Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Роговой_задачи

.pdf
Скачиваний:
62
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
9.15 Mб
Скачать

построении процесса, сходимость частей баланса счи­ таем удовлетворительной.

г) Расчет удельных расходов топлива

При определении удельного расхода топлива учиты­

ваем к. п. д. топки, принимаемый в данном случае Чт=

=0,90. При этих условиях удельный расход теплоты

составит'

на 1 кг испаренной влаги

 

qT = -

q

2750

= 3060 кДж;

 

= -

'1')1>

0,9

 

на 1 кг шликера

 

 

 

3060·4900

 

= 15 000

~ 1000 кДж;

H~ 1 кг порошка

3060·4!)0О

qn = 8920+ 1080 = 1500 кДж;

на 1 кг сухого вещества

 

3060·4900

= 1680кДж.

 

qc =

8920

 

УделЬ}IЫЙ расход натурального топлива - природного

газа:

 

 

 

 

 

на 1 кг испаренной влаги

 

 

 

ВК =

q'l!

3060

 

 

== 37 330 = 0,082 мВ:

 

на 1 т шликера

 

 

 

 

 

_

0,082·1000·4900 _

3,

Виm -

 

15000

 

-26,8м,

на 1 т порошка

0,082·1000.4900

 

 

Ви п =

= 40,2 м3 ,

 

10000

 

на 1 т сухого вещества

 

 

 

 

0,082·1000·4900

з

Ви с =

8920

 

= 45 м

120

Удельный расход условного топлива: на 1 кг испаренной влаги

В = .!l:!..- =

3060

= О 102 кг'

у с

QyC

29 300

'

,

на 1 т шликера

0,102·1000·4920

 

Ву ш =

 

15000

= 33,4

кг;

на 1 т порошка

0,102·1000·4900

 

Вуп =

 

10000

= 50 кг;

на 1 т абсолютно сухого вещества

 

Ву с =

0,102·1000·4920

 

8920

= 56 кг.

6. Расчет часовых расходов тепла, топлива

и теплоносителя

Часовой расход теплоносителя по массе с начальны­

ми параметрами составляет

L1 = ll!Gw = 2,35·4900 = 11500 кгlч.

Объемный часовой расход опрмеляют по формуле

yO_~

(VI.12)

1 - 1'1

 

где '\'1 - ПЛОТНОСТЬ теплоносителя, кг/м3,

1'1 = J.Lco. 1'со, + J.LH.O "н,о+ fло, 1'0. + f.tN. 1'N,'

Подставляя в эту формулу числовые значения из

табл VI 5, получаем

1'1 = 0,059.1,997 + 0,121.0,805 +0,081·1,43 +

+ 0,739·1,25 = 1,254 кг/мВ.

Подставляя числовые значения в формулу (VI.12),

получаем:

11500

 

 

 

 

 

v? = -- = 9150 мВ!ч

.

1

1,254

 

Объемный часовой расход теплоносителя при t1=

= 1200° С составит

273 + 1200

 

 

Vtt = 9150

=49400м8Zч.

273

121

Часовой расход отработанного теплоносителя по

массе

L2 = 1"tJ.Gw = 3,35·4900 = 16 400кг/ч.

Удельную массу отработанного теплоносителя на 1 кг

испаренной влаги определяем следующим расчетом удельный объемный расход теплоносителя с началь­

ными его параметрами

VO =_l_ =

2,35 =

187м3'

1 1'1

1,254

'

,

удельный объемный расход отработанного теплоно­

сителя

 

1

= 1

 

1

 

115 м3

VO = VO + -

'

87 + -- = 3

'

2 1

I'п

 

0,805

.

/Тогда удельная. масса отработанного теплоносителя

составит

 

["

 

3,35

 

 

 

 

"

 

 

 

 

 

= -

О

= -- = 1 075 кг м3

 

<2

 

 

3 115'

 

.

 

 

V2

 

'

 

 

 

Определяем часовой (объемный) расход отработан­

ного теплоносителя

 

 

при нормальных

условиях и t2 =

=800 С:

 

L

 

 

16400

 

 

 

 

V

 

 

15250 МS/Ч'

 

= -

 

2 = -- =

 

2

1'2

 

1,075

 

/

,

 

 

 

 

 

 

273 + 80

 

 

 

V2 t=15250

273

=

19750м3jч.

Рассчитываем часовой расход теплоты в рабочей ка­

мере сушилки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qq =

qtJ.Gw =

 

 

2750·4900 =

13450 000 кДж/ ч.

Требуемая тепловая мощность топок

 

 

 

Qq

 

13450000

 

 

Фтq=-=

0,9

=4170 кВт.

 

 

ТJ'P

 

 

 

 

 

 

Определяем

часовой

расход

топлива

натурального

(природного газа) и условного:

 

 

 

ФТ ч,3 6·1()З

 

 

4170·36·103

15·106

Вв.ч =

 

 

=

37 ;30

 

= 37330 = 400 и3jч;

 

 

фм'3,6.103 15·106

 

Вуоч =

 

QyO

= 29300 = 512 кгjч.

122

7. Расчет топочных устройств

Топки проектируют вертикальные цилиндрические

встроенные. Подобная конструкция топочных устройств при газовом отоплении хорошо себя оправдала в рабо­

те всех распылительных сушилок минского типа, пост­

роенных на заводах керамических плиток. По наруж­

ному кольцу сушильной камеры, на равном расстоянии

друг от друга, распола~аются шесть топок, т. е. количе­

ство топок nт=6. Требуемая тепловая мощность одной

топки составит

ф4170

фт = - = -

= 695 кВт.

nт

6

Резерв принимаем 20%.

Расчетная тепловая мощность одной топки составит

фтр = 1,2.695 = 775 кВт.

Расчетное тепловое напряжение топки принимаем 110

справочным данным Rv=560 кВт/м3.

Расчетный объем топки составляет

V

 

Фтр 775

 

 

=-=-=14м3

 

тр

Rv 560

'

Проектируем конструктивно

топку цилиндрическую

вертикальную высотой Нт=6,25 м и внутренним диа­ метром DT =0,6 м.

Конструктивный объем топки составляет

 

 

т

3 14·0 6·0 6

 

 

 

V

 

1tD; Н

25 = 1

76

м3

т К

= --- =' , , 6

 

4

4'"

 

 

что определяет дополнительный запас 25% к расчетно­

му объему и дает возможность повысить производитель­ ность сушилки по испаряемой влаге в случае увеличе­

ния влажности шликера.

Расчетный часовой расход газообразного топлива

определяем с запасом 20 %, что составляет

ВН ч = 1,2·400 = 480 м3jч.

Расчетный расход на одну горелку составляет

480

6 = 80 м3jч.

Принимаем к установке горелки типа ИГК-60-М.

123

8. Подбор циклонов

в качестве пылеосадительных устройств к установке

принимаем циклоны НИОГаза серии UH-15. Согласно данным каталога [46], максимальная пропускная спо­

собность циклона наибольшего типоразмера диамет­

ром 800 мм составляет Vц=6800 м3/ч газов.

Расчетное количество циклонов составляет

N= V2t = 19750 = 3.

цVц 6800

Принимаем к установке четыре циклона диаметром 800 мм. Расчетная пропускная способность одного цик­

Jlона составляет

Vцр =

19750

 

3

 

 

-4-=4950

м

rЧ

 

Размеры входного патрубка, СОГJlасно каталожному

эскизу, dB 1=0,48·0,208

м. Площадь сечения

входного

патрубка F=O,1 м2• Скорость во входном патрубке цик­

лона

 

 

 

 

 

4950

= 13,7 м с,

 

ro = 0,1.3600

 

что является допустимым.

 

 

 

 

ПЛОlЦадь поперечного сечения

циклона

составляет

F - 3,14·0,8·0,8 - 052 2

 

ц-

4

- ,

 

м.

 

Определяем условную скорость, отнесенную ко все­

му сечению циклона:

4950 о>ц = 0,52.3600 = 2,65 м/с.

9. Расчет аэродинамических сопротивлений

С х е м а а э р о Д и н а м и ч е с к о г о т р а к т а (сог­

ласно компоновочному чертежу) такова: из конусной

части сушилки отработанные газы проходят закруглен­

ное колено диаметром 1000 мм, затем следуют по пря­

мой участка трубопровода того же диаметра, длиной

124

5,7 м, после чего газовый поток на подходе к циклонам

проходит еще два закругленных колена (неизменного

диаметра) 11 далее он разветвляется на четыре отвода к входным патрубкам каждого циклона

ИЗ циклонов очищенные от уносов газы поступают в сборник и симметричные собирающие тройники, затем

проходят два закругленных колена и через конфузор

поступают во всасывающий патрубок вентилятора. Из

выхлопного патрубка газы проходят диффузор и через выхлопную трубу диаметром 1000 мм выбрасываются

Б атмосферу.

 

 

Подсчет аэродинамических

сопротивлений.

Расче­

TO~ определяем лишь местные

сопротивления

Сопро­

тивления трения в связи с относительной малой протя­

женностью газохолодного тракта учитываем 20% -ной надбавкой к сумме MecTHplx сопротивлений. Давление (отрицательное), создаваемое выхлопной трубой, в рас­

чет не вводим, а оставляем его запасным. Все размеры \ для подсчета сечений газоходного тракта принимаем по /чертежу, а коэффициенты местных сопротивлений - по справочным данным. Расчет ведем по элементам сопро­

тивления газоходного тракта.

1) Вход в приемное отверстие колена:

секундный расход отработанных газов

V

 

У21

19750

 

3 с·

 

с

= - = -- =5

,

 

3600

3600

 

'

сечение трубопровода

 

 

 

 

 

 

nD2

3, Н· 1·1

= 0,785 м2;

F = - =

4

 

 

4

 

 

 

скорость газового потока

 

 

 

 

 

УС

5,5

 

 

 

 

 

00= - --- =7мс'

 

 

 

F

0,785

 

'

 

плотнОсть газов 1'2= 1,075 кг/мЗ;

~1 = 1;

коэффициент местного сопротивления

сопротивление

 

 

 

 

 

002

 

7·7

 

 

 

 

Zl=~1-2 '\'2 = }-- 1,075 = 2,7 мм ВОД. СТ. (26,42 Па).

g

 

19,62

 

 

 

 

12$

2) Три плавных колена:

коэффициент местного сопротивления ~2=3 ·0,2=6.

7·7

Z! = 0,619,621 ,075 = 1,6 ММ ВОД. СТ. (15,7 Па).

3) Разветвление на подходе к циклонам ~з=0,2.

7·7

= 0,2 -- 1,075 = 0,5 ММ ВОД. СТ. (4,9 Па). 19,62

4) Сопротивление циклонов. По справочным данным для циклонов НИИОГаза ~4= 105:

Z,= 105

2,65·2,65

ММ ВОД. СТ. (397

Па).

62 1,075= 40,5

 

19,

 

 

5) Сопротивление собирающего тройника ~5=0,5:

7·7

Z5 = 0,5 19,621,075 = 1,35 ММ ВОД. СТ. (13,2 Па).

6) Два плавных колена на подходе к всасывающему

патрубку вентилятора ~б=О,2·2=0,4:

7·7

Z6=0,419,621,075=1,1 ММ ВОД. СТ. (10,8 Па).

7) Конфузор у всасывающего патрубка вентилятора

~7=0,1 :

7·7

Z7 = 0,1 - 96 1,075 = 0,3 ММ ВОД. СТ. (2,94 Па).

1 , 2

8) Диффузор У выхлопного патрубка вентилятора

~8=0,2:

7·7

Zs = 0,2 19 ,621,075 = 0,6 ММ ВОД. СТ. (5.88 Па).

Сумма местных сопротивлений

8

=.Ez = 2,7+ 1,6+ 0,5 +40,5 + 1,35+ 1,1 +0,3+

1

+ 0,6 = 48.65 ММ ВОД. СТ. (476.84 Па).

Сопротивление трения -20% местных сопротив­

лений:

ZTP = О,2Zи = 0,2·48,65 = 9,73 мм ВОД. СТ. (95,4 Па).

126

Влияние запыленности воздуха учитываем надбавкой

по формуле [46]:

Zоб = (ZM + ZTp) (1 + К/А) ,

где К - опытный коэффициент, по справочным данным [46] для

молотой глины К=2,2,

- концентрация пыли по массе, КГ/КГ.

Согласно материальному балансу процесса сушки

(см. табл. VI.3),

унос дымовыми

газами составляет

100 кг/ч.

 

 

 

Часовой расход отработанного теплоносителя состав­

ляет L2 =16400 кг. Тогда

 

 

 

100

КГ/КГ'

IJ = -- = О 0061

r

16400'

 

,

Zоб = (48,65 + 9,73) (1 + 2,2·0,0061) = 59 мм вод. ст. (579 Па).

С учетом 20% запаса на неучтенные потери прини­

маем требуемое давление вентилятора:

Нгр = 1,2·59 = 71 мм вод. СТ. (695 Па).

10.Выбор вентилятора

Часовое объемное количество отработанного теПJIО­

носителя составляет V2t = 19750 м3/ч. Требуемую пода­

чу отсасывающего вентилятора принимаем с 25% -ным

запасом, что составляет

VTp = 1,25· 19 750 = 24700 или округленно 25 ООО~МЗ/Ч.

Требуемое давление составляет Нтр=71 мм вод. СТ. (69,6 Па). Расчетное давление вентилятора определя­

ем по формуле

 

 

Н

_

Н

273 +t2

760

'\'в

 

 

 

 

 

Р -

ТР

293

БУг'

 

 

 

где

( 2

- температура

транспортируемых

газов

нашем

случае

 

 

t2 =80 ОС),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б- барометрическое давление (для Московской обл. Б=

 

 

=745 мм рт

ст, или 7300 Па);

 

 

 

 

 

I'в- плотность стандартного воздуха, равная 1,2.

 

 

Угплотность

транспортируемых газов

нашем

случае

 

 

'Уг=1075 кг/м!).

 

 

 

 

 

 

Подставляя числовые значения, получаем;

Н _

273 + 80

J 760. r 1,2 _

мм вод, СТ, (950

Па).

Р - 71

293

745 1,075 - 97

127

Принимаем к установке вентилятор среднего давле­ ния типа Ц9-55 (ЦВ-55) N2 12. Согласно графическои

характеристике этого вентилятора, его динамическое

давление при V=25000 м3fч составляет Нд=7 мм

вод. ст. (68,7 Па).

Полное давление составляет

НОOJl = Нр + Нд = 97 + 7 = 104 мм вод. ст. (1020 Па),

По графической характеристике находим: частота

вращения 11!=450 об/мин и коэффициент полезного дей­

ствия 'I1B=0,5.

ДЛЯ условий транспортирования запыленного возду­

ха мощность электродвигателя на валу определяем по

формуле

N= 1,2VTp H p

3600. 102 '\]в 1)0 '

где fJп - коэффициент полезного действия привода.

Для клиноременных передач 'I1п=0,95;

1,2·25000·104

N = 3600·102.0,5·0,95 = 18 кВт.

Установленная мощность электродвигателя состав­

ляет

Ny = NКз = 18·1,2"""22 кВт.

где Кв - коэффициент запаса, равный 1,2.

r.тJ а в а УН

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ ПЕЧЕй

§ 1. РАСЧЕТ ВРАЩАЮЩЕИСЯ ПЕЧИ ДЛЯ ОБЖИГА

ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА

1. Исходные даНltые

Часовая производительность печи Ом=75 т/ч

Влажность шлама WC=36%.

Температура отходящих из печи газов to г=2000 С.

Температура клинкера

выходящего из печи t~л = 1200° С;

»»» холодильника t~л = 100° С.

Потери

при

прокаливании

сырья

п. п. п.С =36%, в

том числе: CO~ сырья 35% и Н2О сырья 1%.

Температура шлама tш= 15° С.

(%):

S10~ = 14,8;

Химический

состав

шлама

 

 

 

C

 

 

MgOC-О,75; SO~=

A120~ -3,2; F20~ -2,7; CaO -42,25,

=0,3.

 

 

 

 

 

 

 

Топливо - природный газ Елшанского

месторож­

дения.

 

 

 

 

 

 

 

Объемный

состав

сухого

газа

(%):

СН4-93,2;

~Нб-О,7; СзНв-О,б; С4Н10-О,б; N2-4,9.

 

Теплота

сгорания сухого

газа

Q~ = 35200 кДж/м3

Плотность сухого газа Рс г=0,765 кг/мЗ

 

Температура газа tr = 11 о С

 

 

(%) :

Si02 - 22,9;

Химический

состав

клинкера

 

АI2Оз -5,7;

Fе20з-4,15; CaO-65,45;

MgO-l,3;

SОз-0,5.

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент избытка воздуха ап= 1,1.

Температура воздуха:

избыточного tB изб= 150° С;

вторичного tB вт=4000 С;

окружающего 'в= 15° С.

Коэффициент избытка воздуха перед дымососом

д=1,8.

/

9-266

129