ные или двухкаliальные (труба в трубе) с ВЫХОДНОЙ ус
ловной скоростью из ее устья 250-350 м/с (горелки сред него давления), регу.1Jируемые одноканальные вихревые ГВП Саратовского института Гипрониигаз, регулируе
мые реверсивные ВРГ института Средазниигаз По опы
ту работы ряда цементных заводов регулируемые горел
ки ВРГ являются более рациональными вследствие воз
можности регулирования факела в печи и расхода сжигаемого газа. Основными недостатками этих гopeJloK
являются сложность конструкции и значительная метал
лоемкость. Несмотря на имеющиеся недостатки, горелки
типа ВРГ способствуют интенсивному сжиганию газа; с
помощью их можно легко управлять характеристикой
факела и расходом газа. В горелке ВРГ положение ак
сиальных лопаток завихрителя можно регулировать в
пределах 0-600 С Они закручивают весь газовый поток. Выбираем газовую горелку типа ВРГ [52], характе
ристика которой приведена ниже.
Номинальные.
|
|
|
|
|
|
|
|
объемный |
расход газа |
3,33 м |
З |
/с |
|
|
|
тепловая |
мощность |
118625 кВт |
|
начальное |
давление газа |
19,6-294 кПа |
Пределы регулирования |
|
|
|
|
по |
расходу . . |
0,333-3,67 м3 /с |
|
J> |
давлению . |
19,6-294 кПа |
Давление газа на отводе к печи |
|
|
|
до |
регулятора . |
245-249 кПа |
Тип |
регулятора давления газа |
|
|
|
для вращающихся печей диа- |
|
|
|
метром 5Х185 м [52). |
РДУ1\2В-200 140 |
Давление перед горелкой вра· |
68,6-118 кПа |
щающеися |
Печи |
Условный диаметр подводяще- |
Dy =250 мм |
го га;зопровода к печи. |
Выбор тягодутьевого оборудования и обеспыливаю
щих устройств
1) Выбор дымососов для отсасывания отходящих
газов из печи и дымовой трубы
Объемный расход газов:
на выходе из печи при температуре 10 г=2000 С
|
|
|
|
|
|
|
• |
273 +10 г |
= (11,27х |
т |
+ |
Vгп=Vо.г·1000Gкло::: |
|
273 |
|
273+ 200 |
= 430500 мЭ/ч. |
|
+ 1,399) 1000·75 |
273 |
|
|
Принимаем, ЧТО темпераtура rйзов перед дыIосс-
СОМ снизится за счет подсосов холодного воздуха и по
терь в окружающую среду с 2000 С примерно до t; д =
= 1800 С;
перед дымососом при нормальных условиях
V~.r = |
Vo г + Y~ (ад - |
ал) х |
Т |
= |
|
= 3,146 +9,32 (I ,8 - 1 ,1) 0,155 = 4,157 м3 |
Определим объемный расход газов перед дымососом |
. |
273 + 180 |
|
|
Vгд = 4.157·1000·75 |
= 515500м3jч |
. |
273 |
|
|
|
Необходимая подача Дымососов с 'Запасом 20% со |
ставит vд= v; д ·1,2=616600 м3/ч. |
|
|
|
Для определения |
аэродинамического сопротивлеНИ51 |
вращающейся печи с цепной завесой |
|
В. Л. Абрамов |
[1] рекомендует формулу |
|
|
|
где ~п = 1О ••• 30 - коэффициент трения, изменяющийся в завлсй
Lл
мости от D печи, степеии зарастания зоны спекания,
г
конструктивного выполнения горячей головки и т д;
х =0,9 - критерий для иавески цепей гирляндами и х=0,5-
критерий для навески свободно висящими цепями,
Sц - общая площадь поверхности цепей, м2;
Dц•з - внутренний диаметр печи в цепной зоне, м,
[/r - скорость газового потока в холодном конце печи, отне·
сенная к полному сечению, м/с.
Скорость газов в холодном конце печи определяем
по формуле
|
|
|
|
• 1ОООGклV~.r (273 + |
10 г) |
= |
|
|
[/г""" |
|
ер) |
|
|
|
|
36()()· 273 . О,785D~ (l - |
|
|
== _ _ 1000_,_75_,3-=,_27_7...:.{2_7_3...;.+_2_ОО-:,)_ |
= 7,5 мlе, |
|
|
3600.27З,О,785·4,?1I (1- 0,1) |
|
|
где |
ер - |
коэффициент заполнения печи, равный 0,08-0,10; |
|
V~.r - |
выход |
отходящих газов в холодном |
конце печи, раВНЫil |
|
|
3,277 м |
З |
на 1 кг клинкера; |
|
|
|
|
Pt - |
|
|
|
|
|
плотность газов при данной температуре, кг/мЗ ; |
|
|
|
|
273 |
|
|
|
|
|
|
|
Pt=Po' |
273+1 |
' |
|
|
11-266 |
|
|
|
0r |
|
|
161 |
|
|
|
|
|
|
tAe Ро - плоtносtь оtходящих газов при HOpMaJ1bHblx УСJ!ОВИЯХ;
Ро = |
Vсо. Рсо. + Vo• РО. + VN. PN. + VН.О РН.О |
|
|
|
VCO• + Vo• + VN • +V H •O |
0,43· 1,977 +0,03· 1,429 + 1,263·1,251 + 1,504·0,804 |
|
|
|
0,43 +0,03 + |
1,263 + |
1,504 |
|
|
|
= 1,141 кг/м3 • |
|
Тогда |
|
|
273 |
|
|
|
Р! = |
|
=066 кг/м3 • |
|
|
1,141 |
|
|
|
273 + 200 |
' |
Аэродинамическое сопротивление вращающейся пе |
чи составит |
|
|
|
|
i1Роб = |
( |
3935) |
7,52 |
|
30+ 0,5 - |
-- ·0,66 = 2215 Па. |
|
|
|
4,72 |
2·9,8 |
|
Для оценки |
|
общего гидравлического сопротивления |
печной установки необходимо учесть (пользуемся опыт
ными данными [60, 52]) гидравлическое сопротивление:
пыльной |
камеры о о |
80-120 Па |
газоходов |
к |
дымососу |
70-90 |
» |
газоходов |
к |
трубе. |
60-120 |
» |
электрофильтров |
200-250 » |
Следовательно, |
|
Рп.у = 2215 + |
100 + 80 + 90 + 225 = 2710 Па. |
С учетом запаса давления примерно до 20 % к обще
му гидравлическому сопротивлению
Рп.у = 1,2·2710 = 3252 Па.
Расчетная мощность электродвигателя дымососа
_ |
V' |
Р |
|
Г.Д |
Л.у |
• |
Nдв- |
36oo.1oo011A 11п |
|
|
где 1]д и 1]п ~ ко п. до, соответственно дымососа, равный 0,72 и пеюе дачи, равный 0,98 .
Подставляя числовые значения, получаем:
NA8 = |
616600·3252 |
= 79О кВт. |
|
3600·1000'0,72·0,98 |
|
Установочная мощность двигателя при значении ко эффициента запаса мощности К=1,l равна:
NYCT = 1,1·790 = 869 кВт.
Подбираем дымососы двухстороннего всасывания
типа ЮГЦ-20, 5Х2 (правого и левого исполнения по
1 шт.).
Подача. . . . . . . . . . . . 350 000 м /ч
Давление при температуре 2000 С.. 3400 Па
Максимально допустимая |
температу- |
ра ..... |
|
2000 С |
Электродвигатель |
тип |
АКЗ-13-62-8 |
Мощность |
|
500Х2 кВт |
Угловая скорость |
|
75,8 рад/с |
|
|
(740 об/мин) |
Направляющий |
аппарат |
не имеется |
Очищенные отходящие газы от печной установки
удаляются дымососами через дымовую трубу. В боль
шинстве случаев удаление отходящих газов проектиру
ют от двух печей в одну трубу. Высоту дымовой трубы
подбираем в зависимости от количества отходящих га
зов в соответствии с правилами Санитарных норм [47]:
Размер вращающейся |
печи |
5Х 185 м |
Количество отходящих газов |
|
от одного агрегата |
перед |
|
дымовой трубой. |
. . . |
600000 м3 /ч |
Количество агрегатов на од- |
|
ну трубу. . . . |
. . . |
2 шт. |
Размеры подбираемой |
уни- |
|
фицированной |
трубы. . |
DустьяН= |
|
|
|
=7Х 100 |
Скорость газов |
на выходе |
|
из трубы. . . . |
. . . |
8,6 м/с |
2) Подбор циклонов для очистки избыточного возду
ха от пыли
Для очистки воздуха от пыли принимаем батарею циклонов системы «I<рейзель» [52]. Ориентировочно
оцениваем сопротивление циклонов
|
.6Рцик = 100 ММ вод. ст. = 1000 Па. |
|
Плотность воздуха при температуре 1500 С |
|
|
273 |
273 |
|
|
Рв = Ро = 273 + t = 1,293273 |
+ 150 = 0,835 кг/м3 • |
|
Условная |
скорость |
воздуха, |
отнесенная к полному |
сечению наружного цилиндра, равна: |
|
.,. ( |
.6Рцик·19,6? |
.,. ( |
|
|
|
|
|
100·19,62 |
|
м/с, |
VUHI<= V |
рв~uик·1,1 |
= V 0,835.105.1,1 =4,73 |
где /;ЦИН - коэффициент сопротивления и.иклона (~= 105}.
Количество избыточного воздуха при температуре 1500 С составит
Vв.изб = |
B |
изб' 1000 G |
кл |
273 + tB изб |
V |
|
273 |
= 1,93·1000·75 |
273 + |
150 |
= 225000 м3 {ч. |
|
|
|
273 |
|
Площадь сечения циклонов
_ |
VB изб |
225000 |
SЦИК - |
3600· VЦИК |
--- =13 2м2. |
3600·4,73 ' |
Принимаем к установке группу циклонов Крейзель диа
метром 1410 мм, состоящую из восьми элементов, сим
метрично |
расположенных в |
два ряда. Действительная |
скорость воздуха в них |
|
|
VЦИК = |
_ __V....:В:.;.;.И=з.::..б__ = |
225000 |
5 м/с |
n.36ООD~ик.О,785 |
8.3600.1,412.0,785 = |
. |
где n - число ЦИКЛОНОВ
3) Подбор вентилятора для отбора избыточного воз
духа
Сопротивление воздушного тракта (давление над решеткой) принимаем 10 Па. Сопротивление батареи
циклонов составит
АРбцИК= 1,I·APHIl K= 1,1·1000= 1100 Па.
Сопротивление воздухопроводов принимаем примернn
250 Па.
Необходимое общее давление вентилятора с запасом 15% составит
PB=(IO+ 1100+250) 1,15= 1564 Па.
Подбираем дымосос двухстороннего всасывания ти па ДН-18Х2А; характеристика его приведена ниже.
Подача. |
. ... |
240000 м3/ч |
Давление |
при |
температуре |
150 мм вод. |
200' С. . |
. |
ст., или 1500 Па |
Коэффициент полезного дей |
0,72 |
ствия '1д |
. • |
. - . . . |
Общее давление дымососа при рабочей температуре 1500 С составит
Pt = 150 273 + 200 = 167 мм вод. ст. = 1670 Па. 273+ 150
Потребляемая дымососом мощность равна:
_ |
VBPt |
225 000· 167 |
= 142 кВт. |
Nд- 3600.75·1,36f]д |
3600,75·1,36·0,72 |
|
Принимаем электродвигатель типа АО-I04-8М, мощ
ностью 160 кВт и угловой скоростью ffi=75,8 рад/с.
4) Подбор вентилятора острого дутья
Количество воздуха, подаваемого вентилятором ост рого дутья, принимается около 8% общего расхода, по
ступающего под решетку холодильника. Определим объемный расход воздуха, поступающего под решетку
холодильника при температуре 15° С: |
|
|
VB Х = (ив ВТ + vв.из) l000ЙКJI |
273 + |
tB |
= |
273 |
|
273 + 15 |
= 271000 м3/ч. |
= (1 ,541 + 1,93) 1000·75 273 |
Определяем подачу вентилятора острого дутья С за·
пасом 15%:
VB = 271000·1,15·0,08 = 24932 м3/ч.
Сопротивление воздухопроводов и слоя клинкера на
этом участке составит по опытным данным около
5000 Па [29]. Необходимое давление вентилятора с за·
пасом 15% составит
РОбщ = 500·1,15 = 575 мм вод. ст = 5750 Па.
Подбираем вентилятор типа ВМ-40/750-1В; характери·
стпка его дана ниже.
Подача при максимальном кпд. |
40000 м3/ч |
Общее давление |
(при t=70° С) |
7480 Па |
Угловая |
скорость . . . . . . |
0>= 155 рад/с |
к п.д. |
• _ • . |
. _ • • • . |
0.60 |
Общее давление при tB = |
15° С; |
|
|
Р |
= Робщ (273 + |
70) = 5750·343 = 6850 Па. |
|
t |
273+ 15 |
288 |
|
Мощность, потребляемая вентилятором: |
|
N = |
VBPt |
24932·685 |
кВт. |
------- = 78 |
B |
3600·75·1,361')в |
3600·75·1,36·0,6 |
|
5) Подбор вентилятора общего дутья Подача вентилятора с запасом 15% равна:
VB = 271000·0,92·1,15 = 298 218 м3/ч.
Сопротивление слоя клинкера на решетке по опыт
ным данным может быть принято для холодильника
«Волга» равным 1850 Па. Общее давление вентилятора
с запасом 15 % составит
P t = 185·1,15 = 213 мм вод. ст. = 2130 Па.
Подбираем вентилятор типа ВДНП-23Х2 (t=30° С) со
следующей характеристикой.
Подача при максимальном к.п.д. |
VB=318500 м3 /ч |
Полное давление . . . . . . |
Pt=3670 Па |
Угловая |
скорость. . . . . . |
о) =75,8 рад!с |
К;п.д. |
. .. |
" .... |
0,58 |
Потребляемая вентилятором мощность |
|
_ |
298218·213 |
= 298 кВт. |
|
Nв - |
3600·75·1,36·0,58 |
|
|
|
6) Подбор электрофильтра печи
Для очистки отходящих газов мощных вр ащающихся
печей используют электрофильтры ПГД и ПГДС. Для
печи диаметром 5Х185 м подбираем электрофильтры
ПГД-4Х50 в количестве 2 шт.. [52]. Их характеристика
дана ниже.
Объемный расход по газовому потоку. . 360000 м3;ч Допустимая максимальная температура га·
за . . . . . . . . . |
250°С |
То же, запыленность газа . |
30:г/м3 |
Площадь |
активного сечения |
50 м2 |
Количество секций . |
1 |
» |
полей.... |
4 |
Степень |
очистки газа. . . |
98-99% |
Для аэродинамического уплотнения печи применяю't
установку с четырьмя циклонами [25] и вентилятор
ВРС ,N'Q8 со следующей характеристикой.
Подача . . ..... .
Давление . . .... .
Угловая скорость. . . .
Мощность электродвигателя
30000 м3jч
1550 Па
75,8 рад/с
20 кВт
7) Привод печи [25].
Характеристика приводов печи приведена ниже.
Основной привод печи
Количество |
редукторов. . . |
2 |
» |
электродвигателей. |
2 |
Мощность каждого электро-
двигателя. .....
Тип электродвигателей. . . .
Угловая скорость вращения пе-
чи от главного привода .
300-320 кВт
ФАМСО-148-6 или АКЗ-12-39-6
0,063-0,13рад!с
Вспомогательный привод печи
Количество |
редукторов . |
2 |
» |
электродвигателей . |
2 |
Мощность каждого электро-
двигателя ..... .
Тип электродвигателей
Угловая скорость вращения ва-
ла электродвигателей. . .
То же, печи от вспомогательнО-
го привода . . . . ..
20-24 кВт
АОП-82-8
или ДО-77j6
80-104,7 рад/с
00=0,0075»
§2. РАСЧЕТ ШАХТНОй ПЕЧИ для ОБЖИГА ИЗВЕСТИ
1.Исходные данные
Производительность печи Р=200 т извести в CYTКlt.
Средний |
химический |
состав известняка |
(%) : |
СаСОз - 93,5; |
МgСОз - 0,5; |
R20з+Si02 - |
3; Н2 |
О - |
3; |
(под R20з понимают полуторные окислы, |
т. е. Аl2Оз |
и |
Fе2Оз) .
Топливо - природный газ Елшанского месторож дения (Саратовская обл.).
Объемный состав исходного топлива ( %): СН4 -
93,2; С2Нб -О,7; СзНв -О,6; C4H 10 -O,6; N2 -4,9.
Плотность сухого газа рс.г=0,765 кг/мз.
К,оэффициент избытка воздуха СХ= 1,25.
ОтносиteJtЬ11ая gл!lЖi10СТь tюздуха <р=75%.
Температура поступающего воздуха, известняка и
природного газа tB , tи, tг= 16° С.
Температура |
уходящих газов tyx =350° С. |
» |
выгружаемой извести tизв=500 С. |
» |
обжига tобж= 1080° С. |
Степень обжига известняка '11=94,3%.
Максимальная действительная температура обжига
известняка колеблется в пределах 1000--1200°С.
2. Расчет материального баланса процесса обжига
известняка
Количество неразложившегося СаСОз в извести оп
ределяют из следующего равенства:
|
(СаСОа - |
56 |
40,35 |
СаО + MgO |
|
|
х)100 + МgСОз |
84,351 |
|
|
|
|
|
|
(VH.l) |
|
|
|
|
|
100 - 85 |
|
ГАе |
СаСОа - |
содержание СаСОз в известняке; |
|
|
х - искомое количество неразложившегося СаСОз |
в |
|
56 |
извести, %; |
|
|
|
|
|
выход СаО из 1 |
КГ СаСОз; |
|
|
100 - |
|
|
МgCОз - |
содержание МgСОз |
в известняке, %; |
|
40,35 и 84,35-молекулярная |
масса |
соответственно MgO |
и |
|
CaO+MgO - |
МgСОз; |
|
(85%). |
|
|
активность извести |
|
|
После подстановки значении |
в |
формулу (VII.l) |
и |
преобразования получим: |
|
|
|
|
|
|
|
40,35 |
85 . |
|
|
0,56 (93,5 - х) + 0,5· 84,35 |
|
|
|
|
|
|
100-85 • |
|
|
|
52,36- 0,56х + |
0,239 |
5 6 |
|
|
|
х+3 |
|
= |
,67; |
|
52,599 - О,56х = 5,667х + 17,001;
_ 52,59917,001 _ 5 70 х- 5,667+0,56 - , ~.
При обжиге 1 кг известняка выделяется:
44 СО. из СаСОз ..... (0,935 - 0,057) 100 = 0,386 кг
|
|
|
44 |
|
кг |
СО2 ИЗ МgCОз ..... 0,00584,35=0,003 |
Н2О •• .. •••• . • . • . •• .. 0,030 |
) |
|
|
|
Всего ..... О,419Кг |
|
Расход известняка |
на |
1 кг извести стандартного ка- |
чества составляет |
1 |
= 1,72 кг. |
|
|
|
|
|
|
|
1-0,419 |
|
|
|
Известняк массой |
100 |
кг содержит |
(кг): СаСОз - |
93,5; МgСОз - 0,5; R2ОЗ+SЮ2 - 3; Н2О - |
3. |
|
При обжиге разлагается СаСОз 93,5· 0,943=87,8 кг. Неразложившийся остаток СаСОз 93,5-87,8=5,7 кг. По реакциям получается:
СаСОз = СаО +СО2;
87,8·56 100 = 49,16 кг СаО;
MgCO~ = MgO +СО2;
0,5·40,35 |
= О, |
24 |
кг М |
gO |
84,35 |
|
• |
Ltля получения 200 т изве~ти в сутки расход карбо натного сырья по массе составит 200000·1,72= =344000 кг/сутки=4 кг/с.
Состав и расход известняка на 1 кг извести |
по мас |
се приведены в табл. VII.13. |
|
т а б л и ца VII.t3, Состав и расход известняка |
, |
|
|
Количество коыцопеп"I |
Расход пзвестняка |
|
Состав |
IlT':r ~~~~~~~~~И:г |
па 1 кг нзвести, КГ |
СаСОз |
0,935 |
1,608 |
|
МgСОз . |
0,005 |
0,009 |
|
R20з+Si02 |
0,030 |
0,052 |
|
Н2О |
0,030 |
0,052 |
|
|
|
|
|
|
|
|
итого |
|
1,720 |
|
На основании приведенного выше расчета составля
ем материальный баланс процесса обжига известняка
(табл. VII.14).
Количество СаО в выпускаемой из печи извести бу
дет равно 49,16 кг.
