Роговой М.И., Кондакова М.Н., Сагановский М.Н. Расчеты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов
Подождите немного. Документ загружается.
Установочная
мощность
электродвигателя
при
зна
чении
коэффициента
запаса
мощности
К=l,l
равна:
N
YCT
=
1,1·13
= 14,3
кВт.
Подбираем
электродвигатель
серии
А:
тип
АО-72-6,
N=
14
кВт,
угловая
скорость
102,6
рад/с.
Диаметр
возду
ховодов
определяют
в
зависимости
от
местных
сопротив
лений
и
допустимой
скорости
движения
воздуха
по
тру
бам.
t
О.
Подбор
газогорелочных,
заГРУЗ0ЧНЫХ
и
ВЫГРУЗ0ЧНЫХ
устройств
Подбор
газогорелочиых
устройств.
Подача
газообраз
ного
топлива
в
печь
и
его
горение
должны
обеспечить
полное
разложение
известняка
с
минимально
допусти
мым
избытком
воздуха.
Единственным
способом
сжига
ния
газа
в
типовой
печи
является
диффузионный
метод,
отличительной
особенностью
которого
является
раздель
ная подача
газа
и
воздуха
в печь,
что
соответствует
ус.по
вию
охлаждения
извести.
Газ
подают
в
печь
по
перифе
рии
и
через
так
называемый
керн,
выложенный
в
центре
шахты
из
огнеупорного
кирпича,
внутри
KOToporo
устраи
вают
каналы
для
прохода
воздуха
и
газа.
Расстояние
между
противоположными
газовыми
влетами
составляет
не
более
1,5
м.
При
большем
расстоянии
газ
неравномер
но
распределяется
в
поперечном
сечении
печи.
Воздух
для
горения
поступает
через
отверстия
для
выгрузки
из
вести
и
через
специальные
каналы
в
керне.
Условия
ох
лаждения
извеfТИ
требуют
подвода
через
холодильник
около
70%
воздуха.
Периферийные
горелки
расположе
ны
в
газовых
фурмах,
а
воздух
подают
через
воздушные
патрубки.
Газ на входе
в
коллектор
печи
должен
иметь
давление
не
менее
9800
Па
с
тем,
чтобы
обеспечить
перед
соплом
горелки
при
несколько
прикрытом
регулирующем
кране
давление
2450
Па
[20].
Газ
к
печи
поступает
от
газораспределительного
пунк
та
(ГРП)
по
wубопроводам,
оборудованным
предохра
нительным
клапаном
(ПК)
дЛЯ
прекращения
подачи
га
за
в
печь
при
резком
повышении
или
понижении
РГО
дав
ления,
общей
контрольной
задвижкой
для
всех
горелок
и
индивидуальными
(у
каждой
горелки)
рабочими
за
движками
для
регулирования
количества
газа
к
горел
кам.
На
газопроводе
между
контрольной
и
рабочими
за-
190
Движками
устаlfаJзлИJзают
rtродувочную
свечу
с
краном.
Содержание
кислорода
в
пробе
газа
не
должно
пр
е
вышать
1
%.
Объемный
расход
газа
для
получения
200 000
кг
извести
в
сутки
составит
V
г
=
В Р
=
О,
11
. 200 000 = 22 000
м
3
=
0,25
м
3
/
с
.
Газ
распределяется
следующим
образом:
0,6
V
Г
пода
ется
через
керн,
0,4 V
r
-
на
периферийные
горелки
Ко
личество
периферийных
горелок
находят
по
форму.1Jе
R
n=л
п
,
где
R -
радиус
шахты
печи
на
уровне
установки
горелок,
М
(при
нимают
его
равным
3
М),
П -
величина
проникания
факела
в
r
лубину
слоя
известняка
(обычно
принимают
0,6-09
lI')
Тогда
3
n = 3
14
- =
\.0
45
,
0,9
•.
Принимаем
n=
10
горелок
Диаметр
сопла
горелки
опре
деляют
по
формуле
у
4V
п
d=
-М.
1tvn
где
V
п
-
объемный
расход
газа
на
все
периферийные
горелки;
V
п
=0,4.0,25=0,1
мЗ/с;
Тогда
v -
скорость
истечения
гма,
м/с
Она
должна
быть
выше
скорости
распространения
пламени
и
не
способствовать
отрыву
факела
от
горелки
В
нашем
случае
v =
=38..
45
м/с.
лринимаем
40
М/С
V
4.0,1
d=
---'---
=
0,018
м
=
18
ММ.
3,14·40·
10
~рнферийную
газовую
горелку
изготовляют
из
стельных
труб
диаметром
50
мм
толщиной
стенки
5
мм,
сваренных
под
УГЛQМ
1000
На
конце
горизонтальной
тру
бы
lIа
резьбе
крепят
сопло
из
чугуна
СЧ12-28.
Тыльную
сторону
трубы
закрывают
приваренной
заглушкой.
Го
релку
крепят
к
газоподводящей
трубе
с
помощью
муф
гы.
На
газоподводящей
трубе
устанавливают
запорно-регу
лирующий
кран.
Конструкция
горелки
обеспечивает
в
191
случае
ВЫхоДа
НЗ
строя
быструю
ее
замену
При
этом
no-
ступление
газа
перекрывают
краном,
муфту
отвинчивают
и горелку
свободно
вынимают
из
фурмы.
Вместо
нее
устанавливают
новую.
Объемный
расход
газа
через
керн
составит
V
K
=
0,6
V
r
=
0,6·0,25
=
0,15
и.3!с
Давление
на
уровне
горелок
поддерживают
в
преде
лах
10-30
Па.
Целью
наладки
газогорелочных
устройств
является
достижение
оптимальных
параметров:
расхода
газа,
дав
ления
газа
и
воздуха,
величины
давления
на
уровне
горе
лок
и
в
верхней
части
печи,
температуры
выгружаемой
из
вести
и
печных
газов
Горелки
зажигают
только
от
за
пальника,
предварительно
зажженного
вне
печи
и
подводимого
к
соплам
горелок
через
специальные
лючки.
Периферийные
горелки
зажигают
последовательно.
ЗаГРУЗ0чное
и
ВЫГРУЗ0чное
устройства.
Загрузочный
механизм
(конструкции
Гипрострома)
печи
состоит
из
подвижной
чаши
и
колокола,
закрывающего
выходное
отверстие
чаши.
Известняк,
поступивший
в
чашу
в
мо-
_мент
подъема
колокола,
просыпается
в
неподвижную
ча
шу,
из
которой
выгружается
при
опускании
конуса.
Под
вижная
чаша
приводится
в
движение
от
электродвигате
ля
через
редуктор
и
конические
шестерни
[48].
Ниже
приведена
техническая
характеристика
загру
зочного
устройства.
Вместимость
верхней
чаши
.
Ход:
колокола
конуса
. . .
Частота
вращения
верхней
ча-
ши
...
'
...•
Мощность
электродвигателя
приемной
воронки
Масса
чаши
с
электродвигате
лем
...
Изготовитель
1,7
м!!
0,7
м
0,5 :t
0,023
об/с
1,7
кВт
10,75
т
Истьинский
машиностро
ительный
за
вод
Выгрузочное
устройство
представляет
собой
набран
ную
из
отдельных
чугунных
колосников
решетку,
совер-
192
шающую
1ЮзвраТНО-ftоступательное
движение
(от
гидро·
привода)
[21]
Максимальныи
ход
каретки
Максимальны
и
ход
штока
ци-
линдра
Усилие
на
штоке
Тип
затвора
MOLЦHOCTЬ
электродвигателя
Масса
выгрузочного
устройства
MOLЦHOCTЬ
электродвигателя
шлюзового
затвора
Масса
шлюзового
затвора
Изготовитель
0,15
м
1,2 •
40·10
4
Н
Шлюзовый
4,5
кВт
10,9
т
1
кВт
6,92
т
Истьинский
машиностро
ительный
за·
вод
§ 3.
РАСЧЕТ
КОЛЬЦЕВОй
ПЕЧИ
ЩIЯ
ОБЖИГА
ГЛИНЯНОГО
КИРПИЧА
Новых
кольцевых
печей
в
настоящее
время
не
строят.
Однако
парк
действующих
кольцевых
печей
насчитывает
около
1300
единиц,
и
в
них
обжигаются
более
70%
гли
няного
кирпича,
вырабатываемого
в
Советском
Союзе.
Поэтому
кольцевые
печи
продолжают
модернизировать
и
реконструировать
с
целью
увеличения
их
производи
тельности,
повышения
качества
кирпича
и
улучшения
ус
ловий
труда
обслуживающего
персонала.
В
связи
с
этим
целью
теплового
расчета
кольцевой
печи
является
уста
новление
ее
возможной
производительности
в
соответст
вии
с
прогрессивными
нормативами
съемов,
проверка
со
ответствия
сечения
газоходного
тракта
расчетной
произ
водительности
печи
и
подбор
необходимых
вентиляцион
ных
устройств.
В
качестве
примера
рассмотрим
расчет
16-камерной
кольцевой
печи
конструкции
бывш.
Росст·
промпроекта.
1.
Расчет
производительности
печи
Размеры
обжигательного
канала,
м:
длина
L=82,8;
высота
Н=2,5;
ширина
В=3.
Площадь
поперечного
се
чения
обжигательного
канала
F =
n8
2
+ 8
(Н
_.!!...)
=
3,14·3·3
+3
(2 5 _
2..)_
6
54
м2
8 2 8
'2"
Объем
обжигательного
канала
V=FL=6,54X82,8=
=542
м
3
.
Согласно
нормативным
данным
съем
для
печей
193
с
С~чеI:lием
06жигаТeJ1ЫlOГО
ka1ta.rla
менее
8
м
2
,
длиноii
ot
70
до
100
м
при
обжиге сырца
пласгического
формования
составляет
SH=
1900
шт/м
3
в
мес.
Однако
учитывая,
что
передовые
заводы
значительно
превысили
эту
норму,
рассчитьнrаем
печь
на
возможность
работы
со
съемом
Sp=2500
шт/м
3
в
мес.
Число
эксплуатационных
суток
в
году
принимаем
в
N
эr
=350.
Производительность
печи
составиr.
SpV
2500·542
суточная
П
с
=
3D
=
30
=45000
ШТ.,
П
С
45000
часовая
П
q
=
24
=
~
=
1880
ШТ.
45000
годовая
П
Г
=
ПсN
эг
=
1000
350=
15,8
млн. ШТ.
2.
Расчет
позонного
режима
Тепловую
схему
раБО'Гы
печи
принимаем
с
зоной
под
готовки,
совмещающей
зоны
досушки
и
подогрева
и
с
пе
редачей
части
нагретого
воздуха
из
зоны
остывания
в
зо-
~
-'
I
I I
1fT
т
•
i
j
fi
~
I
j
-J
J
\.
~
-:J
1
Z
J
~
5
6
1
8
9
10
"
11
lJ
11,
15
16
J
о
н
ы
noDzo/f/obKU
/6J6apa
/
JaK/l)/a
I
(}(I1IbIOaкu.fI
I
Нt/f/еnло6Ы6
npaqer:col
рис
УII.2.
Расчетная
схема
кольцевой
печи
с
развернутым
в
линию
обжигательным
каналом
1-16
-
камеры
ну
подготовки.
Для
удобства
расчетная
схема
приведена
на
рис.
VH.2
с
развернутым
в
линию
обжигательным
ка
налом.
Для
расчета
принимаем
садку
по
системе
П.
А.
Ду
ванова
[54]
плотностью
Р
= 190
шт/м
3
•
Длительность
цикла
[4.4]
't=
24·30·Р
24·30·190
2500
=
54,7ч.
194
,
Шаг
топливных
рядов
принимаем
Ш
=0,9
м,
что
со
ответствует
длине
3,5
сырцового
кирпича
и
принятой
си-
Таблица
УII.22.
ПОЗ0ННЫЙ
режим
печи
ЗОНЫ
Количество
Длииа
I
Длительность
камер
зоны.
м
процесса,
ч
Подготовки
6
31,2
20,5
Обжига.
1,5
7,7
5,1
Закала
1,5
7,7
5,1
ОстыВ'ания.
4 20,8
13,7
Нетепловых
процессов
3
15,4
10,3
В
се
г
о
16
82,8
54,7
L
стеме
садки.
Количество
топливных
рядов
N
T
Р=
Ш
=
82
8
=:
--'
-
=92.
В
соответствии
с
практическими
данны-
0,9
МИ
в
табл.
УН.
22
приведен
позонный
режим,
рассчи
-тапы
длины
отдельных
зон и
продолжительность
пребы
вания
в
них
кирпича.
з.
Расчет
горения
топлива
Исходными
данными
для
расчета
приняты:
топли-
110
-
антрацитовый
штыб
марки
АШ;
элементарный
со
став
по
массе
(%):
ер
- 66,6;
HP
-
1,3;
SP
-
1,6;
ОР-
1,8;
Np-O,7;
АР-20;
W
P
-8[53].
Теплота
сгорания
Q~
=26
800
кДж/кг;
влагосодержание
атмосферного
воздуха
для
летних
условий
~осковской
области
прини
маем
по
справочным таблицам
d
o
=
10
г
на
1
кг
сухого
воздуха.
Расчет
горения
топлива
при
а=
1
приведен
в
табл.
УII.23.
ДЛЯ
определения
необходимого
избытка
воздуха
и
его
расхода
находим
требуемую
калориметриче
скую
температуру
горения
t
нал
.
~аксимальную
темпера
туру
обжига
принимаем
t
о
б=950
0
С,
а
пирометрический
коэффициент
горения
-
по
справочным
данным
[54].
Для
кольцевых
печей
он будет равен
'I1=0,б.
tоб
950
t
кал
= - = - =
1585
ос,
'1
0,6
195
Т
а б л и
ц
а
VII.23.
Расчет
горения
Ход
расчета
"
...
"
Состав
.,
..
...
'"
t'"
'"
'"
CI... •
"=:,,
f:i'
со,
=:
o:t:~
""'
...
.,
'"
~:~
=:Ф.,
"
...
.,
~
"'
..
"'~
:ii~~
"
Расход
кисло
~8~t=
=~
'"
p,.=x=~
"'"
"
рода
на
100
кг
=:
р,
о
•
...
~ ~~
tU~8~
.о'"
'"
~~~
'"
топлива,
кг
g~t..Е-о
t
~
..
"
"',,<)
"
"'о"
"=:
,{г
м'
'"
..Q
>.~
~
t
"",'"
t:r
.о
р,
...
"'",
:;
..
:;
'"
"о"
~&:~
..
"
~8g
'"
""
..
0,,-
~
CI<)!(
~o
"
:»~p,
:»"
'"
~
t::
...
р,
1 I
СР-66,6
I
с+о.=со.
I
2,67
166,6
2,67=177,з1
3,67
1
1'977[2441
123,5
21
НР-1,3
[Н.+О,50.=Н.О!
8
1
1,3
8=10,4
1
9
1
0,8051
-
I
-
3/
SP-l,6
I
S+O.=CO.
1
1
1
1,61=1,6
/
2
I
2,86
1
-
I
-
41
NP-O,7
1
NT-->N
g
1
-
I
-
1
-
I
1,25
I
-
1
-
51
ОР-l,8
1
-
1
-
I
(-1,8)
I
-
1
1,43
!
-
1
-
6/
АР-20
/
-
I
-
1
-
1
-
1
-
/
-
1
-
7/
WP-8
1
WT-->W
g
I
-
1
-
1
-
1
0,8051
-
/
-
8/
100
I
В
с е
г
о
I
-
I
187,5
I
-
I
-
12441
123,5
Расчет
при
а=1
Вовлекается
N,
с
воз-
9
духом
N,=
(77
23)
187,5
1 =
-
- -
1,25
-
-
=627
Вовлекается
Н,О
с
воздухом
при
d=
10
=10
г/кг
Н,О=
(1875+627)
10Х
-
-
-
0,805
-
-
ХООО1=8,14
11
r
и
того
при
а
=1
I
-
I
187,5
I
-
I
-
1244\
123,5
12/
Расчет
при
а=23
I
-
I
431
I
-
I
1,43
I
-
1
-
Расход
О,
02=187,5Х
Х2,3=431
1з1
Вовлекается
N"
N,=
I
-
/
-
I
-
I
1,35 I
-
I
-
=431(77
23)
=
1440
141
Вовлекается
Н,О,
I
-
1
-
1
-
I
0'805/
1
Н,О=(431
+1440)
'ОХ
ХО
001
=
18,71
151
И
т
о
г
о
при
Q\
-2,3
t
-
I
431
I
-
I
-
244 123,5
I I
196
аитрацитового
штыба
(иа
100
кг
топлива)
и
количество
газообразных
продуктов
горения
Расход
Н,О
SO,
N,
О,
Всего
воздуха
КГ
м
з
КГ
м
З
КГ
м
З
КГ
м
З
КГ
м
З
КГ
м'
-
\
-
-
-
-
-
-
-
244
\12з.5
-
-
I I I I 1 I I 1 I
11,7
/14.551
-1
-
1
-
j
-
J
-
1-
I
11.7
j
14,551
-
I
-
-
/
-
/3.211.12/
-
1
-
I
-
/-
I
3.2
I
1.12/
-
/
-
-
1
-
1
-1
-
I
0.7/
0.561
-
1-
/
0.7
1
0.561
-
I
-
-
1
-
1
-1
-
I
-
1
-
I
-
1-
I
-
I
-
/
-
I
-
-
I
-
/
-1
-
1
-
I
-
1
-
1-
1
-
1
-
I
-
I
-
8
1
9.951
-1
-
1
-
1
-
1
-
1-
1
8
I
9.951
-
1
-
19,7
124.5
1з.211.121
0.71
0.561
-
)-
)267'6
!
149.681
-
)
-
-
-
-
-
627
502
-
-
627
502
- -
4
8.14
10.1
-
-
-
-
-
-
8.14
10.1
-
-
27.84134.6
1з.211.121
627.71502.561
-
1-
1902.741661'
781822.641
638
-
1
-
I
-1
-
I
-
I
-
124з.51170
124з.5
1170
1
-
/
-
-
I
-
1
-1
-
f
1440
/1150
I
-
1-
11440
/1150
1
-
1
-
18.71_12з.1
/
-1
-
1
-
/
-
1
-
/-
1
18.71
1
2З.l~
1
-
1
-
38.41
147,6
13.2\1.121
440.7iI1l50.561243.5/170
/1969.81
/1492.7811889.71
11474.1
197
Температуру
воздуха,
поступающего
в
зону
обжига
из
зоны
остывания
через
зону
закала
принимаем
t»=500°
С.
Теоретический
расход
воздуха
V~
и
теоретическое
коли-
чество
дымовых
газов
V~
берем
по
результатам
расче
тов,
табл.
VII.23
Требуемый
коэффициент
избытка
воздуха
в
зоне
взвара
а
определяем
из
уравнения
теплового
баланса
процесс
а
горения
1
кг
топлива:
Q~
+
V::ac»
{
в
=
V~acA
t
Ka1
!,
откуда
Q~
а;
=
-----=------
Y~
С
д
f
кал
-
V::
С»
{
в
Удельную
теплоемкость
определяют
по
следующей
формуле:
С
д
=
4,19
(0,323 + 0,000018/) =
4,19
(0,323 +
O,OOOO18}f
X1585) = 1,55
кДж/(мЗ,ОС),
По
справочным
данным
[54]
при
t»=500°
С
СВ=
= 1,345
кДж/
(м
3
•
о
С)
.
После
подстановки
в
формулу
(VII.6)
получаем:
26800
а;-
=2М
-
6,62·1,55·1585-6,38·1,345·500
"
Принимаем
а=2,3.
Продолжая
в
табл.
VII.23
расчет,
определяем
состав
и
количество
продуктов
горения,
а
также
расход
воздуха
при а=2,3.
Расчет
горения
проверяем
составлением
ма
териального
баланса
этого
процесса
(табл.
VII.24).
т
а б
л и
ц
а
УIl.24.
Материальный
баланс
процесса
горения
топлива
в
кольцевой
печи
(на
100
кг)
Приходные
статьи
I
количе'll
СТВО,
КГ
Расходные
статьи
Топливо
100
Дымовые
газы'
Воздух
(431+1440+
+18,71) 1889,71
Зола.
ИТQГО
1989,71
Итого
198
I
Количе
ство,
ю'
1969,81
20
. 1989,81
i-tев5tзка
баланса
сЬставляет
мейее
0,5
%,
что
HaxoДItt
ея
в
пределах
разрешающей
способности
счетной
ли
нейки.
4.
Материальный
баланс
процесса
обжига
кирпича
и
с
х
о
Д
н
ы
е
Д
а
н
н
ы
е:
масса
кирпича-сырца,
поступающего
в
обжиг
О
1
=4
Kt;
влажность
(относительная)
сырца
W 1 = 6
%;
отходы
в
обжиге
Б=2%;
химический
состав
глины
по
массе,
(%):
Si0
2
-72,3;
Аl
2
О
з
- 12,3;
Fе20з
-
4;
СаО
-
1,5;
MgO-
1,4;
К
2
О
- 2,2; Na20 - 0,8;
п.п.п.=5,5.
Масса
абсолютно
сухого
сырца
ОС
=
01
(1
-0,01
W
1)
=
4·0,94
=
3,76
кг.
Удаляется
влаги
из
одного
кирпича-сырца
ЛОw
=
01-0с
= 4
-3,76
= 0,24
кг.
Масса
обожженного
кирпича
GОб=G
с
(1~
0,01
п.п.п.)
=3,76·0,945=3,55
кг.
Часовая
производительность
печи
по
обжигаемому
кирпичу
•
П"
1880
П
=
=-
=
1920
шт/ч
ч
1-0,01
Б
0,98 •
По
этим
величинам
рассчитываем
совмещенный
мате
риальный
баланс
зон
подготовки
и
обжига
(табл.
VII. 25).
т
а б
JI
И
Ц
а
VП.25.
Материальный
баланс
зоны
подготовки
и
обжига
Приходные
ctatbH
/
I(оnиче-
~
ствз,
кг/"
Поступает
в
печь
О920Х4)
7680
Итого
. .
7680
Расходиые
сТатьи
Выгружается
из
печи
обожженного
кирпича
(l
920
Х
3,55) . . . .
Потери
Пi<И
прокалива-
нии
[190(3,76-3,55)]
Испаряется
влаги
(1920XO,24)
Ито
го
/
I<ОnИ'le
СТВ8,
кг/ч
6816
403
461
7680
199