Методична розробка на КП 2012

де =0, 5 - 0,6,

Т1 - темература в полумяному простору варильної частини в печі, яку можна прийняти (1500-1530) +273К,

Т2 – температура внутрішніх стін пальників, 1400+273К (Л.-2,с.131-132) F- сумарна площа вльотів пальників, м2

- для печей з поперечним напрямком полум'я площа вльотів складає:

-

- для печей з подковоподібним напрямком полумя F= (1.5-2,5)% від площі варильної частини; (Л.1, с.68)

5.Тепловий потік, що витрачається випромінюванням через завантажувальну кишеню:

де n-коєфіцієнт потоку,

n=1÷2 - для печей з протоком;

n=2÷5 - для печей з розподіленним басейном за допомогою човників та зниженних екранів.

Сс - питома теплоємність скломаси 1, 05-1,25 кДж/кг0С

Т1=13500С. Т2=12500С

7.Тепловий потік, що втрачається в навколишнє середовище через кладку печі:

де Твн-температура внутрішньої поверхні кладки ,0С;

21

Тпов-температура навколишнього повітря,0С; δ-товщина кладки, м;

-теплопровідність вогнетриву, Вт/м2 0К, (див.додаток 4.3)

2–коефіцієнт тепловіддачі від стінки в навколишне середовище, Вт/м2К

Рисунок 3.11. схема ефективної теплової ізоляції скловарної печі.

Значення коєфіцієнту тепловіддачі величина не значна, якою можна зневажати.

Стіни басейну варильної частини виконані з бакору товщиною 250мм (поз.16), за виключенням верхньої ділянки висотою 200мм, ізольованого в чотири шари

(поз.1,2,3):

1шар замазка «Рussel» 10мм,

2і 3 шари - шамот легковаговий (1000кг/м3)-65мм,

4шар-мати МКРР-130кг/м3.

Зовнішня температура стінки tвн = 12000С, tн- 1190С.

Верхній ряд стін басейну на висоті 200мм охолоджується холодним повітрям,

тому що на цьому рівні відбувається саме інтенсивне руйнування стін басейну за рахунок ерозії скломасою. Ця ділянка не теплоізолюється, тому втрати тепла розраховуються, як через одношарову стінку.

Ці втрати тепла потрібно збільшити на 20% у порівнянні з розрахунковими, tвн–1200 0С tн-1190С.

Дно печі складаеться з багатьох шарів (поз.9,10,11,12,13,14): 1шар -сталевий лист-10мм,

22

2 і 3 шар-шамот легковаговий –65мм та 65мм,

4шар – крупноблоковий шамот (1900кг/м3),

5шар - цирконієва маса-10мм,

6шар – бакорова плитка 100мм.

Стіни полум'яного простору складені з динасу-500мм. Ізолюються у два шари (поз.15; 2; 3): 1шарфосфатний керамзитобетон - 60мм, 2 шар

фосфатоперліт-60мм,

tвн - 1550 0С, t н -100 0 С.

Заклинок між підвісними стінами та стінами басейну, виконаний з динасу товщиною –250 мм, не теплоизолюють, t вн-15000С, t н-280 0С.

Головне склепіння печі виконується з динасу товщиною-300мм, 400мм. Ізолюється багатошарово (поз.4,5,6,7,8):

1шар – замазка - 25мм, 2, 3 та 4 шари – шамот легковаговий 1600-600кг/м3 – 65мм кожен з шарів,

5 шар – каолінова вата - 30мм, далі алюмінієвий лист – 6мм.

tвн-16000 C, tн-198 0С

Площі кожної ділянки розраховують окремо.

де Fв.ч..- площа врильної частини печі,

Fз.к. – площа завантажувальної кишені,яка визначається згідно з обраними розмірами.

2. Площа обдуваємої частини: для печей з протокою:

де 0,2м – висота частини продольних стін, яка обдувається охолодженним повітрям;

1,2 – ширина протоки з кладкою, м; для печей з загальним басейном: (рисунок 3.11)

Рисунок 3.12 Розрахунок площі обдуваємої частини печі з загальним басейном

23

де hз.р. – висота заклинку, що дорівнює 0,07-0,1м.

5.Площа підвісних стін полум'яного простору: (рисунок 3.12)

Рисунок 3.13 Площа підвісних стін полум'яного простору

24

В печах з подковоподібним напрямком полум'я кишені встановлюють по бокам печі, тому при визначині площі підвисних стін площу під аркою завантажувальної кишені треба відняти від площі продольних стін.

Площадь влетов: FВЛ, - (див.п.4 визначення витрат палива, стаття витрат),м2

6.Площа склепіння:

де LСК -довжина дуги склепіння, м

LВ.Ч . -довжина варильної частини, м

Lсв.

56Е

R

Рисунок 3.14 Розрахунок довжини дуги склепіння

Розрахунок теплового потоку,що втрачається в навколишнє середовище через кладку печі представлений у таблиці 3.3

Таблиця 3.3 Розрахунок теплового потоку втраченого в навколишнє середовище через кладку печі.

25

продовження таблиці 3.3

3.Дно скловарної печі Бакор Цирконієва маса

Шамот , 1900кг/м³ Шамот легковаговий Шамот легковаговий Лист сталі

4.Стіни полум'яного простору Динас Фосфатокерамзитобетон Фосфатоперлит

5.Склепіння печі

Динас

замазка

Шамот легковаговий

1600кг/м³

Шамот легковаговий

860кг/м³

Шамот легковаговий

600кг/м³

Шамот легковаговий

400кг/м³

Вата каолінова

Алюмінієвий лист

8.Невраховані втрати тепла складає 8-12% від приходу тепла:

Складаємо рівняння теплового балансу та визначаємо витрати тепла:

прийнявши суму Фпр=100%, визначаємо процентний вираз статей приходу та статей витрат. Отрамані результати заносимо в таблицю 3.4. Сума статей приходу повинна дорівнювати сумі статей витрат.

26

Таблиця 3.4 Зведена таблиця теплового балансу.

Техніко-економічні показники роботи печі

Питома витрата тепла на варіння скла:

q

де q-секундна продуктивність печі в кг/с Коефіцієнт корисної дії печі:

по загальній теплоті:

по хімічній теплоті:

27

Витрата умовного палива.

Витрата палива на варіння 1кг скломаси:

Паливний еквівалент:

Q р

H ; (3.70) 29400

Витрата умовного палива на варіння 1 кг скломаси:

Розрахунок полумяно-електричної печі

Техніко-економічні показники полум’яної печі (числові значення) взяті з розрахунку полум’яної печі.

Питомі витрати тепла на варку 1 кг скломаси:

Коефіцієнт корисної дії по хімічній теплоті:

Вихідні дані:

Qнр 35400 1,15 40710 кВт - секундні витрати тепла полум’яної печі при

згоранні палива;

q 4.05кг\с - секундна продуктивність печі;

Q1 =10955,25 кВт - витрати тепла на процес скловаріння;

m - кількість встановлених в печі електродів, шт.

В полум’яно - електричних печах, згідно рекомендаціям ДІСу (Л-7,с.61) до 35%. тепла додається знизу від електро підігріву та 65% зверху від полум’я.

Визначаємо корисно витрачаєму потужність електропідігріву:

де QнР - теплота згорання газоподібного чи рідкого палива;

28

QнР = 35400 кДжЛм ;

= 1,15 кг\с - секундні витрати палива, 20 - кількість тепла в %, що додається за рахунок електропідігріву.

Визначаємо додаткову потужність електропідігріву, що спрямована на компенсацію втрат теплоти на охолодження електродів:

Р2 = 3,5 m 3,5 9 31,5 кВт,

де 3,5 кВт - витрати тепла на охолодження одного електроду (Л-8, с.175) Визначаємо загальну встановлену потужність електропідігріву з урахуванням коефіцієнту запасу:

Р (Р1 Р2 ) К (8142 31,5) 1,15 9399,5 кВт

де К = 1,1 … 1,3 - коефіцієнт запасу (Л-9, с. 179)

Визначаємо витрати палива полум’яно - електричною піччю:

Визначаємо ККД полум’яно електричної печі:

Визначаємо питомі витрати тепла на варку 1 кг скломаси у полум’яно - електричній печі:

Електричний розрахунок

Вихідні дані:

Прийнята схема розташування електродів у печі приведена на рис.15.

120

Рисунок 3.15 Схема розташування електродів

0,035 Ом – питомий електричний опір скломаси (Л-1,с.177, Л - 8 с.43)

29

Глибина занурення електродів у скломасу визначається так:

L hв.ч. (0,1 0,2) ,м

де Lв.ч.- глибина варильного басейну, м; d - відстань між осями електродів;

d = 1,2м

R – радіус електрода, r = 0,05 м.

Робоча напруга та щільність струму є контрольними параметрами; вони

Визначаємо мінімальну електричну потужність, що припадає на один ряд електродів:

де Р – встановлена потужність, кВт, n – кількість рядів електродів.

Визначаємо мінімальний опір скломаси між двома електродами:

де К1 – коефіцієнт неоднорідності скломаси, (Л-3,с.179);

К2 – коефіцієнт, який враховує розташування електродів по відношенню до дзеркала скломаси, поду та стін басейну,

К2 = 1,3 –1,4 (Л-9, с.179)

Визначаємо сумарний опір фази:

30