Задание на проектирование

Необходимо выполнить технологический и теплотехнический расчеты печи,построить графики теплового режима установки и подобрать необходимое технологическое оборудование.

Исходный данные для расчета печи:

вид печной установки: шахтная печь;

выпускаемая продукция и способ производства:известь;

производительность печи, тыс. т/год:40;

газопровод: Коробки-Жирное-Камышин

Содержание

Введение

1. Описание тепловой установки

2. Расчетная часть

2.1 Технологический расчет печей

2.2 Расчет температуры и продуктов горения топлива

2.3 Материальный баланс

2.4 Тепловой баланс и КПД печи

2.5 Расчет температур на границах технологических зон и построение кривой обжига

2.6 Аэродинимический расчет печи, подбор вспомогательных устройств и оборудования

2.6.1 Подбор тягодутьевого оборудования

2.6.2 Подбор газогорелочных устройств

2.6.3 Подбор загрузочных и выгрузочных устройств

Введение

Под теплотехнологическим оборудование понимают устройства,в которых развиваются и проходят тепловые процессы,обусловленные технологией производста. Главной функцией такого оборудования является использование поданной тепловой энергии для технологической обработки материала (негрева, сушки, обжига, плавления,и т.п). При этом обязательно происходят процессы теплообменамежду энергоносителем и материалом либо непосредственно (контактый теплообмен), либо через промежуточную стенку. Поэтому,чтобы теплотехнологическое оборудование выполняло свою функцию,необходимо чтобы температура теплоносителя была эффективной, то есть такой, чтобы обеспечивать действительно существующий в реальных условиях теплообмен.

Все теплотехнологическое оборудование по потенциалу теплоносителя можно разделить на низкотемпературное, среднетемпературное, высокотемпературное. Наибольший интерес вызывают восокотемпературные установки ( t от 1000 °C до 2500 °C),называемые печами,так как они являются главными энергопотребителями. Назначение промышленных печей-тепловая обработка материалов и изделий с целью придания им определенных свойств, необходимых для конечного продуктаили для дальнейшей обработки. На современных предприятиях их используют в различных отраслях производства сторительных материалов и др.

1.Описание тепловой установки

Шахтными называют печи, рабочая камера которых имеет форму вертикального полого ствола. Применяют их главным образом для обжига извести,цементного клинкера, глины и перлита. По способу перемещения обжигаемого материала в шахте различают печи гравитационного принципа, с обжигом материала во взвешенном слое и в кипящем слое.

Печи гравитационного типа применяют для обжига крупнокусковых материалов, в остальных печах обжигают более более мелкие фракции. В этих печах обжиг производится дымовыми газами, которые перемещаются снизу вверх сквозь толщу материала, не нарушая положения отдельных кусков. Поэтому печи гравитационного типа называют ещё печами с фильтрующим слоем. Они бывают пересыпными, с выносными топками, газовые и мазутные

Главными конструктивными элементами шахтной печи являются : шахта, загрузочно-выгрузочные элементы,топливосжигающие и тягодутьевые устройства. Продольный профиль шахты выполняют цилиндрическим,иногда выстраивают печи в виде формы, состоящей из двух усеченных конусов, сомкнутых большими основаниями. Конструктивно шахту выполняют из стального сварного кожуха,футерованного внутри огнеупорными и теплоизоляционными материалами. Загрузочный механизм должен обеспечивать гермитизацию верха шахты и равномерное распределение материала по ее поперечному сечению. Выгрузочное устройство обеспечивает механизированную и равномерную подачу обожженного материала из печи. Одновременно с этим оно герметизирует низ печи, предотвращая выбивания из печи подаваемого на обжиг воздуха. Наиболее распостранены три типа выгрузочных устройств: с вращающимся подом,с подвижной колосниковой решеткой и валкового типа.

По характеру процессов, протекающих в шахтной печи , в ней различают три зоны по высоте: подогрева, обжига и охлаждения.

В зоне подогрева, к которой относят верхнюю часть печи с температурой печного пространства не выше 850 °С, материал подсушивается и подогревается поднимающимися раскаленными дымовыми газами. Здесь выгорают также органические примеси. Поднимающиеся газы, в свою очередь, благодаря теплообмену между ними и загруженным материалом охлаждаются и далее отводятся в верх печи.

Зона обжига размещается в средней части печи, где температура обжигаемого материала изменяется от 850 до 1200°С и затем до 900 °С; здесь из известняка удаляется углекислый газ.

Зона охлаждения —нижняя часть печи, В этой зоне известь охлаждается от 900 до 50—100°С поступающим снизу воздухом, который далее поднимается в зону обжига.

Движение воздуха и газов в шахтных печах обеспечивается работой вентиляторов, нагнетающих в печь воздух и отсасывающих из нее дымовые газы. Противоточное движение обжигаемого материала и горячих газов в шахтной печи позволяет хорошо использовать теплоту отходящих газов на подогрев сырья, а теплоту обожженного материала —на подогрев воздуха, идущего в зону обжига. Поэтому для шахтных печей характерен низкий расход топлива. Расход условного топлива в этих печах составляет примерно 13—16% массы обожженной извести, или 3800-4700 кДж на 1 кг.

Суточная производительность шахтных печей , работающих по пересыпному способу, — 50, 100, 200 т и более. Суточный выход, или съем извести, характеризуемой активностью около 93 %, при расчете на 1 м³ внутреннего полезного объема этих печей и размере обжигаемых кусков 80—120 мм достигает 700—900 кг/м³. Внутренним полезным объемом печи считается объем шахты от уровня ввода воздуха внизу шахты до уровня отвода газообразных продуктов в верхней ее части. Наибольший суточный выход извести с 1 м³ объема печи до 1100—1300 кг.