁₀ + 18053 ∙ C₅H₁₂ - 12642 ∙ CO₂ - 10806 ∙ H₂O = 1658 ∙ 0,926 + 6050 ∙ 0,047+ 10121 ∙ 0,009+ 13796 ∙ 0,008 + 18053 ∙ 0,01 – 0 – 0 = 2201,6 кДж

б) 120 м³ табиғи газ жанғандағы бөлінетін жылу

2201,6 ∙ 130 = 286208 кДж

3. Темірдің жанама тотықсыздануы реакциясында сутектің тотыққын жылуы

10806 ∙ 96,5= 1042779 кДж

мұнда: 10806 – 1 м³Н₂ жанған кезде бөлінетін жылу, кДж

4. Қыздырған үрлеменің жылуы

а) үрлеме температурасы 1200 ˚С-де құрғақ ауаның жылу сыйымдылығы 1,4373 су буынікі 1,7672 кДж/(м3 ∙ град)

б) үрлемедегі су буының мөлшері

1283,6 ∙ 0,01 = 12,83 м³

в) берілетін құрғақ үрлеменің мөлшері

1283,6– 12,83= 1270,77 м³

г) жылу кірісі

(1,4373 ∙ 1283 + 1,7672 ∙ 12,83) ∙ 1300 = 2426747,7 кДж

5. Жылудың жалпы кірісі

7346655,4 + 286208 + 1042779 + 2426747,7= 11102390,1 кДж

Б) Жылу шығыны

1. Күкірттің шлакқа көшуіне және оксидтердің ыдырауына кететін жылу

а

.

) шихталық материалдармен кіретін FeO мөлшері:

Жұмаршақпен……………… 1531,4 ∙ 0,03 = 45,94кг

Кокс күлімен……………...... 54,61 ∙ 0,1666 ∙ 72/56 = 11,6кг

Жиынтығы............................ 57,63кг

б) жағдайға байланысты күлдегі барлық FeO мен флюстенген Жұмаршақтың 10% FеО-сы силикатты қосылыстарда деп есептейміз. Силикатқа байланысқан FeO-ның, магнетиттің және темірдің бос оксидтерінің мөлшері

45,94 + 11,6 ∙ 0,1 = 47,1 кг FeO силикат

57,63– 47,1 = 10,53 кг FeO магнетит

10,53 ∙ 160/72 = 23,4 кг Fe₂O₃ магнетит

10,53 + 23,4 = 33,93 кг Fe₃O₄

1309,3 – 23,4 = 1285,9 кг Fe₂O₃ бос

2,3 кг FeO шлак

в) темір оксидтерінің диссоцациялануына жұмсалататын жылу

4076 ∙ (47,1 – 2,3) + 4800∙33,93 + 5154 ∙ 1285,9 = 6972997,4 кДж

мұнда: 4076, 4800, 5154 – тиісінше силикатты қосылыстың FеО, темірдің магниттік оксидінің және Fе₂О₃-тің ыдырауына жұмсалынатын жылудың шығыны, кДж/кг

г) марганец оксидтерінің диссоциациялануына жұмсалынатын жылу (ол жұмаршақ ішінде силикат түрінде болады)

(7360 + 532) ∙ 6,0 = 47352кДж

мұнда: 7360, 532 – тиісінше MnO-ның және марганец силикатының MnO мен SiO -ге ыдырауына жұмсалатын жылу шығыны, кДж/кг

д) кремнезем диссоцациялануына жұмсалынатын жылу

31079 ∙5= 155395 кДж

мұнда: 31079 - SiО₂-нің ыдырауының жылуы, кДж/кг Si

е) фосфорлы кальций тұзынан P O -тің ыдырауының жылуы, кДж Si

35755 ∙ 2= 71510 кДж

мұнда: 35755 – фосфорлы кальций тұзының құрамына кіретін P O -тің ыдырауына жылуы, кДж/кг Р

ж) күкіртті шлакқа көшіру жылуы

5728 ∙ 204,5 ∙ 0,0134 = 15696,4 кДж

мұнда: 5728 – күкіртті шлакқа көшіру жылуының шығыны, кДж/кг S

з) бірінші бап бойынша жұмсалған жалпы жылу

6972977,4+47352+155395+71510+15696,4=7262950,8 кДж

2. Шихтада карбонаттар жоқ, сондықтан олардың ыдырауына жылу жұмсалмайды, өйткені флюстенген Жұмаршақ қолдандық.

3. Үрлеме ылғалының ыдырауына жұмсалатын жылу

10806 ∙ 12,83= 138641 кДж

мұнда: 10806 – 1м³ Н₂О ыдырауына жұмсалатын жылу, кДж

4. Шихта ылғалының булануына жұмсалатын жылу

(2261 + 419) ∙ 12,05 = 32294 кДж

мұнда: 2261 – буланудың елеусіз жылуы, кДж/кг Н₂О

419 – ылғалды 100˚С – ге дейін қыздыруға жұмсалатын шығын, кДж/кг Н₂О.

5. Шойынмен бірге кететін жылу

1130 ∙ 1000 = 1130000 кДж (269047,619 ккал )

мұнда: 1130 – шойынның энтальпиясы, кДж/кг

6. Шлакпен бірге кететін жылу

1675 ∙ 204,5 = 342537,5 кДж

мұнда: 1675 – шлактың энтальпиясы, кДж/кг

7. 200˚С-тегі температурада колошник газымен, су буымен және шаңымен бірге кететін жылу (пештің жұмыс істеу жағдайына байланысты колошник газының температурасы 150°С-ден 350°-ге дейін өзгереді)

а) газдың осы температурадағы жылу сыйымдылығы - 1,3858 кДж/(м³∙˚С); колошник шаңынікі - 0,7536 кДж/(кг∙ ˚С), су буынікі - 1,5302 кДж/(кг∙ ˚С)

б) осылармен бірге кететін жылу

1,3858 ∙ 1919 ∙ 250+ 1,5302 ∙ 12,05 ∙ (250-100) + 0,7536 ∙ 35,65 ∙ 250 =674319,8кДж

в) 1 - 7 баптар бойынша жылу шығыны

7262950.8+138641+32294+1130000+342537.5+674320= 9580743 кДж

8. Салқындатылатын сумен және сырт кеңістікке радиация мен конвекция арқылы кететін жылу (1 – 7) баптардағы кіріс пен шығыс айырмашылығы бойынша анықталынады:

10530000–9580743= 949257 кДж

9. Жылулық балансының баптары 7-шы кестеге жинақталған.

10. Жылудың пайдалы әсер коэффициенті (жылудың ПӘК-ті)

100 – (6,07+ 13,7) = 80,23%

11. Көміртекті пеште пайдалану коэффициенті (К_с):

а) жанған көміртектен жылу кірісі 7582688,5610 кДж (1805402,04 ккал)

б) үрлемемен және шихтамен тотығатын көміртек мөлшері 381,5744 кг;

в) 1 кг көміртектің жылулық мағынасы

7346655/317.8 = 23117 кДж

г) пеште қолданылған көміртектің коэффициенті

23117^. 100/33411=69,1%

Кесте 7-Жылу балансы

Баланстың баптары	кДж	Ккал		%
Жылу кірісі
Жану: көміртек	7346655	1749204		66.17
Табиғи газ	286208	68144.7		2.59
Сутек	1042779	248280,7		9.39
Үрлемемен келетіні	2426147	577796.9		21.85
Жиынтығы	11102390	2643420.1		100
Жылу шығысы
Fe, Mn, Si, P оксидтерінің диссоциациялануы және күкірттің шлакқа көшуі	7262950.8	1729274	65.45
Карбонаттардың ыдырауы	0	0	0
Су буының ыдырауы	138641	33009.7	1,24
Судың буға айналуы	32294	7689	0,29
Шығып кететіні щойынмен	1130000	269047.6	10,17
Шлакпен	342537.5	81556.5	3.08
Газбен	674320	160552.3	6.07
Есептелінбеген шығын	1521646.7	362296.08	13.70
Жиынтығы	11102390	2643420.1	100