2. Теплотехнический расчёт печи
2.1. Расчёт горения топлива
Используется газ Журавского месторождения, имеющий состав, об. %:
,
,
,
,
.
Плотность газа
.
Влагосодержание атмосферного
воздуха
Коэффициент избытка воздуха
.
Т
еоретический
расчёт сухого воздуха.
(1)
Теоретический
расчёт атмосферного воздуха.
(2)
Действительный расчёт сухо воздуха.
(3)
Действительный расчёт атмосферного воздуха.
(4)
Количество образующихся продуктов горения и их состав определяется по формулам
(5)
Общий объём образующихся продуктов горения.
(6)
Процентный состав продуктов горения определяется
(7)
По аналогии
Для проверки выполненных расчётов составляется материальный баланс процесса горения (табл.1).
Таблица 1
Материальный баланс процесса горения
-
Приход
кг
Расход
кг
1. Природный газ
в т.ч.
CH4
C2H6
C3H8
CO2
N2
2. Воздух
в т.ч.
N2
O2
H2O
55,71
14,73
7,86
5,89
5
1209,69
367,5
15,75
1.Продукты горения в т.ч.
CO2
H2O
N2
O2
225,89
180,8
1210
61,43
Итого
Невязка
Для расчёта низшей теплоты сгорания природного газа используется универсальное уравнение
(8)
Определение действительной температуры горения.
Теплосодержание продуктов
горения
определяется
по уравнению
(9)
где
—температура
воздуха, подаваемого на горение
;
—теплоёмкость
воздуха ,
.
С помощью
диаграммы
находится теоретическая температура
горения топлива с учётом того, что
коэффициент избытка воздуха
.
Действительную температуру горения топлива находим по формуле
(10)
где
—пирометрический
коэффициент,
2.2. Тепловой расчёт шихты
2.2.1. Расчёт шихты
Химический состав листового стекла, получаемого методом флоат-процесса, мас.%:
Таблица 2
Химический состав сырьевых материалов
|
Сырьевые материалы |
Содержание сырья, мас.ч. |
Содержание оксидов, мас.% |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Песок кварцевый Гомельского ГОКа |
|
99,0 |
0,1 |
0,06 |
0,5 |
— |
— |
|
Глинозём технологический |
|
0,46 |
97,9 |
— |
0,35 |
— |
— |
|
Доломит «Руба» |
|
3,5 |
1,6 |
0,18 |
29,5 |
20,5 |
— |
|
Мел Волковысского месторождения |
|
1,2 |
0,6 |
0,1 |
54,3 |
0,6 |
— |
|
Сода кальцинированная |
|
— |
— |
— |
— |
— |
58,0 |
|
Сульфат натрия |
|
— |
— |
— |
— |
— |
43,4 |
При технологических расчётах
шихты промышленных варок необходимо
предусмотреть введение осветлителя—сульфата
натрия. Количество
,
вводимого через
,
составляет 5 мас.% от содержания
в составе стекла. Сульфат натрия вводится
в сочетании с восстановителем—углём.
Количество восстановителя составляет
5-6% от массы сульфата натрия в составе
шихты.
Расчёт проводится на 100 мас.ч. стекла.
Составляется система уравнений для оксидов:
Так как
,
то
.
Тогда
.
Из оставшихся четырёх уравнений формируется расширенная матрица А.
Чтобы решить систему методом последовательного исключения неизвестных по Гауссу, необходимо расширенную матрицу преобразовать в трапециевидную. Для этого делаются следующие преобразования.
Таблица 3
Состав шихты и сырья по результатам расчёта
|
Состав шихты |
Содержание оксидов, мас.% |
||||||
|
Сырьевые материалы |
Содержание мас.ч. |
|
|
|
|
|
|
|
Кварцевый песок |
72,938 |
72,209 |
0,073 |
0,365 |
— |
— |
0,044 |
|
Глинозём технический |
1,059 |
0,005 |
1,037 |
0,004 |
— |
— |
— |
|
Доломит |
15,129 |
0,530 |
0,242 |
4,463 |
3,101 |
— |
0,027 |
|
Мел |
8,101 |
0,097 |
0,049 |
4,399 |
0,049 |
— |
0,008 |
|
Сода кальцинированная |
21,916 |
— |
— |
— |
— |
12,711 |
— |
|
Сульфат натрия |
1,541 |
— |
— |
— |
— |
0,669 |
— |
|
Расчётный состав стекла |
72,841 |
1,401 |
9,231 |
3,15 |
13,38 |
0,079 |
|
|
Заданныё состав стекла |
72,84 |
1,4 |
9,23 |
3,15 |
13,38 |
— |
|
|
Отклонение расчётного от заданного |
+0,001 |
+0,001 |
+0,001 |
0 |
0 |
+0,079 |
|
С учётом на улетучивание шихтовой состав на 100 мас.ч. стекла:
кварцевый песок—72,938
глинозём—1,059
доломит—15,129
мел—8,101
сода кальцинированная—
сульфат натрия—
уголь—
Количество сухой шихты, расходуемой на варку 100 кг стекломассы:
Содержание в смеси шихты
,
содержание стеклобоя
.
Влажность шихты
.