ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 107
Скачиваний: 0
где Шотв — скорость выхода воздуха из отверстий колпачка, м/с. Коэффициент сопротивления определяют из выражения [24]
где dK— диаметр колпачка, м; /р — сечение решетки.
Решетка зоны обжига образуется горелочными устройствами {см. рис. 70), сопротивление которых рассчитывается по формуле
APP = ( ^ P ^ J + S ^ ) - C ~ V r |
(X,46) |
где £тр, £м — соответственно коэффициенты трения и местных потерь, б/р; /тр, (1тр — соответственно длина участка, на котором определяют потери на трение, и его диаметр, м.
ПРИМЕР РАСЧЕТА ПЕЧИ КИПЯЩЕГО СЛОЯ
Исходные данные для расчета, а также результаты расчетов сред него размера материала, количества и состава продуктов сгорания, химический состав готового продукта и его плотность приведены ни же:
Производительность печи по активному продукту |
|
||
(CaO+MgO), к г / ч ............................................................ |
|
16 670 |
|
Степень обжига, % ............................................................ |
|
• 96 |
|
Химический состав известняка Еленовского месторож |
|
||
дения*, % |
|
|
|
С аС О з........................................................................................ |
|
|
91 |
MgC03 ........................................................................................ |
|
|
6 |
прочие (Al20 3-|-Fe304+ S i02) .............................................. |
|
3 |
|
Температура |
известняка на входе в печь, |
° С ........................... |
10 |
Влажность, |
% на рабочую м ассу............................................... |
|
3 |
Плотность, кг/м3 ................................................................. |
|
2 500 |
|
Теплота сгорания природного газа*, кДж/м3 .................. |
8 711’4,19 |
||
Начальная температура газа, ° С .............................................. |
|
10 |
|
Температура |
воздуха после нагнетателя, |
° С ........................... |
50 |
Влагосодержание воздуха, г/м3 ................................................... |
|
10 |
|
Барометрическое давление, П а .......................................... |
|
745-13,6-9,81 |
|
* Фракционный состав известняка Еленовского месторождения и. химический состав при родного газа приведены на стр. 190.
Температура обжига (равная температуре слоя зоны об
жига), ° С |
.......................................................................... |
950 |
Теоретическое количество воздуха, необходимое для |
||
сжигания 1 |
м3газа, м3/м3 ............................................... |
9,8 |
Объем воздуха, расходуемый на сжигание |
1 м3 газа |
|
при а = 1,1, |
м3/м3 ................................................................. |
10,79 |
Объем газов и паров, образующихся от сжигания 1 м3 |
||
газа |
|
|
трехатомных газов |
1,06 |
|
м3/м3 |
.......................................................................... |
|
% |
|
8,95 |
208
водяных паров |
2,165 |
м3/м3 .......................................................................... |
|
% .............................................................................. |
18,22 |
азота |
8,42 |
м3/м3 .......................................................................... |
|
% .............................................................................. |
71,1 |
кислорода |
0,206 |
м3/м3 .......................................................................... |
|
% .............................................................................. |
2,73 |
Суммарный объем продуктовсгорания, м3/м3 . . . . |
11,85 |
Плотность продуктовсгорания, кг/м3 ................................ |
1,212 |
Химический состав готового продукта при ст=96%, % |
83,7 |
С а О ................................................................................... |
|
MgO .............................................................................. |
4,89 |
СаСОз . .......................................................................... |
6,17 |
прочие .......................................................................... |
5,24 |
Плотность готовогопродукта,кг/м3 .................................... |
1 500 |
Материальный баланс
Материальные потоки по печи определяются применительно к 1 кг получен ной окиси кальция и магния. Расчет ведется по формулам ( Х,9) —( Х,28). Ре зультаты расчета потоков (в кг/кг извести) представлены ниже:
|
Известняк |
|
Пыль |
Газообразные |
|
|
продукты |
||
Зона подогрева |
I |
|
— |
— |
приход ....................... |
2,19 |
|
||
расход....................... |
2,02 |
|
0,107 |
0,0630 |
|
|
(известняк) |
(водяной пар) |
|
Зона подогрева 11 |
|
— |
|
|
приход ....................... |
2,02 |
|
— |
|
|
|
|
|
|
расход ....................... |
1,955 |
|
|
0,065 |
|
|
|
|
(С02 от разложе |
Зона обжига |
|
|
|
ния МеСОз) |
1,955 |
0,093 |
(известь) |
|
|
приход ....................... |
— |
|||
расход ....................... |
1,069 |
0,264 |
(известь) |
0,715 |
|
|
|
|
(С02 от разложе |
Зона охлаждения |
|
|
|
ния СаСОз) |
1,069 |
|
— |
|
|
приход ....................... |
|
— |
||
расход....................... |
1,054 |
0,093 |
— |
|
рячий циклон (привод) |
0,264 |
|
||
|
|
(известь) |
|
|
Тепловой баланс
Уравнения теплового |
баланса |
зон запишутся следующим образом: |
||||
З о н а п о д о г р е в а I |
|
|
|
|
||
(1 — Н 20 ) K c q ^q q ^ 7нач + |
Н 20 • К с щ о , ^нач + |
|
||||
+ № |
+ О |
( 1 - 6 ) 4 о |
U + ^ пр .сгСпрхг U + |
|||
+ Ксо, 4?о2 |
= ^1ЫХ4со3h + K ( l - |
Н20) |
х |
|||
х ‘ПсСаСОз *3 + № |
+ О |
( 1 — 6) сСаО *з + |
Уг^пр.сг X |
|||
X Спр.сг+ А^со2 |
*з + АМ420-£п + й'окр |
(Х,47) |
||||
14—615 |
|
|
209 |
|
|
|
где Ccacbg’ сн20 ’ с С а О ’ Спр.сг — соответственно теплоемкости известняка, воды, извести и продуктов сгорания, кДж/(кг- К). Верхний индекс обозначает темпе ратуру, при которой определена теплоемкость; t2, t3 — соответственно темпера тура кипящих слоев зон подогрева II и I, РС; Ксо2 — удельное количество С02,
образующейся при разложении известняка, кг/кг, g0Kp — удельное количество тепла, теряемое в окружающую среду, кДж/кг.
После подстановки известных величин уравнение (Х,47) примет вид
2,2324 СОз |
-h 11,85V,c% CT t3+ 0,8385C*b2 k + |
0 ,0 4 2 ^ /, - |
|
|||||||||||||
-11,8517гСд2р сг |
- |
0,8385с£02 t2- |
0 ,042с*?аО t2 + |
50,5 + |
&кр = |
0 (X ,48) |
||||||||||
З о н а п о д о г р е в а II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
4 |
С0 3 к |
+ |
№ |
|
|
+ |
О |
0 - |
9) 4а°О -930 + |
|
|
||||
|
+ УгКпр.сгС9п3р°сг-930 + |
<М4/<Г,Х СаСО3а43о°2.930 = |
|
|||||||||||||
= КТ |
4 с о 3 к + |
(КЦТЖ+ О |
|
(1 - |
0) 4 о t2 + КгКпр.сг4.сг к + |
|||||||||||
|
+ |
^ со 2 ссо2 к + |
KjbIXMgCOs QMgco3 + &кр |
|
(Х,49) |
|||||||||||
После подстановки |
известных |
величин |
уравнение |
(Х,49) |
примет |
вид |
||||||||||
|
’ ■Эббс^соз t2 + |
0 ,0 4 2 4 о t2 + 11,85Vr^ p сг t2 + |
|
|
||||||||||||
|
+ |
0,838с£?О212 — 2,02c^aCOg t3— 188,2 = |
0 |
|
(X,50) |
|||||||||||
З о н а о б ж и г а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
*n“ 4 |
c |
o |
3 ^ |
+ |
K |
Z |
4 |
хол |
^охл + |
|
|
X |
|
|
|
|
х /охл + |
VTck tT+ |
VrQP = |
|
c95a0o .950 + |
|
|
|||||||||
|
+ № |
|
+ |
О |
|
Cca°o-950 + |
VrVnP.crC9n5p°cr-950 + |
|
|
|||||||
+ |
0,44K f'x CaCOs(JCQQ2 • 950 -f X f,x CaC0 3aQcaC03 + |
SWp |
(X,51) |
|||||||||||||
После подстановки известных величин уравнение (X,51) примет вид |
||||||||||||||||
|
1.954СОз^ + 0,009з4 |
хол 'охл + |
10,81/г4 хл X |
|
|
|||||||||||
|
|
X ^охл + 4576КГ— 1195,6 + gOKp = 0 |
|
|
(X,52) |
|||||||||||
З о н а о х л а ж д е н и я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
г'ВЫх |
950 |
п с а |
г |
у |
|
50 |
г а __ |
/твы х |
к х л |
v |
|
|
|||
|
л о б ж |
с С аО у о и |
+ |
Гво3своз-ои — |
Л о х л cCaQ |
X |
|
|
||||||||
|
Х'охл + |
K |
|
Z |
4 о |
?охл + ^воз 4 |
ХзЛ 'охл + £охл |
|
(X , 53) |
|||||||
После подстановки известных величин уравнение (Х,53) примет вид |
||||||||||||||||
1,0694ол 'охл + |
1 0 , 8 ^ хлгОхл -168 У г - 2 3 3 + £ ОКр = 0 |
(Х,54) |
||||||||||||||
Удельные потери тепла по зонам печи принимаются следующими: зоны по догрева I и II — 15 кДж/кг, зона обжига — 33,5 и зона охлаждения — 6,65 кДж/кг. Теплоцотери на горячем циклоне учитываются снижением темпе ратуры газов после зоны обжига на 20 °С.
210
Решение методом последовательных приближений системы |
уравнений |
|||||||
(X,48), |
(Х,50), |
(Х,52), (X,54) дает следующие значения неизвестных величин: |
||||||
<охл = |
340 °С; |
t2 = 740 °С; |
t3 = 460 8С; Кг = |
0,150 |
м3/кг. |
|
|
|
Проверка решения на уравнении (Х,52) дает погрешность 3,94%. |
|
|
||||||
Решение задачи теплового баланса графо-аналитическим методом произво |
||||||||
дится следующим образом. |
|
|
|
|
|
вид |
||
Уравнение (Х,30) после подстановки в него известных величин примет |
||||||||
|
|
|
сСаС03 (950 |
t2) + |
159 |
(X,55) |
||
|
|
|
4460 + |
3,38/охл |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
По этому уравнению |
рассчитывается |
величина |
удельного расхода |
газа |
||||
(при tox]J = 0) |
в зависимости от изменения температуры подогрева t2. |
Результат |
||||||
Рис. 89. Графическое решение уравнений теплового баланса.
расчетов представлен кривой 1 (рис. 89). Кривая 2 показывает величины удель ных расходов газа в зависимости от изменения температуры охлаждения при отсутствии зон подогрева.
Следующим этапом расчета является определение удельного расхода газа при изменении температуры зоны подогрева, проводимое по формуле (Х,29), которая после подстановки в нее известных величин запишется следующим обра зом:
|
сСаС03 |
1 |
0,435-0,96 |
-0,3 |
Кг — 2,19 |
n j85.0,368-0,95 ' хп ~ |
11,85-0,368 |
-0,95 |
|
|
= 0,53 |
ССаСОз |
0,029 |
|
|
|
хп |
|
|
Задаваясь рядом значений температуры подогрева t2, по номограмме рис. 81 |
||||
находят величины хп |
и, используя |
записанное уравнение, находят соответ |
||
ствующие им значения удельных расходов газа. Результаты расчетов графически
представлены кривой 3 (рис. 89); изменение Кг, определенное |
по формуле |
(Х,31),— кривой 4. |
0,153 м3/кг. |
Совместное графическое решение уравнений дает величину Vr = |
Расчет профиля печи
Расчет сечения зон печи производится по формуле (Х,37).
Расходы по зонам печи (в м3/ч) на входе в слой и выходе из него взяты из рас четов материального и теплового балансов и представлены в табл. 27. Там же приведен перерасчет расходов на фактические условия.
13* |
211 |