Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Тепловые установки и основы теплотехники. Лабораторный практикум
.pdf
71
пг
L
2
с
HO
V
2
с
CO
V
ог
G
цз
F
цз
D
ог
ог кл
273
273
t
V V B
ог
ог изв
273
273
t
V V B
ог
V
22
сс
ог пг т H O CO
V L X V V
дым
V
дым
1,6...2VV
п
P
2
цз
ог
пп
2
цз
ξρ
2
F
w
Px
D
п
ξ
– объем продуктов сгорания топлива, м3/кг топл. или м3/м3 топл.
(см. лабораторную работу № 1, табл. 1, 2);
,
– объемы водяных паров и углекислого газа, выделяющихся
из сырья, м3/кг кл. или м3/кг изв. (см. лабораторную работу № 5);
– массовый выход отходящих газов, кг/кг кл. или кг/кг изв. Рас-
считан в лабораторных работах № 2 (см. табл. 3, 4) и № 5 (см. табл. 5,
8);
– поверхность цепей, м2 (см. прил. 3);
– диаметр печи на участке цепной завесы, равный диаметру печи,
м.
1. Часовой объем отходящих газов V, м3/ч, определяют по
удельному выходу газов на 1 кг клинкера или 1 кг извести, температуре
отходящих газов и производительности печи.
или
.
Здесь
– удельный объем отходящих газов на выходе из печи при
нормальных условиях, м3/кг кл. (или м3/кг изв.), рассчитываемый по
формуле:
.
2. Часовой объем отходящих газов перед дымососом
, м3/ч,
определяется с учетом подсоса воздуха по запечному тракту (подсосы
воздуха составляют 60 – 100 %):
.
3. Аэродинамическое сопротивление печи
, Па
.
Здесь
– коэффициент сопротивления печи, равный 10 – 30;
72
x
x
x
ог
w
ρ
ог
t
ог
w
ог
2
цз
3600 0,785 0,9
V
wD
ог
t
ог
ог ог
273
ρ=
273
G
Vt
п пк г эф
P P P P P
пк
P
г
P
эф
P
дв
N
дым
дв
вп
3600 102 η η 9,81
VP
N
вп
η ,η
вп
η η 0,6...0,85
уст
N
уст дв
1,1NN
– коэффициент сопротивления цепной завесы, равный
= 0,5 – для свободновисящей завесы;
= 0,9 – для гирляндной завесы;
– скорость отходящих газов в холодном конце печи, м/с;
– средняя плотность отходящих газов, кг/м3, с учетом их расшире-
ния при температуре
3.1. Скорость отходящих газов в холодном конце печи
определяется по закону сплошности газового потока:
где 0,9 – коэффициент, учитывающий заполнение печи газами.
3.2. Средняя плотность отходящих газов ρ, кг/м3, при температуре
отходящих газов
4. Общее сопротивление печной установки P, Па, вычисляют
по формуле:
Здесь
– сопротивление пыльной камеры (80 – 120 Па);
– сопротивление всех газоходов (150 – 200 Па);
– сопротивление электрофильтров (200 Па).
5. Мощность на валу электродвигателя дымососа
считывают по формуле:
.
,
.
.
, кВт, рас-
, м/с,
Здесь
передачи соответственно.
6. Установочную мощность на валу электродвигателя
берут с запасом 10 %:
.
– коэффициенты полезного действия вентилятора и
.
.
, кВт,
73
дым
V
кл
B
ог
t
т
X
пг
L
2
с
HO
V
2
с
CO
V
т
пг
G
2
с
CO
G
ог
G
ог
t
ог
ог кл
273
273
t
V V B
ог
V
По расчетным характеристикам (часовому объему газов перед дымососом
установки P) производят выбор дымососа к вращающейся печи.
Характеристика запечных дымососов приведена в прил. 10.
Исходные данные:
– производительность вращающейся печи (рассчитана в лабора-
торной работе № 2), кг/ч;
– температура отходящих газов, C (см. лабораторную работу № 4,
прил. 7);
– удельный расход топлива на обжиг 1 кг клинкера, м3/кг кл. или
кг/кг кл. (рассчитан в лабораторной работе № 5);
– объем продуктов сгорания топлива, м3/кг топл. или м3/м3 топл.
(см. лабораторную работу № 1, табл. 1, 2);
,
из сырья, м3/кг кл. (см. лабораторную работу № 5);
,
топлива, углекислого газа из сырья и отходящих газов, кг/кг кл. Рассчитаны в лабораторной работе № 5 (см. табл. 5).
1. Часовой объем отходящих газов V, м3/ч
– на выходе из 4-й ступени циклонных теплообменников при сухом
способе производства;
– на выходе из циклона-осадителя при комбинированном способе производства.
Часовой объем отходящих газов определяют с учетом их расширения при температуре
производительности печи
и общему аэродинамическому сопротивлению печной
Аэродинамический расчет цементных печей сухого
и комбинированного способов производства
– объемы водяных паров и углекислого газа, выделяющихся
,
– массовый выход соответственно продуктов сгорания
по удельному выходу газов на 1 кг клинкера и
.
Здесь
– удельный объем отходящих газов на выходе из 4-й сту-
пени циклонных теплообменников при сухом способе производства и
из циклона-осадителя при комбинированном способе производства при
нормальных условиях, м3/кг кл., рассчитывается по формуле:
74
22
сс
ог пг т H O CO
V L X V V
дым
V
дым
1,4...1,5VV
п
V
п
P
п
V
п
ог
V
п
ог
t
п
пп
ог
ог кл
273
273
t
V V B
п
ог
t
п
ог
V
2
пс
ог пг т CO
0,7V L X V
2
пс
ог пг т CO
0,4 0,1V L X V
т
X
пг
L
2
с
CO
V
.
2. Часовой объем отходящих газов перед дымососом
определяется с учетом подсоса воздуха по запечному тракту (подсосы
воздуха составляют 40 – 50 %):
.
3. Часовой объем отходящих газов на выходе из печи
Для нахождения аэродинамического сопротивления вращающейся
печи
из печи
туры отходящих газов после печи
, Па, необходимо определить часовой выход отходящих газов
, м3/ч, с учетом удельного объема
, м3/кг кл., и темпера-
, C.
.
Здесь
– температура отходящих газов после печи равна 1000 C;
– объем отходящих газов из печи при нормальных условиях, м3/кг
кл., рассчитывается по формуле:
– для печей комбинированного и сухого способов производства с циклонными теплообменниками:
;
– для печей сухого способа производства с циклонными теплообменниками и реактором - декарбонизатором:
.
Здесь
– удельный расход топлива на обжиг 1 кг клинкера, кг/кг
кл. или м3/кг кл. (рассчитан в лабораторной работе № 5);
– объем продуктов сгорания топлива, м3/кг топл. или м3/м3 топл.
(см. лабораторную работу № 1, табл. 1, 2);
– объем углекислого газа, выделяющегося из сырья, м3/кг кл.,
рассчитан в лабораторной работе № 5;
, м3/ч,
, м3/ч.
75
т
X
2
с
CO
V
п
P
2
п
ог
п
п п ог
ξρ
2
w
P
п
ξ
п
ог
w
п
ог
ρ
п
ог
t
п
ог
w
п
п
ог
2
3600 0,785 0,9
V
wD
п
ог
ρ
п
п
ог
ог
пп
ог ог
273
ρ=
273
G
Vt
п
ог
G
2
п т с
ог пг CO
0,7G G G
1 и 0,4 – коэффициенты перед
показывают долю топлива, сжигае-
мого в печи;
0,7 и 0,1 – коэффициенты перед
обозначают степень декарбони-
зации материала в печи.
4. Аэродинамическое сопротивление печи
, Па
.
Здесь
– коэффициент сопротивления печи, равный 20 – 30;
– скорость отходящих газов на выходе из печи, м/с;
- средняя плотность отходящих газов на выходе из печи, кг/м3, с
учетом их расширения при температуре
4.1. Скорость отходящих газов на выходе из печи
, C.
, м/с, опреде-
ляется по закону сплошности газового потока:
.
Здесь 0,9 – коэффициент, учитывающий заполнение печи газами;
D – внутренний диаметр печи с учетом футеровки, м.
D = Dп – 2 δф ,
где Dп – диаметр печи, м;
δф – толщина футеровки, равная 0,2 м.
4.2. Средняя плотность отходящих газов на выходе из печи
кг/м3
,
,
где
– массовый выход отходящих газов на выходе из печи, кг/кг
кл., рассчитывается по формуле:
– для печей комбинированного и сухого способов производства с циклонными теплообменниками:
;
76
2
п т с
ог пг CO
0,4 0,1G G G
т
пг
G
2
с
CO
G
т
пг
G
2
с
CO
G
п ц др-с ц-о г
P P P P P P
ц
P
др-с
P
ц-о
P
г
P
пцг
P P P P
ц
P
г
P
дв
N
дым
дв
вп
3600 102 η η 9,81
VP
N
вп
η ,η
вп
η η 0,6...0,85
– для печей сухого способа производства с циклонными теплообменниками и реактором - декарбонизатором:
.
Здесь
углекислого газа из сырья соответственно, кг/кг кл. Рассчитаны в лабо-
раторной работе № 5 (см. табл. 5);
1 и 0,4 – коэффициенты перед
мого в печи;
0,7 и 0,1 – коэффициенты перед
зации материала в печи.
5. Общее сопротивление печной установки P, Па, вычисляют
по формуле:
5.1. Для печи комбинированного способа:
Здесь
циклона составляет 800 – 1000 Па;
– сопротивление дробилки-сушилки 1700 – 1900 Па;
– сопротивление осадительного циклона 1500 – 1700 Па;
– сопротивление газоходов 100 – 150 Па.
5.2. Для печи сухого способа:
Здесь
ра-декарбонизатора 4000 – 8000 Па;
– сопротивление газоходов 150 – 200 Па.
6. Мощность на валу электродвигателя дымососа
считывают по формуле:
,
– массовый выход продуктов сгорания топлива и
показывают долю топлива, сжигае-
обозначают степень декарбони-
.
– сопротивление циклонов, Па. Сопротивление одного
.
– сопротивление циклонных теплообменников и реакто-
, кВт, рас-
Здесь
передачи.
.
– коэффициенты полезного действия вентилятора и
.
77
уст
N
уст дв
1,1NN
дым
V
7. Установочную мощность на валу электродвигателя
, кВт,
берут с запасом 10 %:
.
По расчетным характеристикам (часовому объему газов перед дымососом
и общему аэродинамическому сопротивлению печной
установки P) производят выбор дымососа к вращающейся печи.
Характеристика запечных дымососов приведена в прил. 10.
Вопросы для самопроверки
1. С какой целью выполняют аэродинамический расчет вращаю-
щейся печи?
2. По каким показателям производится подбор дымососа?
3. Что необходимо учитывать при определении производитель-
ности дымососа?
4. Какой закон используется в расчете часового объема отходя-
щих газов на выходе из печи?
5. Из каких составляющих складывается аэродинамическое со-
противление печной установки мокрого, сухого и комбинированного
способов производства?
6. Как учитываются статический и динамический напоры при
подборе дымососа?
7. Какой закон используется в расчете скорости отходящих газов
на выходе из печи? От чего зависит скорость отходящих газов на выходе из печи?
8. В каком случае применяют параллельное соединение двух ды-
мососов? Каким образом изменяются при этом характеристики дымососов?
9. В какой ситуации применяют последовательное соединение
двух дымососов? Какие показатели дымососов и как в этом случае
изменяются?
10. С какой целью и по каким показателям рассчитывают мощ-
ность на валу электродвигателя дымососа?
78
№
варианта
Размер печи
пп
DL
, м
Тип холодильника
Вид топлива
1
2 3 4
Цементные печи мокрого способа производства
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
5 185
4,5 170
4,5 170
4 150
7 230
3,6/3,3/3,6 150
5 185
5 185
5 185
4,5 170
5 185
4,5 170
3,6/3,3/3,6 150
4,5 170
3,6/3,3/3,6 150
5 185
5 185
7 230
4 150
4,5 170
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Рекуператорный
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Рекуператорный
Колосниковый
Рекуператорный
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Твердое
Твердое
Твердое
Твердое
Твердое
Твердое
Газ
Газ
Газ
Газ
Мазут
Мазут
Газ
Газ
Газ
Мазут
Мазут
Твердое
Мазут
Твердое
Цементные печи сухого способа производства
с циклонными теплообменниками
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
7/6,4 95
7/6,4 95
5 75
4 60
5 75
4 60
7/6,4 95
5 75
7/6,4 95
7/6,4 95
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Твердое
Газ
Газ
Твердое
Твердое
Газ
Газ
Мазут
Мазут
Газ
Приложения
Приложение 1
Перечень вариантов расчета
79
1
2 3 4
Цементные печи сухого способа производства
с циклонными теплообменниками и реактором-декарбонизатором
31
32
33
4,5 80
4,5 80
4,5 80
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Газ
Мазут
Твердое
Цементные печи с циклонными теплообменниками
комбинированного способа производства
34
35
36
37
38
39
40
41
42
5 125
5 125
5 125
4,5 115
4,5 115
4,5 115
4 100
4 100
4 100
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Колосниковый
Газ
Мазут
Твердое
Газ
Мазут
Твердое
Газ
Мазут
Твердое
Известковые вращающиеся печи
мокрого способа производства
45
46
47
48
52
3,6 110
3,6 110
4 150
4,5 170
3,6 110
Барабанный
Барабанный
Рекуператорный
Колосниковый
Барабанный
Газ
Мазут
Газ
Газ
Газ
Известковые вращающиеся печи
сухого способа производства
43
44
49
50
51
3,6 81
3,6 81
3,6 81
4 60 (с сушиль-
ной решеткой)
4 60 (с распыли-
тельной сушилкой)
Рекуператорный
Рекуператорный
Рекуператорный
Барабанный
Барабанный
Газ
Мазут
Мазут
Газ
Мазут
Окончание прил. 1
80
№
варианта
Месторождение
топлива
Состав рабочей массы топлива, мас. %
Cр
Hр
Np
Sp
Op
Wр
AP
1
2
3
4
5
6
18
20
21
24
25
33
36
39
42
Кузнецкий бассейн
Кузнецкий бассейн
Кемеровское
Кемеровское
Печорский бассейн
Сучанское
Сучанское
Кемеровское
Уральское
Кузнецкий бассейн
Кузнецкий бассейн
Подгоренское
Октябрьское
Печорский бассейн
Егоршинское
72,3
74,0
70,0
74,2
57,0
64,3
61,9
73,2
66,7
71,7
76,4
67,5
74,3
62,5
66,7
2,8
3,5
3,3
3,6
3,4
4,3
3,6
3,9
2,7
1,4
1,5
2,5
4,3
3,9
2,7
1,0
1,5
1,5
1,8
0,9
1,7
1,0
1,8
0,5
0,8
0,8
0,4
1,7
1,7
0,5
0,7
0,6
0,5
0,4
0,8
0,4
0,4
0,4
0,4
1,8
1,7
0,4
0,4
0,9
0,4
1,0
1,7
2,0
3,0
5,4
3,7
5,5
4,4
3,4
1,4
1,3
4,2
3,7
5,4
3,4
5,5
6,5
8,0
5,0
7,5
4,0
6,0
6,0
5,5
6,0
5,0
5,0
4,0
7,0
5,5
16,7
12,2
14,7
12,0
25,0
21,6
21,6
10,3
20,8
16,9
13,3
20,0
11,6
18,6
20,8
№
варианта
Состав рабочей массы топлива, мас. %
Cр
Hр
Np
Sp
Op
Wр AP
11
12
16
17
19
28
29
32
35
38
41
44
46
49
51
85,0
86,0
87,8
84,0
86,6
85,0
86,4
87,8
84,0
85,0
83,2
84,3
87,8
85,0
88,1
14,5
13,7
10,7
11,5
9,7
14,5
13,0
10,7
11,5
11,4
11,2
11,5
10,7
14,0
11,0
0,29
0,2
0,8
0,5
-
-
0,1
0,5
0,3
0,3
0,5
0,8
0,2
-
0,21
0,1
0,1
0,5
1,7
0,5
0,1
0,8
0,5
0,6
2,9
0,4
0,7
0,3
0,5
-
-
-
-
-
-
-
0,7
0,2
0,2
-
-
-
-
-
0,5
2,5
2,0
0,3
0,5
2,5
2,0
2,0
3,0
0,2
0,2
-
0,1
1,0
-
0,2
0,1
0,3
0,5
0,2
0,3
0,3
0,2
Приложение 2
Характеристика топлива
1. Состав твердого топлива
2. Состав жидкого топлива
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]