Файл: Проект по производству керамогранита мощностью 2 млн м 2 в год в Свердловской области.docx

Производительность линии – 2 млн. м²/год

Режим работы линии – непрерывный

Количество рабочих дней в году – 350

Прессование плиток производится на прессе «MAGNUM 2805 XLES»

Количество одновременно работающих прессов – 3

Количество одновременно прессуемых плиток – 12

Коэффициент использования пресса – 0,64

Общий брак на линии – 3%

Продолжительность обжига – 30

Максимальная часовая производительность, необходимая для обеспечения производительности в 2 млн. м²/год

,

где k₁ – коэф. исп. пресса,

k₂ – коэф., учитывающий 3% брака,

α_год – годовая производительность.

Количество ударов, производимых прессом в минуту

,

где 11,1 – количество плиток в 1 м², n – число гнезд в прессформе.

Плотность загрузки на 1 м длины

,

где 4 – количество плиток в ряд, 0,35 – шаг плиток по длине в м, S_пл. – площадь одной плитки в м².

Определение длины печи и скорость движения плиток

,

где τ_обж – продолжительность обжига плитки в мин.

Скорость движения плиток:

Рис. 4.1. Температурная кривая обжига керамогранита

4.2. Теплотехнический расчет печи однократного обжига

Исходные данные

Производительность печи (по максимальной загрузке) – 361,2 м²/ч

Общая масса плиток до обжига – 6032 кг/ч

Влажность плиток до обжига – 0,0%

Температура плиток на входе в печь – 140˚С

Температура плиток на выходе из печи – 40˚С

Температура после душирующей установки – 400˚С

Максимальная температура обжига – 1200˚С

Продолжительность обжига – 30 мин

Потери при прокаливании плиточной массы – 4,1%

Тепло химической реакции – 2094 кДж/кг Al₂O₃

Используемое топливо – природный газ – Q_H^P = 35246 кДж/м³

Скорость движения плиток – 5,87 м/мин

Длина печи – 176 м.

Расчетные участки в соответствии с температурной кривой

1. Зона подогрева и обжига.

Участок №1:

Температура в печи – 400-700˚С

Начальная температура плиток – 140˚С

Время – 6,75 мин, длина – 39,6 м

Участок №2:

Температура в печи – 700-1200˚С

Время – 4,5 мин, длина – 26,4 м

Участок №3:

Температура в печи – 1200˚С

Время – 5,25 мин, длина – 30,8 м

2. Зона охлаждения

Участок №4:

Температура в печи – 1200-600˚С

Время – 3 мин, длина – 17,6 м

Участок №5:

Температура в печи – 600-400˚С

Время – 6,75 мин, длина – 39,6 м

Участок №6:

Температура в печи – 400-40˚С

Время – 3,75 мин, длина – 22 м

Расчет горения топлива

Природный газ Бухаровского месторождения. Содержание влаги в газе W^P= 1,0 об. %

Таблица 4.1.

Содержание компонентов сухого топлива, об. %

СН₄	С₂Н₆	С₃Н₈	С₄Н₁₀	С₅Н₁₂ и высшие	СО₂	N₂	Сумма
99,23	0,09	-	-	-	0,28	0,4	100

Коэффициент избытка воздуха при сжигании газа в горелке полного смешивания α = 1,5. Влагосодержание атмосферного воздуха d= 10 г/кг сухого воздуха.

Содержание элементов в рабочем топливе по формуле (на примере метана):

Таблица 4.2.

Содержание влажного рабочего топлива, об. %

СН₄	С₂Н₆	С₃Н₈	С₄Н₁₀	С₅Н₁₂ и высшие	СО₂	N₂	Сумма
98,238	0,089	-	-	-	0,277	0,396	100,00

Теплота сгорания топлива Q_H^P рассчитывается по формуле Менделеева:

, кДж/м³.

кДж/м³.

Расход воздуха на горение

Теоретически необходимое количество сухого воздуха:

, м³/м³ газа.

м³/м³ газа.

Действительное количество атмосферного воздуха при α = 1,5:

, м³/кг (м³/м³ газа)

м³/кг (м³/м³ газа).

Расход воздуха при влагосодержании d = 10:

, м³ вл. возд./м³ газа.

м³ вл. возд./м³ газа.

Количество продуктов горения газа при α = 1,5:

, м³/м³.

м³/м³.

, м³/м³.

м³/м³.

, м³/м³.

м³/м³.

, м³/кг (нм³ газа).

м³/кг (нм³ газа).

Общий объем продуктов горения топлива рассчитывают по формуле:

, м³/кг (м³/м³ газа).

м³/кг (м³/м³ газа).

Материальный баланс необходим для проверки правильности расчетов, его составляют на 100 м³ газа.

Таблица 4.3.

Материальный баланс продуктов горения топлива

Приход	кг	Расход	кг
Природный газ		Продукты горения
СН₄	70,436	СО₂	195,116
С₂Н₆	0,121	Н₂О	177,060
С₃Н₈	0,000	N₂	1388,954
С₄Н₁₀	0,000	O₂	140,548
С₅Н₁₂	0,000
N₂	0,495
Н₂О	0,804
Воздух
O₂	421,645
N₂	1388,608
Н₂О	18,075
Итого	1900,184	Итого	1901,679

В таблице указаны числа пересчитанные на кг с учетом плотности газов в кг/м³.

Разность между суммой прихода и суммой расхода, называемую невязкой, вносят в расходную часть, независимо от ее знака. Величина невязки не должна превышать 1% от суммы приходных статей, т. е. невязка составляет:

%.

Температура горения топлива

Теплосодержание ПГТ

;

кДж/м³.

Действительное теплосодержание ПГТ с учетом пирометрического коэффициента η=0,79:

;

кДж/м³.

Рис. 4.2. i–t-диаграмма для низких температур

Тепловой расчет участка №3

1. Потери в окружающую среду через кладку печи.

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью кладки α = 30,25 Вт/(м²∙град).

Площадь наружной поверхности футеровки на участке S_фут = 226 м².

Потери тепла через футеровку:

кДж/ч.

2. Потери тепла через ролики.

Количество роликов на данном участке n = 205 шт.

Теплопотери через один ролик принимаем Q_1рол. = 300 кДж/ч.

кДж/ч.

3. Потери тепла излучением в соседний участок охлаждения.

Площадь поперечного сечения отверстия F = 0,264 м².

Степень черноты тела ε = 16,75

Коэффициент диафрагмирования φ = 0,59

Средняя температура на участке №4 в зону охлаждения: