Роговой М.И., Кондакова М.Н., Сагановский М.Н. Расчеты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов
Подождите немного. Документ загружается.
7.
СВОДНЫЙ
теПJlОВОЙ
баланс
По
рассчитанным
позонным
балансам
составляем
.
СВОДНЫЙ
тепловой
баланс
печи
(табл.
УII.28).
т
а
б
л
и
ц
а
VIl.28.
Сводный
тепловой
баланс
печи
ПРИХОДRые
статьи
Теплота
от
ГQрения
топлива.
•
I
количество
~
теплоты,
кДж
7580000
__
--------------I--------~I
Итого
7580000
8.
Газовые
баJlансы
печи
<
Расходиые
статьи
0-
,
.......
~~
I
количество
теплоты,
кДж/ч
На
испарение
влаги
(1
260
000-57
800)
с.
. 1
202 200
На
эндотермическпе
реакции
2
700
000
С
отходящими
газа-
ми
(3
635
000-
-499500-111500)
3024000
В
окружающую
среду
([56500+115000) 271500
От
химической
непол-
ноты
горения
.
От
механической
не
полноты
горения
Остаточный
Harpel1
выгружаемых
изде
лий
(314000-
-202000)
. •
Невязка
баланса
• •
Итого
••
152000
75800
1I2ООО
42700
7580000'
По
рассчитанным
величинам
расходов
воздуха
и
КОЛИ
чества
газообразных
продуктов
составляем
позонные
га
зовые
балансы
(табл.
УII.29
и
УII.30).
т
а б
л
и
ц
а
VII.29.
Газовый
баланс
зон
подготовки
и
обжига
Приходиые
статьи
Воздух,
поступающий
в
зону
подготовки
из
зо-
ны
остывания,
V
~
. .
Присосный
воздух:
У;=14,74
В=[4,74Х
210
коnиче-I
ство
газа,
JA'/ч
15020
Расходные
статьи
Отходящие
газы
печи:
У
о
•
г
=29,67
В+У;
+
+
1020
"'"
29,67.283
+
+ 15020 +
1020
...
Количе
ство
газа,
JA'/Ч
24440
I(ОJJиче-
l(оличе-
C'rBO
СТ80
Прнходные
статьи
газа,
Расхадные
статьи
газа,
м'/ч
мЗ/ч
Х283
-4170
Воздух,
поступающий
на
горение
топлива:
У
в
=:=14.
74
B=14,
74·283
4170
Летучие
вещества,
вы-
деляемые
из
сырца
.
448
Водяные
пары
испаряе-
мой
влаги
572
Невязка
баланса
60
-
---
Ито
го
24440
ИТОГО
24440
т
а
б
.л
и
Ц
а
УН.З0.
Газовый
баланс
зои
закала
и
охлаждения
I(ОJJиче-
cnO'
ПрихО'диые
статьи
газа,
РасхОдные
статьи
м'/ч
Воздух,
поступающий
в
Направляется
в
зону
об-
зону
охлаждения:
жига
. .
.
у
в
=
V~+14,
748=
Направляется
в
подготовки
.
.
=15020+14,74·283
19190
-
ИТОГО
. . .
19190
Ито
го
.
9.
Подсчет
действитеJIЬНЫХ
КОJIичеств
газов
в
отдельных
ЭJIементах
газоходного
тракта
.
. .
зону
.
.
I(ОJlиче-
ство
газа,
"'/ч
4170
15020
---
19190
Зоиа
остывания.
Количество
воздуха
по
баJIансу
V
o
= 19190
мЗ/ч
при
нормальных
УСJIОВИЯХ.
Средняя
температура
20+
200
о
tb.cP-=
2 =
110
С.
Действительное
КОJIичество
воздуха
273+110"'1
Vt = 19190
273
= 27000
м
3
/ч,
Зона
закаJIа.
КОJIичество
воздуха
=4170
мЗ/ч.
Средняя
температура
14·
по
баJIансу"
V
o
=
200+500
=3500
С.
2
211
Действительное
количество
воздуХfi
273+350
4170
=
9500
м
3
jЧ.
273
Зона
взвара.
Количество
продуктов
горения
топлива
V
д
=14,93В=14,93·283=4220
м
3
•
Летучие
вещества,
выделившиеся
из
глины,
составляют
448
м
3
/ч.
Для
опре
деления
количества
присосного
воздуха,
приходящегося
на
зону
взвара,
общую
его
величину
распределяем
про
порционально
длине
зон
взвара
и
подготовки.
Тогда
количество
присосного
воздуха,
поступающего
в
зону
7 7
взвара,
составит
4170 '
=845
м
3
/ч.
Общее
коли-
31,2+7,7
чество
газов
в
зоне
взвара
4220+448+845=5513
м
3
/ч.
Температуру
газов,
покидающих
зону
взвара,
принима-
ем
7000
С.
Средняя
температура
950+700
=8250
С.
Дей-
2
ствительное
количество
газов
5513
273
+ 845 =
22
600
м
3
/
ч
.
273
Зона
подготовки.
24380
м
3
/ч.
Средняя
Количество
газов
по
балансу
600+100
температура
--'---
=3500
С.
2
Действительное
количество
га'30В
24
380
273
2~3
350 =
55
700
143
jч.
ДЫМОВОЙ
канал.
Из
зоны
подготовки
поступает
дымо
вых
газов
24380
м
3
/ч.
Подсосы
на
тракте
от
зоны
подго
товки
до
дымососа
принимаем
20%.
Температура
отхо
дящих
газов
1000
С.
Действительное
количество
газов
273+
100
2438·1,2 273
:=
40000
мЗjч.
10.
Расчет
аэродинамических
сопротивлений
Сопротивление
садки.
Расчет
ведут
по
формуле
К.
А.
Нохратяна:
, 2
Н =
7,6аор!
ш,
L,
где
a~
-
коэффициент
аэродинамического
сопротивления
садки
(для
садки
принятого
типа
a~
=0,08
[40]);
212
Pt
-
величина,
зависящая
от
плотности
газов,
кг·с
1
/м
4
,
ее
вы
числяют
по
формуле
1'0
273
Pt
=9,8l
. (273 + t) ,
где
t -
средняя
температура
газового
потока
на
расчетном
участ
ке,
ОС;
1'0
-
плотность
газа,
принимают
приближенио
для
всех
участков
"0=
1,3
кг/м
3
;
ш,-
скорость
газового
потока
при
его
средней
температуре:
Vt
O)t
= ,
F
п
F
ж
•
с
·100·3600
где
F
п
-
площадь
поперечного
сечения
печного
канала,
равная
F
п
=6,54
м
2
;
F
ж
о
-
живое
сечение
садки,
%;
для
выбран
ного
типа
садкн
F
ж
0=58%
[54].
L -
длина
расчетного
участка,
м
Расчет
сопротивления
садки
в
отдельных
зонах
све
ден
в
табл.
VII.31.
т
а
б
л и
ц
а
VII.31.
Расчет
сопротивления
садки
~
.ь
U
;..
--
U
JJ
..
~:g2
:2
..
...
.
~:2
о;
•
","
...
~~
~
..
~
"'!:!
()
~
...
ЗОНЫ
",о.
g
Co~
",,,,:::'
t;э
~ot
=1»
t
о
..
о
•
'"
-
о"'"
ot!;iu
......
0.'"
Sj....:a
o.Ut::
'"
0.0
О'"
U
~~~
00
5
ф
..
ё
Е
f2
:.:"'
о;
-
8';g,.:
~=~
u~
~~
US:Z::
Остывания
,
110
0,0945
27000
1,98 20,8 45,7
Закала
·
350
0,0578
9500
0,7
7,7
01,33
Взвара
·
825 0,0023 22600
1,66
7,7
00,30
Подготовки
•
·
350 0,0945 40000
2,93
31,2
154,5
Итого
·
-
/
-
/
-
/
-
/
67,4
/191,83
с
учетом
возрастания
сопротивления
садки
в
«косых»
камерах
(К-l,5)
сопротивление
садки
принимаем
H
1
=
=
191,83·1,5=288
Па.
Сопротивление
дымового
окна
(<<очелка»
)
И
дымового
клапана
(<<конуса»)
рассчитывают
по
общей
формуле
местных
сопротивлений
ш
2
t
H=S-1't,
2g
где
6 -
коэффициент
местного
сопротивления
(по
литературным
данным
[45]
~=4,5);
O)t
-
скорость
газового
потока
в
сечении
дымового
окна,
м/с
Vt
шt=--~--
3600Р
о
n
о
где
F
о
-
сечение
дымового
окна,
м
213
По
чертежу
дымовое
окно
имеет
ширину
В
и
высоту
h
по
0,5
м.
Свод
полуциркульный
.
•
р
о
=
з,14.~,5,0,5
+ (0,5 - 0,25)
0,5
= 0,22
м
2
;
ПО
-
количество
открытых
дымовых
клапанов
в
зоне
подготовки,
равное
4.
Определяем
скорость
(01
и
плотность
УI
газов:
40000
ooJ
= = 12,65
м/с;
3600·0,22.4
273
"t
- 1 3 -
О
5
кг/м
З
• - ,
273
+
350
- , ,
Тогда
н
= 4 5 12,65·12,35 =
267
Па
I!
'19,62
.
Сопротивление
дымового
канала.
По
литературным
данным
[45],
для
дымового
канала.
3-1
6=3,8-з-
=2,53.
Размеры
ДЫМОВQГО
канала
по
чертежу
В=
1,3
м;
h=
= 1,25.
Свод
полуциркульный
3,14·1,3.1,3
.
р
к
=
8 +
1,3(1.3-0,625)
=
1,542м2,
Определяем
скорость
(i)t
и
плотность
'Vt
газов~
Тогда
40000
(Ot
= = 7 3
м'с'
3600·1,52 ' "
273
Y
t
=
1'3273
+
100
= 0,952
кгlм
1
•
7,3·7,3
Нз
=
2,53-
=
687
Па.
19,62
Сопротивление
соединительного
канала.
В
этом
кана
ле
газы
совершают
три
поворота
под
прямыIM
углом.
214
Принимаем
по
справочным
данным
[3]
s=
1,3
·3=3,9.
-Свод
полуциркульный.
3,14·1,2·1,2
Е
к
= 8 +
1,2(1,3-0,6)
= 1,406
ма.
40000
(j)t = = 7
93
м/с'
3600·1,406 ' ,
7,93·7,93
Н
4
=
3,9
19,62 0,952 =
119
Па.
Сопротивление
трения.
В
связи
с
небольшой
протя,
женностью
участков
движения
газов
сопротивление
тре
'ния
специальным
расчетом
не
определяем
и
учитываем
10%
надбавкой
к
сумме
рассчитанных
сопротивлений,
что
составит
Н"
= 0,1
(288
+
267
+ 68,7 +
119)
=
74,3
Па.
Суммарные
потери
статического
давления
состаВЯ1:
5
Н
р
=
t=288+267+68,7+
119+74,3=817Па,
1
С
учетом
температурной
поправки
расчетные
потери
для
подбора
дымососа
составят
н1
=
Н
273
(t -
20)
= 8 7 273+(100 -
20)
=
1053
П
р р
273
1
273
а.
Подачу
дымососа
С
учетом
10%
запаса
принимаем:
/
V=40000·I,1
=44000
мЗ/ч.
По
каталожным
данным
[46]
принимаем
к
установке
.веНТИ,1Iятор
СТД-57
N2
16.
Для
подачи,
равной
44000
м
3
/ч,
динамическое
дaВJIe
иие
по
номограмме
характеристики
вентилятора
СТД-57
l'-fu
16
составляет
5,5
кг/м
2
,
что
соответствует
55
Па.
Полное
расчетное
давление
Н
пол
=817+55
=872
Па.
По
той
же
номограмме
находим
частоту
вращения
и
коэффициент
полезного
действия
на
валу
в'ентилятора
n=400
об/мин:
'YJB=0,58.
Мощность
на
валу
электродви
гателя
определяют
по
формуле
УН'
N-
р
-
3600.102fJв11п
•
tде
f]1J
-
к. п.
Д
передачи,
Для
плоскоременной
передачи
Т)п=О,9.
Тогда
N
__
4400·1053·0,1
------'---
= 24,2
кВт.
3600·102·0,58·0,9
Установленную
мощность
электродвигателей
опреде
ляют
по
формуле
Nу=КзN,
где
Кз
-
коэффициент
запаса;
по
справочным
данным
[46]
Кз=I,I;
N
y
= 24,2·1,1 = 26,6
кВт.
Принимаем
к
установке
электродвигатель
типа
АО-82-6
с
частотой
вращения
980
об/мин.
§
4.
РАСЧЕТ
ПЕЧИ
ДЛЯ
ОТЖИГА
СТЕКЛОБЛОКОВ
При
м
е
р.
Рассчитать
отжигательную
печь
для
стек
лоблоков
производительностью
до
25
т/сутки;
топливо
природный
газ.
Содержание
1)
Расчет
режима
отжига
стеклоблоков.
2)
Выбор
типа
печи
и
расчет
ее
производительности.
3)
Расчет
горения
топлива.
Температурный
режим
работы
печи.
4)
Расчет
расхода
воздуха
для
разбавления
дымовых
газов
до
принятой
температуры.
5)
Расчет
расхода
топлива
на
отжиг
стеклоблоков
решением
тепловых
балансов
зон
печи.
6)
Расчет
объема
воздуха
и
дымовых
газов
в
конце
отжига.
7)
Расчет
вытяжных
устройств.
8)
Подбор
вентилятора
и
его
характеристика.
1.
Расчет
режима
отжига
стеклоблоков
В
расчете
приняты
стеклоблоки
БК-194/98,
квадрат
ные
(ГОСТ
9272-66),
размером
194Х194Х98
мм;
тол
щина
их
стенок
до
10
мм.
Состав
стекла
по
массе
(%):
Si0
2
- 72,1;
СаО
- 6,6;
MgO-4,1;
А1
2
О
з
-l,7;
Na20-14,9;
SОз-0,4;
Fе
2
Оз-
0
,2.
Температура
отжига:
высшая
5550
С,
низшая
4550
С.
21Q
После
сварки
полублоков блоки
ПОсТупают
в
печь
ОТ
жига
с
температурой
500
0
с.
Расчет
реЖима
отжига
не
приводим.
Продолжительность
отжига
по
зонам
состав.
ляет:
,
нагрев
от
500
до
5550
С
'1:1
=4
мин;
выдержка
при
5550
С
'1:2=25
мин;
отжиг
(медленное
охлаждение)
ОТ
555
до
4550
С
'1:з=76
мин;
быстрое
охлаждение
от
455
до
600
С
'1:4=40
мин.
Общая
продолжительность
отжига
'rобщ
= 4 +
25
+ 76 + 40 =
145
мин
=
2.4
ч.
2.
Выбор
типа
печи
и
расчет
ее
производительности
для
отжига
используют
конвейерную
муфельную
печь
ПО-180;
топливо
-
природный
газ.
Размеры
туннеля,
м:
длина
21,2,
ширина
1,9
и
высо
та
0,34.
Конвейер
сетчатый
общей
длиной
(с
открытой
частью)
28,5
м
и
сеткой
шириной
1,8
м.
Скорость
движе
ния
конвейера
определяют
по
фоРмуле
lк
о>к=--
,
'rобщ
где
lK
-Длина
конвейера
(закрытая
часть),
м;
'1:
-
время
отжига,
ч;
21,2
О>К
=
--
=
8,85
мjч.
2,4
Рассчитываем
длину
зон:
'r
1 =
ооО>к,
где
't
-
время
нахождения
изделии
в
зоне,
мин,
4
Зона
нагрева
..
.
11=
608,85=0,6
М
25
«
выдержки
..
.
l2=
608,85=3,7
М
76
«
отжига
..
.
lз=
-
8,85=
11,6
М
(принимаем
11
М)
60
40
«
быстрого
охлаждения
..
.
l4=
60
8,85=6
М
Вся
длина
конвейера
составляе!
lобщ
=
0,6+
3,7
+
11
+
6=
21,3
М,
217
Расчеt
производиtельности
печи.
На
1
м
длинь1
коН
вейера
укладывают
по
ширине
девять
блоков.
Механи
ческий
переставитель
укладывает
блоки
равномерно
по
длине
и
ширине
сетки
на
боковую
поверхность
вдоль
/конвеЙера.
По
длине
при
расстоянии
между
блоками
44
мм
укла
дывается
4,4
блока.
Всего
на
1,8
м
2
сетки
укладывается:
9·4,4=39,6
шт.
Масса
блока
2,8
кг.
За
1
ч
отжигается
блоков
Рч
=
39,6·2,8·8,85
=
980
кг.
За
сутки
отжигается
блоков
Р
сут
=980Х24=23720
кг,
или
23,72
т.
Производительность
печи
отжига
ПО-180
нахОдится
в
пределах
паспортных
данных.
3.
Расчет
горения
топлива.
Температурный
режим
работы
печи
р
а
с
ч
е
т г о р
е
н и
я т о
п
л
и
в
а.
Принят
природный
газ
Ставропольского
месторождения
с
теплотой
сгора
ния
QH=35500
кДж/м
3
•
Расчетом
предусмотрен
избы-
tOC
1000
900
80Q
600
IIPIJ
2
....
:/
J
"_
---...1...
..
"-~-":.:-:-.:~-
JOO
200
100
46
*,3
,
,
, ,
'.'
'"
" ,
"
.,
',.,
1~3
Рис.
VII.4.
Температурный
режим
печи
для отжига
стеклоблоков
J,
2,
11
-
температуры
соответственно
дымовых
газов,
воздуха
н
режима
отжига
218
т
а о
JI
И
Ц а
VII.П.
"'C1IeT
f'01)eJПЩ'топлава
"'~
Расход
воздуха.
м'/м3
Выход
дымовых
газов
при
a=1.2
м'/м
3
~~
абы_А
~~:a
состав
I N,
деАст,1
V
а
деАст-1
У.
теоре-
СО.
I
Н,О
I
I
I
I'ОПJlива.
%
Q,
-
",'"
О.
теоре-I
о.
деАст-
"1:0
N.
О.
~Yд
8~
тический
витеJlьныА
внтельный
вителЬНЫЙI
тическнА
CH
c
-98
0,98 1,96
!"ОО'Х)
0,98 1 ,96
]
02дейст.-
2,94
2,38Х}
8,94+}
11
,32:
-О2теор.
~H6-0,4
0,004
0,014
Хl,2
Х3,76
+2,38
: 1,2
0,008
0,012 0,02
Из
~
воздуха
С
ч
Н
8
-О,2
0,002 0,01 0,006
0,008
J
8.94
0,014
СО
2
-О.1
0,001
- -
-
-
-
0,001
-
-
0,001
N,-1.3
0,013
-
-
- -
-
-
-
0,013
-
Из
воздуха
8,94+0,40
~-100
11
I
1,984
1
2,38
I
8,94
I
11,32
I
9,4
0,99511,981
8,953
I
0,40
I
12,33
,
Итого,
%
8,07116,011
72,7
I
3,25
I
100
t-:)
ёQ