- •Содержание
- •Теплотехнические расчеты цементной вращающейся печи
- •Расчет горения топлива
- •Материальный баланс по сырью
- •Теоритические затраты тепла
- •Тепловой баланс печи и определение удельного расхода топлива на обжиг клинкера
- •Материальный баланс установки
- •Расчет производительности печи
- •Топливосжигающие устройства
- •Определение размеров декарбонизатора
- •Специальный расчет – циклонный теплообменник
- •Состав и количество газов по участкам
- •Определение размеров циклона
- •Аэродинамический расчет установки теплообменников
- •Аэродинамическое сопротивление трубопроводов
Материальный баланс по сырью
При газообразном топливе расчет упрощается в связи с тем, что нет необходимости считать присадку золы.
Теоритический расход сухого сырья на 1 кг клинкера составит:
Где: п.п.п – потери при прокаливании в составе сырьевой смеси, в условии задания, %.
Практический расход сухого сырья определяют с учетом безвозвратного уноса материала после очистки дымовых газов. При возврате всей уловленной пыли обратно в печь для удовлетворения санитарных норм по содержанию пыли в выбрасываемых газах он не должен превышать 0,1%.
Отсюда практический расход сухого сырья составит:
Расход влажного сырья:
Где: W – влажность сырьевой смеси, %.
Вычисляем также общее количество уноса материала из печи:
Где: n – доля уносимого сырья, для печи 4,5x85м принимаем 15.
Определяем количество возвратного уноса:
По данным химического состава шихты находят содержание в ней карбонатов и углекислоты, %
Где цифровые величины соответствуют молекулярным массам химических соединений.
Количество гидратной воды в сырьевой смеси:
Материальный баланс по сырью на 1 кг клинкера:
Приход, кг Расход, кг
Сырьевая смесь 1,560 Клинкер 1,0
Возврат 0,216 Общий унос 0,231
Выделившиеся из сырья газы:
-углекислый
-гидратная вода
-физическая вода
Невязка составляет ,что соответствует допустимому.
Теоритические затраты тепла
Эти затраты слагаются из теплот эндотермических реакций разложения исходных сырьевых материалов при нагревании и экзотермических реакций образования клинкерных минералов при обжиге. Применительно к сырьевой смеси из природных глинистых и карбонатных минералов теоритический эффект клинкерообразования вычисляют по следующим затратам:
Расход тепла на дегидратацию глинистых минералов
Расход тепла на декарбонизацию:
Расход тепла на образование жидкой фазы q3: железистой 200, без железистой 250 кДж/кг кл. Принимаем q3=200 кДж/кг кл.
Приход тепла от образования клинкерных минералов
Где цифровые величины соответствуют тепловым эффектам реакций образования клинкерных минералов, а процентное содержание минералов в клинкере (по условию).
Теоритическое тепло реакций клинкерообразования равно:
Тепловой баланс печи и определение удельного расхода топлива на обжиг клинкера
Тепловой баланс может быть составлен для всей установки, включая холодильник, для печи без холодильника, или включая часть холодильника (в случае колосникового холодильника с выбрасыванием части нагретого воздуха в атмосферу), нагретый воздух из которых поступает в печь в качестве вторичного. Варианты отличаются температурами выходящего клинкера и поступающего воздуха, а также величиной потерь в окружающую среду и должны быть указаны в задании. При составлении баланса печи без холодильника температуру поступающего в печь воздуха или по опытным данным, или рассчитывают, исходя из теплосодержания, выходящего из печи клинкера и теплового КПД холодильника.
Баланс составляют на 1 кг клинкера. Тепло выражают в кДж/кг клинкера.
Приход тепла:
Химическое тепло от сгорания топлива:
Физическое тепло топлива:
Где: iт – энтальпия топлива, находиться по справочным данным.
Физическое тепло сырья:
Где: iс – энтальпия сырьевой смеси, кДж/кг при 300 C(справочник),
iw – энтальпия воды, кДж/кг при 300 С (справочник), Мw – влажность сырьевой смеси, кг/кг клинкера.
Физическое тепло воздуха:
Всего приход тепла:
Расход тепла:
Теоритическое тепло реакций клинкерообразования
Тепло испарения физической воды
Где: Qисп – тепло на испарение 1 кг физической воды, равное 2491 кДж/кг.
Тепло теряемое с клинкером, покидающее печь
Где: iк – энтальпия клинкера при t=210С выходящего из печи, кДж/кг.
Тепло с отходящими газами
Тепло теряемое с безвозвратным уносом
Где: iун – энтальпия уноса сырьевой смеси
Потери в окружающую среду через футеровку печи
Где: КI – принимают для печей сухого способа с запечными теплообменниками и холодильником 0,20
Потеря тепла от механического и химического недожога топлива
Где: КII – принимают для газообразного топлива 0,005
Приравнивая приход тепла к расходу, определяем удельный расход топлива (b) и удельный расход тепла на обжиг клинкера
Тогда
Подставляя значение b в соответствующие уравнения статей баланса, вычисляют их величины и сводят в таблицу теплового баланса обжига на 1 кг клинкера.
Статьи баланса кДж/кг кл %
Приход
Хим. тепло топлива 3592,836 98,85
Физ. Тепло топлива 0 0
Физ. тепло сырья 21,313 0,57
Физ. Тепло воздуха 20,270 0,58
Итого: 3634,419 100
Расход
На р-ии клинкерообр-я 1807,51 49,71
На испарение физ. воды 37,365 1,02
Тепло, теряемое с клинкером 165,8 4,56
С отходящ. газами 655,316 18,02
С уносом 233,414 6,42
В окр. среду 718,567 19,76
На недожог 17,964 0,49
Итого: 3635,936 100
Невязка баланса составляет: 1,517 кг или 0,04%
Технологический КПД печи
Тепловой КПД печи