Тепловые расчеты агрегатов с вращающимися печами

   rо - удельная теплота парообразования (см.табл.П11)

   q^р₃ = Gкл * Скл * t^п-х_кл = 1 * 1,045 * 1200 = 1254(кДж/кг_кл)

   4. Теплосодержание отходящих газов 

   q^р₄ =[xт * V^п.г_α* С^п.г_t +V^с_СО2 * C^СО2_t+ (V^г_Н2О + V^ф_Н2О)*Ct++ Vподс.т * Сt ] * tо.г=  

   =[хт * 11 * 1,350 + 0,267 * 1,700 +(0,024 + 0,341)* 1,494 +0,2 * 1,30] * 100 =

   =1485 xт + 126(кДж/кг_кл)

   м,с: V^в_подс.т нет! 

   Расчет С^п.г_t выполнен по аддитивности: С^п.г_t =∑С_i*u_i(см.[6])  

   5. Потери теплоты с безвозвратным уносом (ц: с уносом из теплообменника). 

   Принимаем tпу = tо.г.

   q^р₅ = Gпу * с^пу_у * t^без_пу = 0,012 * 0.870 * 100 = 1(кДж/кг_кл)

   6. Затраты теплоты на декарбонизацию безвозвратного уноса

    (ц; ш: q^р₆ = 0.)

   q^р₆=  Gсс * ПУ * СО₂^с* βу * (М_СаО/М_СО2 ) * q^{дек(СаО)}_о/100 =                                                   

   = 1,559* 1 *34*0,6 * (56/44) * 3180/100 = 12,9(кДж/кг_кл)

   q^{дек(СаО)}_о - тепловой эффект декарбонизации в расчете на 1 кг СаО (см.табл.П11).

   Для с: расчет на 1 кг ВаТiО3; для д - на 1 кг МgО.

   7. Потери теплоты в окружающее пространство  

   q^р₇ = q^пот_0гр.п + q^пот_т =  363 + 90 = 453(кДж/кг_кл)

   Потери теплоты теплообменником приняты по опытным данным (табл.П9).

   м:  q^р₇ = q^пот_0гр.п + q^пот_ц ,     где потери теплоты в цепной зоне q^пот_ц = 40 кДж/кг_кл

   8. Неучтенные потери теплоты  

     q^р₈ = (0,02 - 0,01) * Q^р_н * хт 

   q^р₈= 0,085 * Q^р_н * хт = 0,085*33300 = 2830,5 * хт (кДж/кг_кл) 

   Сумма расходных статей 

   Q = Σq^р_i = 4357 * хт + 4315 (кДж/кг_кл)  

   Приравниваем сумму приходных статей к сумме расходных статей и определяем хт:

   Qп - Qр = 4303 - 34407*хт

   хт = 4303/34407 = 0,125 (м³/кг_кл)

   Составляем таблицу теплового баланса, используя найденное значение хт.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Таблица 3.1 Тепловой баланс печи с конвейерной теплообменной решеткой (совместный)

     
 

   Удельные затраты теплоты (на единицу продукции):

   qуд =Q^р_н*хт/Gкл  =33300*0,125/1  = 4158 (кДж/кг_кл) 

   Удельные затраты условного топлива (на единицу продукции):  

    (кДж/кг_кл)

   Найденные значения находятся в пределах, указанных в табл. П3 по данным для действующих тепловых агрегатов.

   3.1.6. Тепловой баланс теплообменника

   Составляется с целью определения температуры газов, t^п-т_г поступающих из печи. Для нахождения теплоемкостей ориентировочно оцениваем ее в 1000 оС (значение,  принятое при расчете потерь теплоты  через ограждения). Для варианта

   м (при обжиге цементного клинкера) вместо п. 3.1.6, 3.1.10  м. п. 3.2. В остальных случаях при отсутствии теплообменника расчеты по пп. 3.1.6, 3.1.10, 3.2 не выполняются.

   Прмход:

   1. Теплосодержание влажного сырья

   q^п₁ = 49 кДж/кг_кл (см.табл.3.1) 

   2. Теплосодержание отходящих газов из печи 

   q^п₂ = [V^п.г_α* хт * С^п.г₁₀₀₀ + (V^с_СО2 - V^т_СО2 ) * С^СО2₁₀₀₀] * t^п-т_г =

   = [11 * 0,125 * 1,53 +(0,267 - 0,053) * 2,20] * t^п-т_г =   2,58 * t^п-т_г (кДж/кг_кл) 

   Значение С^п.г₁₀₀₀ определено по аддитивности. 

   3. Теплосодержание уноса из печи 

   q^п₃= G^п_пу * С^п-г₁₀₀₀ * t^п-т_г = 0,250 * 1,04 * t^п-т_г = 0,26 * t^п-т_г (кДж/кг_кл) 

   4.Теплосодержание воздуха, разбавляющего печные газы. 

   q^п₄ = V^в_подс.т * С^в_t * t^в_подс = 0,2 * 1,298 * 20 = 5 (кДж/кг_кл) 

   Qп = ∑q^п_i = 54 + 2,84 * tг i

   Расход:

   1. Теплосодержание материала, выходящего из теплообменника р г т с т-п 

   q^р₁=(Gсс-G^г_Н2О - G^г_СО2)*C^с_т*t^т-п_м =

   = (1,559 - 0,019 - 0,105)*1,04*800 = 1194 (кДж/кг_кл)

   Принимать то же значение t^т-п_м, что и при расчете потерь теплоты через ограждения печи! 

   2. Теплосодержание отходящих газов

   q^р₂ = 312 (кДж/кг_кл) (см.табл.3.1) 

   3. Затраты теплоты не декарбонизацию 

     (кДж/кг_кл)

   4. Затраты теплоты на дегидратацию (и, д: q4 = 0)  

   q^р₄ = G^г_Н2О*q^дег₀ = 0,019 * 6870 = 129 (кДж/кг_кл) 

   5. Теплосодержание безвозвратного уноса (ц: уноса из теплообменника) 

   q^р₅ = 1(кДж/кг_кл) (см.табл.3.1) 

   6. Затраты теплоты на испарение физической влаги р

   q^р₆ = 685 (кДж/кг_кл) (см.табл.3.1)

   7. Теплосодержание возвратного уноса (ц: q^р₇= 0)  

   q^р₇ = G^п_пу * Cпу * t_возвр = 0.238 * 0,91 * 200 = 43 (кДж/кг_кл) 

   8. Потери теплоты в окружающее пространство р

   q^р₈ = 90 (кДж/кг_кл) (см.табл.П 9) 

   Qп - Qр = 2,84* t^т-п_м - 2823

   t^т-п_м = 2823/2,84 = 996 (оС)

   Найденное значение t^т-п_м отличается от принятого (1000 оС) менее чем на 100 оС,  поэтому оно не уточняется. При необходимости уточнение проводится так же, как для температуры подогрева воздуха [6,с.24].

   Значение t^т-п_м находится в пределах рекомендуемых значений (см.примечание к табл. П5). 

   3.1.7. Тепловой баланс колосникового холодильника

   Составляется с целью определения объема сбросного воздуха (при нормальных условиях), температуру которого можно принимать в пределах 150 - 180 оС. Расчет рекуператорного и барабанного холодильников - см. п. 3.3.

   Приход:

   q^п₁ = 1254 кДж/кг_кл (см.табл.3.1). 

   V^в_втор = xт * V^в_α * Δ^в_втор= 0,125 * 10 * 0,65 = 0,813 (м³/кл_кл)  

   q^п₁ = (V^в_втор + V^в_сбр) * C^в_t* t_в  = (0,813 + V^в_сбр) * 1,3 * 20 = 21 + 26*V^в_сбр кДж/кг_кл 

   Qп  = 1275 + 26 * V^в_сбр кДж/кг_кл

   Расход:

   q^р₁ = V^в_втор * C^в_t * t^в_втор = 0,813 * 1,357 * 600 = 662 кДж/кг_кл

   2. Теплосодержание выходящего клинкера (его температуру t^х_м.вых выбрать по табл. П7) 

   q^р₂ = Gкл * C^кл_t * t^х_м.вых = 1 * 0,79 * 100 = 79 кДж/кг_кл 

   3. Теплосодержание сбросного воздуха 

   q^р₃ = V^в_сбр * C^в_t * t^в_сбр = V^в_сбр *1,304 * 150 = 196 * V^в_сбр кДж/кг_кл 

   4. Потери теплоты в окружающее пространство (см.табл. П7)

   q^р₄ = 70 кДж/кг_кл 

   Qр  =811 + 222 * V^в_сбр

   Qп - Qр = 464 - 170 * V^в_сбр

    

   V^в_сбр = 2,73 м³/кг_кл

   3.1.8. Совместный тепловой баланс печи, теплообменной конвейерной  решетки  и  колосникового  холодильника (проверочный)

   Составляется по пп.3.1.5 и 3.1.7. Значения статей записываются в численном виде. Тепловые потоки, которыми обмениваются друг с другом печь и холодильник, исключаются. Для агрегатов без внешнего теплообменного устройства составляется совместный проверочный тепловой баланс печи и

   холодильника.

   3.1.9. Определение размеров и гидравлического сопротивление решетки холодильника

   Площадь решетки

   Fреш = Рч/q_F  = 110000/900 = 122,2 (м²)

   Ширина и длина решетки

   Шреш = 0.8 * Dвн = 0.8 * 5,43 = 4,35 (м)

   Lреш = Fреш/Шреш = 122,2/4,35= 28,1 (м)

   Скорость движения материала на решетке

   Wреш = Lреш/τ_х = 28,1/0,35 = 80,3 (м/ч),

   где τ_х - время пребывания материала на решетке холодильника (tх = 0,25 - 0,5 ч)

   Высота слоя материала на решетке

   h_сл = g_F * τ_х / ρ_кл = 900 * 0,35/1500 = 0,210 (м)

   Средняя температура воздуха в слое материала

       оС 

   где V^в_втор = хт * V^в_α * Δ^в_втор (см. п.3.1.7)