![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Конструктивный расчет печи.
Исходными данными для расчета служат: · Кривая обжига изделий · Практические параметры обжига изделий. Кривые обжига (рисунок 7, 8) выбирают на основании анализа существующих технологических процессов из литературных источников и практических данных. Участок подъёма температуры на кривой обжига занимает всю длину зоны подогрева и часть зоны обжига. Участок выдержки при максимальной температуре на кривой обжига заканчивается на границе зоны обжига и охлаждения. Кривая обжига изображает усреднённую температуру изделий на вагонетках по длине печи. Температура газов выше температуры изделий в садке. Температура изделий и газовой среды практически одинакова в зоне обжига. В зоне охлаждения температура изделий в садке выше температуры охлаждающего воздуха. В конструктивном расчете определяют: · Производительность печи при заданных условиях; · Размеры печи при заданной производительности. При расчете печи, исходят из емкости вагонетки, которая зависит от её размеров и типа садки изделий (Приложение 25, 26). Емкость вагонетки в каждом конкретном случае более целесообразно проводить через величину плотности садки, т.к. эта величина обычно связана с графическим определением количества конкретных обжигаемых изделий в объёме выбранной вагонетки и, следовательно, наиболее полно учитывает особенность загрузки изделий на вагонетке для различных керамических производств. В таблице приведены основные размеры современных туннельных печей. Ширина вагонетки определяется шириной печного канала. Длина вагонетки выбирается в соответствии с шириной и колеблется в пределах 1-3 м.
Рисунок 7 – Типовые кривые обжига:
Рисунок 8 – Типовые кривые обжига: 1 - хозяйственной фарфор; 2 - хозяйственный фаянс; 3 - электротехнический фарфор, 4 -кислотоупорный кирпич. Годовая производительность печи (Рг), т/год
Рг= где, Р -часовая производительность печи, т/ч; Zг - число часов работы в год, обычно 350*24=8400 ч; Кв - коэффициент использования рабочего времени, 0, 95-0, 98; m - процент брака и потерь материала на пути от входа в печь до поступления на склад готовой продукции (в зависимости от вида изделий, m=2-8%).
Емкость печи, плотность садки и удельную производительность печи определяют следующим образом. Емкость печи, т Еп= Р• где, n - количество вагонеток в печи; G1 - емкость вагонетки, т. Плотность садки: g= где, Vп=В·Н·L - объём печи, м3; В - ширина печи, м, Н – высота печи, м. Если задана годовая производительность печи Рг, то её длина: L= где, Р - часовая производительность печи, т/ч. Количество вагонеток в печи: n= Скорость движения вагонеток:
Размеры печного канала. Ширина печи: В=b+2*50, мм, где, b - ширина вагонетки. Высота печи Н= hваг + hсад +100, мм где, hваг – высота вагонетки, мм; hсад - высота садки, мм.
Длина зон подогрева, обжига, охлаждения. Длина зон подогрева и обжига Lпод, Lобж., Lохл определяют в соответствии с кривой обжига изделий: Lпод = Lохл = Длина зоны подогрева:
Lпод = Lпод - Lобж ., м Расчет процесса горения топлива см. Расчет горения топлива
Тепловой расчет печи. Теловой расчет зон подогрева и обжига:
Приход тепла: 1. Химическая теплота от горения топлива:
где, В – искомый часовой расход топлива, нм3/ч или кг/ч. 2. Физическая теплота воздуха, идущего на горение:
где, Lα – количество воздуха для горения нм3/нм3; tВ – температура воздуха идущего на горение (если подогрев воздух не требуется, то tВ=200С); сВ – теплоемкость воздуха, кДж/(м3·К). 3. Общий приход тепла: QОБЩ = Qтоп + QВОЗ, кДж/ч
Расход тепла: 1. Расход тепла на нагрев материала:
где, СКОН, СНАЧ – теплоемкость материала при конечной температуре обжига и в начале нагрева при начальной температуре соответственно, кДж/кг·град; tНАЧ, tКОН – начальная и конечная температура обжига, 0С; РГ – годовая производительность печи, т/ч. 2. Расход тепла на испарение физической влаги:
где, 2500 – скрытая теплота парообразования, кДж/кг вл; tн- температура материала, поступающего в печь, 0С; 4, 2- теплоёмкость воды, кДж/(кгК) Рw=Рс где, W- влажность сырца, поступающего на обжиг, масс, %; Рс- количество сухого материала, поступающего в печь, кг/ч. Рс= где, в - процент брака при обжиге. 3. Тепло затраченное на химические реакции при нагреве материала: Qхим=(k где, k - содержание в обжигаемом материале глины или каолина, масс % m- содержание Аl2О3 в глине (каолине), масс. % Рс – количество сухого материала, поступающего в печь, кг/ч 2090 – теплота дегидратации глин (каолинов) в расчете на 1 кг содержащегося в них Аl2О3, кДж/кг. Данную статью расхода определяют при обжиге изделий, в составе которых содержится значительное количество необожженного глинистого вещества и карбанатов. Теплота диссоциации карбанатов в пересчете на 1 кг содержащихся в них МgО или СаО, составляет соответственно 2750 и 3177 кДж/кг. Содержание Аl2О3 в шамоте, глинозёме, спеченном корунде, а также в других компонентах массы (кроме сырых глины и каолина) не влияет на данную статью расхода и не учитывается. 4. Потери тепла с уходящими продуктами горения: Qдым = Vдым · iдым, кДж/ч где, Vдым – объем продуктов горения, уходящих из рабочего пространства печи, нм3/ч Vдым = Va·B·α общ, нм3/ч; α общ=4÷ 5 iдым = 205 кДж/кг·сух.воз, (по таблице «Теплосодержание») 5. Потери тепла в окружающую среду через стены и свод печи.
где, tгаз, tвоз – температура газа рабочего пространства печи и окружающего воздуха, 0С S1, S2, S3 – толщина слоев кладки(по чертежу), м λ 1, λ 2, λ 3 – коэффициент телопроводности, находится по таблице в зависимости от вида материала кладки и температуры стенок, Вт/(м·К) (Приложение 19); Fкл – площадь поверхности кладки, рассчитывается по чертежам печи, м2. При однослойной кладке свода печи потери тепла рассчитываются по формуле:
Общие потери через кладку печи определяем: Qобщ.кл = Qкл. под.ст + Qкл.под.св + Qкл.обж.ст + Qкл.обж.св, кДж/ч 6. Расход тепла на нагрев транспортирующих устройств: Qтр = Gфут(ск·tк - сн·tн), кДж/ч где, Gфут – часовая масса отдельных слоев футеровки вагонеток, кг/ч; Gфут=Gi ·v Gi - рассчитывается по его геометрическим размерам и плотности футеровочного материала, кг ν – скорость движения вагонеток в печи ваг/ч. ск, сн – конечная и начальная теплоемкости отдельных слоев футеровки (Приложение 18, 19); tк, tн – конечная и начальная температуры слоев футеровки вагонеток, 0С. Общие потери тепла зон подогрева и обжига составят: Qобщ. з.п. = Qмат + Qисп + Qдым + Qхим + Qкл + Qтр, кДж/ч
Определение часового расхода топлива: Часовой расход топлива В определяют путем приравнивания сумм приходных статей бланса зон подогрева и обжига к сумме расходных статей. Qприх = Qрасх ∙ В=нм3/ч
Определим удельный расход условного топлива на 1 тн годной продукции
Составляем таблицу теплового баланса зон подогрева и обжига(таблица 9).
Таблица 9 – Тепловой баланс зон подогрева и обжига
Невязка составит:
Тепловой расчет зоны охлаждения: Приход тепла: 1. Тепло поступающее из зоны обжига печи: Qунос = Gунос · сунос · tунос..мат + Gфут сср·tср,, кДж/ч где, Gунос = Рчас, кг/ч сунос – теплоемкость изделий, кДж/кг·К (Приложение 18, 19) tунос. мат – температура материала, 0С. 2. Физическая теплота воздуха, поступающего в зону охлаждения для охлаждения состава: Qвоз = Х · iвоз, кДж/ч где, Х – количество воздуха необходимого для охлаждения, нм3/ч; iвоз – теплосодержание, принимается по таблице (Приложение 15)
Расход тепла: 3. Потери тепла через кладку стен и свод печи:
где, tгаз, tвоз – температура газа рабочего пространства печи и окружающего воздуха, 0С S1, S2, S3 – толщина слоев кладки(по чертежу), м; λ 1, λ 2, λ 3 – коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) (Приложение 10); Fкл – площадь поверхности кладки, рассчитывается по чертежам печи, м2. 4. Тепло отводимое на сторону(сушку): Qсушки = Х · iвоз, кДж/ч где, Х – количество воздуха необходимого для охлаждения, нм3/ч; iвоз – теплосодержание, принимается по таблице (Приложение 15) Общие потери зоны охлаждения составят: Qпот. з.ох. = Qкл + Qсушки, кДж/ч. Составляется таблица теплового баланса зоны охлаждения (таблица10).
Таблица10 – Тепловой баланс зоны охлаждения
Невязка составит: Затем составляется таблица сводного теплового баланса туннельной печи (таблица 11). Таблица 11 – Сводный тепловой баланс туннельной печи
Неучтенные потери составляют: Qнеуч.=Qприх.+Qрас ., кДж/час, допускается до 8 %
Невязка составит:
Определяется КПД печи:
Подбор тяго - дутьевых устройств. Подбирается вентилятор-дымосос для отбора дымовых газов из печи. Tдыма, iдыма – принимается в тепловом расчете. Vдыма=V где, В – расход натурального топлива, нм3/ч
Vt=V0 где, hдейств=hg По номограмме подбирается № вентилятора и определяются все его характеристики. При соединении вентилятора с электродвигателем при помощи муфты Nдв= Установочная мощность будет равна: Nуст=К·Nдв, кВт где, К =1, 1 – коэффициент запаса. Определим № дутьевого вентилятора для подачи воздуха в зону охлаждения печи: hв = 100 мм.вд.ст.; Vвоз, нм3/ч – принимается из расчета; Твозд. на сушку – принимается практически;
Vt=Vвозд
По значениям Vt и nt по номограмме подбираем № вентилятора и определяются все его характеристики.
|