Роговой М.И., Кондакова М.Н., Сагановский М.Н. Расчеты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов
Подождите немного. Документ загружается.
ные
или
двухкаliальные
(труба
в
трубе)
с
ВЫХОДНОЙ
ус
ловной
скоростью
из
ее
устья
250-350
м/с
(горелки
сред
него
давления),
регу.1Jируемые
одноканальные
вихревые
ГВП
Саратовского
института
Гипрониигаз,
регулируе
мые
реверсивные
ВРГ
института
Средазниигаз
По
опы
ту
работы
ряда
цементных
заводов
регулируемые
горел
ки
ВРГ
являются
более
рациональными
вследствие
воз
можности
регулирования
факела
в
печи
и
расхода
сжигаемого
газа.
Основными
недостатками
этих
гopeJloK
являются
сложность
конструкции
и
значительная
метал
лоемкость.
Несмотря
на
имеющиеся
недостатки,
горелки
типа
ВРГ
способствуют
интенсивному
сжиганию
газа;
с
помощью
их
можно
легко
управлять
характеристикой
факела
и
расходом
газа.
В
горелке
ВРГ
положение
ак
сиальных
лопаток
завихрителя
можно
регулировать
в
пределах
0-600
С
Они
закручивают
весь
газовый
поток.
Выбираем
газовую
горелку
типа
ВРГ
[52],
характе
ристика
которой
приведена
ниже.
Номинальные.
объемный
расход
газа
тепловая
мощность
начальное
давление
газа
Пределы
регулирования
по
расходу
. .
J>
давлению
.
Давление
газа
на
отводе
к
печи
до
регулятора
.
Тип
регулятора
давления
газа
для
вращающихся
печей
диа-
3,33
м
З
/с
118625
кВт
19,6-294
кПа
0,333-3,67
м
3
/с
19,6-294
кПа
245-249
кПа
метром
5Х185
м
[52).
РДУ1\2В-200
140
Давление
перед
горелкой
вра·
щающеися
Печи
68,6-118
кПа
Условный
диаметр
подводяще-
го
га;зопровода
к
печи.
D
y
=250
мм
Выбор
тягодутьевого
оборудования
и
обеспыливаю
щих
устройств
1)
Выбор
дымососов
для
отсасывания
отходящих
газов
из
печи
и
дымовой
трубы
Объемный
расход
газов:
на
выходе
из
печи
при
температуре
10
г=200
0
С
• 273 +
10
г
т
Vгп=Vо.г·1000Gкло:::
273
=
(11,27х
+
273+
200
+ 1,399) 1000·75
273
= 430500
мЭ/ч.
160
Принимаем,
ЧТО
темпераtура
rйзов
перед
дыIосс-
СОМ
снизится
за
счет
подсосов
холодного
воздуха
и
по
терь
в
окружающую
среду
с
2000
С
примерно
до
t;
д
=
=
1800
С;
перед
дымососом
при
нормальных
условиях
V~.r
= V
o
г
+
Y~
(ад
-
ал)
х
Т
=
= 3,146 +
9,32
(I
,8
-1
,1) 0,155 = 4,157
м
3
Определим
объемный
расход
газов
перед
дымососом
.
273
+
180
V
гд
= 4.157·1000·75 =
515500м3jч
. 273
Необходимая
подача
Дымососов
с
'Запасом
20%
со
ставит
v
д
=
v;
д
·1,2=616600
м
3
/ч.
Для
определения
аэродинамического
сопротивлеНИ51
вращающейся
печи
с
цепной
завесой
В.
Л.
Абрамов
[1]
рекомендует
формулу
где
~п
= 1
О
••• 30 -
коэффициент
трения,
изменяющийся
в
завлсй
L
л
мости
от
D
печи,
степеии
зарастания
зоны
спекания,
г
конструктивного
выполнения
горячей
головки
и
т
д;
х
=0,9
-
критерий
для
иавески
цепей
гирляндами
и
х=0,5-
критерий
для
навески
свободно
висящими
цепями,
Sц
-
общая
площадь
поверхности
цепей,
м
2
;
D
ц
•
з
-
внутренний
диаметр
печи
в
цепной
зоне,
м,
[/r
-
скорость
газового
потока
в
холодном
конце
печи,
отне·
сенная
к
полному
сечению,
м/с.
Скорость
газов
в
холодном
конце
печи
определяем
по
формуле
• 1
ОООG
кл
V~.r
(273 +
10
г)
[/г"""
36()()·
273
.
О
,
785D~
(l
-
ер)
=
_
_ 1
000_,_75_,
3-=,_27_7...:.{2_7_3...;.+_2_ОО-:,)_
==
=
7,5
мlе,
3600.27З,О,785·4,?1I
(1-
0,1)
где
ер
-
коэффициент
заполнения
печи,
равный
0,08-0,10;
V~.r
-
выход
отходящих
газов
в
холодном
конце
печи,
раВНЫil
3,277
м
З
на
1
кг
клинкера;
Pt
-
плотность
газов
при
данной
температуре,
кг/м
З
;
273
11-266
Pt=Po'
273+1
0r
'
161
tAe
Ро
-
плоtносtь
оtходящих
газов
при
HOpMaJ1bHblx
УСJ!ОВИЯХ;
V
со.
Рсо.
+ V
o
•
РО.
+ V N.
PN.
+ V
Н.О
РН.О
Ро
=
V
CO
•
+ V
o
•
+ V
N
•
+ V
H
•
O
0,43·
1 ,977 +
0,03·
1,429 + 1,263·1,251 + 1,504·0,804
0,43
+ 0,03 + 1,263 + 1,504
= 1,141
кг/м
3
•
Тогда
273
Р!
= 1,141
=066
кг/м
3
•
273
+
200
'
Аэродинамическое
сопротивление
вращающейся
пе
чи
составит
(
3935) 7,52
i1Р
о
б
=
30+
0,5
-
--
·0,66
=
2215
Па.
4,72
2·9,8
Для
оценки
общего
гидравлического
сопротивления
печной
установки
необходимо
учесть
(пользуемся
опыт
ными
данными
[60, 52])
гидравлическое
сопротивление:
пыльной
камеры
о
о
80-120
Па
газоходов
к
дымососу
70-90
»
газоходов
к
трубе.
60-120
»
электрофильтров
200-250
»
Следовательно,
Р
п
.
у
=
2215
+
100
+ 80 +
90
+ 225 = 2710
Па.
С
учетом
запаса
давления
примерно
до
20
%
к
обще
му
гидравлическому
сопротивлению
Р
п
.
у
= 1,2·2710 = 3252
Па.
Расчетная
мощность
электродвигателя
дымососа
V'
Р
N
_
Г.Д
Л.у
дв-
•
36oo.1oo011A
11п
где
1]д
и
1]п
~
ко
п.
до,
соответственно
дымососа,
равный
0,72
и
пеюе
дачи,
равный
0,98
.
Подставляя
числовые
значения,
получаем:
616600·3252 7
О
В
N
A8
= = 9
к
т.
3600·1000'0,72·0,98
Установочная
мощность
двигателя
при
значении
ко
эффициента
запаса
мощности
К=1,l
равна:
N
YCT
= 1,1·790 =
869
кВт.
162
Подбираем
дымососы
двухстороннего
всасывания
типа
ЮГЦ-20,
5Х2
(правого
и
левого
исполнения
по
1
шт.).
Подача.
. . . . . . . . . . . 350
000
м
/ч
Давление
при
температуре
2000
С..
3400
Па
Максимально
допустимая
температу-
ра
.....
Электродвигатель
тип
Мощность
Угловая
скорость
Направляющий
аппарат
2000
С
АКЗ-13-62-8
500Х2
кВт
75,8
рад/с
(740
об/мин)
не
имеется
Очищенные
отходящие
газы
от
печной
установки
удаляются
дымососами
через
дымовую
трубу.
В
боль
шинстве
случаев
удаление
отходящих
газов
проектиру
ют
от
двух
печей
в
одну
трубу.
Высоту
дымовой
трубы
подбираем
в
зависимости
от
количества
отходящих
га
зов
в
соответствии
с
правилами
Санитарных
норм
[47]:
Размер
вращающейся
печи
5Х
185
м
Количество
отходящих
газов
от
одного
агрегата
перед
дымовой
трубой.
. . . 600000
м
3
/ч
Количество
агрегатов
на
од-
ну
трубу.
. . . . . . 2
шт.
Размеры
подбираемой
уни-
фицированной
трубы.
.
DустьяН=
=7Х
100
Скорость
газов
на
выходе
из
трубы.
. . . . . . 8,6
м/с
2)
Подбор
циклонов
для
очистки
избыточного
возду
ха
от
пыли
Для
очистки
воздуха
от
пыли
принимаем
батарею
циклонов
системы
«I<рейзель»
[52].
Ориентировочно
оцениваем
сопротивление
циклонов
.6Рцик
=
100
ММ
вод.
ст.
=
1000
Па.
Плотность
воздуха
при
температуре
1500
С
273 273
Рв
=
Ро
= 273 + t = 1,293273 +
150
= 0,835
кг/м
3
•
Условная
скорость
воздуха,
отнесенная
к
полному
сечению
наружного
цилиндра,
равна:
.,. (
.6Рцик·19,6?
.,. ( 100·19,62
VUHI<=
V
рв~uик·1,1
= V
0,835.105.1,1
=4,73
м/с,
где
/;ЦИН
-
коэффициент
сопротивления
и.иклона
(~=
105}.
11*
163
Количество
избыточного
воздуха
при
температуре
1500
С
составит
273
+ t
B
изб
Vв.изб
= VB
изб'
1000
G
кл
273
273
+
150
= 1,93·1000·75 = 225000
м
3
{ч.
273
Площадь
сечения
циклонов
S
_ V
B
изб
ЦИК
-
3600·
V
ЦИК
225000
---=13
2м2.
3600·4,73 '
Принимаем
к
установке
группу
циклонов
Крейзель
диа
метром
1410
мм,
состоящую
из
восьми
элементов,
сим
метрично
расположенных
в
два
ряда.
Действительная
скорость
воздуха
в
них
V
_
__
V....:В:.;.;.И=з.::..б
__
= 225000 5
м/с
ЦИК
=
n.36ООD~ик.О,785
8.3600.1,412.0,785 = .
где
n -
число
ЦИКЛОНОВ
3)
Подбор
вентилятора
для
отбора
избыточного
воз
духа
Сопротивление
воздушного
тракта
(давление
над
решеткой)
принимаем
10
Па.
Сопротивление
батареи
циклонов
составит
АРбцИК=
1,I·AP
HIl
K=
1,1·1000=
1100
Па.
Сопротивление
воздухопроводов
принимаем
примернn
250
Па.
Необходимое
общее
давление
вентилятора
с
запасом
15%
составит
PB=(IO+
1100+250)
1,15=
1564
Па.
Подбираем
дымосос
двухстороннего
всасывания
ти
па
ДН-18Х2А;
характеристика
его
приведена
ниже.
164
Подача.
.
...
Давление
при
температуре
200'
С.
. .
Коэффициент
полезного
дей
ствия
'1д
. • . - . . .
240000
м
3
/ч
150
мм
вод.
ст.,
или
1500
Па
0,72
Общее
давление
дымососа
при
рабочей
температуре
1500
С
составит
273
+
200
Pt =
150
=
167
мм
вод.
ст.
= 1670
Па.
273+
150
Потребляемая
дымососом
мощность
равна:
N
_
VBP
t
д-
3600.75·1,36f]д
225
000·
167
= 142
кВт.
3600,75·1,36·0,72
Принимаем
электродвигатель
типа
АО-I04-8М,
мощ
ностью
160
кВт
и
угловой
скоростью
ffi=75,8
рад/с.
4)
Подбор
вентилятора
острого
дутья
Количество
воздуха,
подаваемого
вентилятором
ост
рого
дутья,
принимается
около
8%
общего
расхода,
по
ступающего
под
решетку
холодильника.
Определим
объемный
расход
воздуха,
поступающего
под
решетку
холодильника
при
температуре
15°
С:
273 + t
B
V
B
Х
=
(и
в
ВТ
+
v
в
.
из
)
l000Й
КJI
273
=
273
+
15
=
(1
,541 + 1,93) 1000·75 273 = 271000
м3/ч.
Определяем
подачу
вентилятора
острого
дутья
С
за·
пасом
15%:
V
B
=
271000·1,15·0,08
= 24932
м
3
/ч.
Сопротивление
воздухопроводов
и
слоя
клинкера
на
этом
участке
составит
по
опытным
данным
около
5000
Па
[29].
Необходимое
давление
вентилятора
с за·
пасом
15%
составит
РОбщ
= 500·1,15 =
575
мм
вод.
ст
= 5750
Па.
Подбираем
вентилятор
типа
ВМ-40/750-1В;
характери·
стпка
его
дана
ниже.
Подача
при
максимальном
кпд.
Общее
давление
(при
t=70°
С)
Угловая
скорость
. . . . . .
к
п.д.
• _ • . . _ • • • .
40000
м
3
/ч
7480
Па
0>=
155
рад/
с
0.60
165
Общее
давление
при
t
B
=
15°
С;
Р
=
Робщ
(273 + 70) = 5750·343 =
6850
Па.
t
273+
15
288
Мощность,
потребляемая
вентилятором:
N
B
= VBP
t
3600·75·1,361')в
24932·685
-------
=
78
кВт.
3600·75·1,36·0,6
5)
Подбор
вентилятора
общего
дутья
Подача
вентилятора
с
запасом
15%
равна:
V
B
=
271000·0,92·1,15
=
298 218
м
3
/ч.
Сопротивление
слоя
клинкера
на
решетке
по
опыт
ным
данным
может
быть
принято
для
холодильника
«Волга»
равным
1850
Па.
Общее
давление
вентилятора
с
запасом
15
%
составит
P
t
= 185·1,15 =
213
мм
вод.
ст.
=
2130
Па.
Подбираем
вентилятор
типа
ВДНП-23Х2
(t=30°
С)
со
следующей
характеристикой.
Подача
при
максимальном
к.п.д.
Полное
давление
. . . . . .
Угловая
скорость.
. . . . .
К;п.д.
.
..
"
....
V
B
=318500
м
3
/ч
Pt=3670
Па
о)
=75,8
рад!с
0,58
Потребляемая
вентилятором
мощность
N
_
298218·213
в
- =
298
кВт.
3600·75·1,36·0,58
6)
Подбор
электрофильтра
печи
Для
очистки
отходящих
газов
мощных
вр
ащающихся
печей
используют
электрофильтры
ПГД
и
ПГДС.
Для
печи
диаметром
5Х185
м
подбираем
электрофильтры
ПГД-4Х50
в
количестве
2
шт
..
[52].
Их
характеристика
дана
ниже.
166
Объемный
расход
по
газовому
потоку.
.
Допустимая
максимальная
температура
га·
за
. . . . . . . . .
То
же,
запыленность
газа
.
Площадь
активного
сечения
Количество
секций
.
»
полей....
Степень
очистки
газа.
. .
360000
м
3
;ч
250°С
30:г/м
3
50
м2
1
4
98-99%
Для
аэродинамического
уплотнения
печи
применяю't
установку
с
четырьмя
циклонами
[25]
и
вентилятор
ВРС
,N'Q
8
со
следующей
характеристикой.
Подача
. .
.....
.
Давление
. .
....
.
Угловая скорость.
. . .
Мощность
электродвигателя
30000
м
3
jч
1550
Па
75,8
рад/с
20
кВт
7)
Привод
печи
[25].
Характеристика
приводов
печи
приведена
ниже.
Основной
привод
печи
Количество
редукторов.
. . 2
»
электродвигателей.
2
Мощность
каждого
электро-
двигателя.
.....
Тип
электродвигателей.
. . .
300-320
кВт
ФАМСО-148-6
или
АКЗ-12-39-6
Угловая
скорость
вращения
пе-
чи
от
главного
привода
.
0,063-0,13рад!с
Вспомогательный
привод
печи
Количество
редукторов
. 2
»
электродвигателей
. 2
Мощность
каждого
электро-
двигателя
.....
.
Тип
электродвигателей
20-24
кВт
АОП-82-8
или
ДО-77j6
Угловая
скорость
вращения
ва-
ла
электродвигателей.
. .
80-104,7
рад/с
То
же,
печи
от
вспомогательнО-
го
привода
. . . .
..
00=0,0075»
§
2.
РАСЧЕТ
ШАХТНОй
ПЕЧИ
для ОБЖИГА
ИЗВЕСТИ
1.
Исходные
данные
Производительность
печи
Р=200
т
извести
в
CYTКlt.
Средний
химический
состав
известняка
(%)
:
СаСО
з
- 93,5;
МgСО
з
- 0,5;
R20з+Si02
-
3;
Н
2
О
-
3;
(под
R20з
понимают
полуторные
окислы,
т.
е.
Аl
2
О
з
и
Fе
2
Оз)
.
Топливо
-
природный
газ
Елшанского
месторож
дения
(Саратовская
обл.).
Объемный
состав
исходного
топлива
( %
):
СН
4
-
93,2;
С
2
Н
б
-О,7;
С
з
Н
в
-О,6;
C
4
H
10
-O,6;
N
2
-4,9.
Плотность
сухого
газа
рс.г=0,765
кг/м
з
.
К,оэффициент
избытка
воздуха
СХ=
1,25.
167
ОтносиteJtЬ11ая
gл!lЖi10СТь
tюздуха
<р=75%.
Температура
поступающего
воздуха,
известняка
и
природного
газа
t
B
,
t
и
,
t
г
=
16°
С.
Температура
уходящих
газов
t
yx
=350°
С.
»
выгружаемой
извести
t
изв
=500
С.
»
обжига
tобж=
1080°
С.
Степень
обжига
известняка
'11=94,3%.
Максимальная
действительная
температура
обжига
известняка
колеблется
в
пределах
1000--1200°С.
2.
Расчет
материального
баланса
процесса
обжига
известняка
Количество
неразложившегося
СаСО
з
в
извести
оп
ределяют
из
следующего
равенства:
56
40,35
(СаСО
а
-
х)
100
+
МgСО
з
84,351
СаО
+
MgO
100 -
85
(VH.l)
ГАе
СаСО
а
-
содержание
СаСО
з
в
известняке;
х
-
искомое
количество
неразложившегося
СаСО
з
в
извести,
%;
56
100 -
выход
СаО
из
1
КГ
СаСО
з
;
МgCОз
-
содержание
МgСО
з
в
известняке,
%;
40,35
и
84,35-молекулярная
масса
соответственно
MgO
и
МgСО
з
;
CaO+MgO -
активность
извести
(85%).
После
подстановки
значении
в
формулу
(VII.l)
и
преобразования
получим:
168
40,35
0,56
(93,5 -
х)
+
0,5·
84,35
85
.
100-85
•
52,36-
0,56х
+ 0,239 5 6
х+3
=
,67;
52,599 -
О,56х
=
5,667х
+ 17,001;
_
52,599-
17,001 _ 5
70
х-
5,667+0,56
- ,
~.
При
обжиге
1
кг
известняка
выделяется:
44
СО.
из
СаСО
з
.....
(0,935 - 0,057)
100
= 0,386
кг
44
СО
2
ИЗ
МgCОз
.....
0,00584,35=0,003
кг
Н
2
О
••..••••.•.•.••..
0,030 )
Всего
.....
О,419Кг
Расход
известняка
на
1
кг
извести
стандартного
ка-
1
чества
составляет
=
1,72
кг.
1-0,419
Известняк
массой
100
кг
содержит
(кг):
СаСО
з
-
93,5;
МgСО
з
- 0,5;
R
2
ОЗ+SЮ
2
- 3;
Н
2
О
- 3.
При
обжиге
разлагается
СаСО
з
93,5·
0,943=87,8
кг.
Неразложившийся
остаток
СаСО
з
93,5-87,8=5,7
кг.
По
реакциям
получается:
СаСО
з
=
СаО
+
СО
2
;
87,8·56
100
= 49,16
кг
СаО;
MgCO~
=
MgO
+
СО
2
;
0,5·40,35
24
gO
84,35 =
О,
кг
М
•
Ltля
получения
200
т
изве~ти
в
сутки
расход
карбо
натного
сырья
по
массе
составит
200000·1,72=
=344000
кг/сутки=4
кг/с.
Состав
и
расход
известняка
на
1
кг
извести
по
мас
се
приведены
в
табл.
VII.13.
т
а б
л
и
ц
а
VII.t3,
Состав
и
расход
известняка
,
I
Количество
коыцопеп"I
Расход
пзвестняка
Состав
lT':r
~~~~~~~~~И:г
па
1
кг
нзвести,
КГ
СаСО
з
0,935
1,608
МgСО
з
.
0,005
0,009
R2
0
з+
Si0
2
0,030 0,052
Н
2
О
0,030 0,052
итого
1,720
На
основании
приведенного
выше
расчета
составля
ем
материальный
баланс
процесса
обжига
известняка
(табл.
VII.14).
Количество
СаО
в
выпускаемой
из
печи
извести
бу
дет
равно
49,16
кг.
Hi9