Разработка проекта вращающейся печи для обжига клинкера

, кДж/час

Тепло расходуемое на нагрев шихты определяем по формуле 2.40

,

где - тепло расходуемое на нагрев шихты, кДж/час; - масса клинкера, т/час; = 72 , т/час; - температура клинкера, ; = 1450, ; - теплоёмкость шихты, кДж/т; = 1,06, кДж/т; - теплоёмкость клинкера, кДж/т; = 0,8, кДж/т • град; - температура шихты, ; = 20, : , кДж/час

Тепло расходуемое на испарение воды определяем по формуле 2.41

, кДж/час

где - тепло расходуемое на испарение воды, кДж/час; - масса воды, т/час; = 65,61, т/час; - теплота парообразования воды, кДж/кг; - теплоёмкость воды, кДж/т • град; = 4,2, кДж/т • град; - температура воды, ; = 20, :

, кДж/час

Тепло уносимое с отходящими газами определяем по формуле 2.42



, кДж/час

где - объём дымовых газов, м³/час; = 12,21, м³/час; - теплоёмкость дымовых газов, кДж/м³•град; = 1,4, кДж/м³•град; - температура дымовых газов, ; = 180, ; B - расход топлива, м³/час; принимаем B за х, В = х:

, кДж/час

Тепло уходящее с пылеуносом определяем по формуле 2.43

, кДж/час

где - тепло уходящее с пылеуносом, кДж/час; - масса пыли, т/час; = 72, т/час; - теплоёмкость пыли, кДж/т • град; = 0,8, кДж/т ; - температура уходящей пыли, ; - 180, ; - начальная температура пыли, ; = 20, :

Тепло уносимое продуктами разложения сырья определяем по формуле 2.44

,

где - тепло уносимое продуктами разложения сырья, кДж/час; , - объём углекислого газа и паров воды, м³/час; = 78,732, м³/час; = 37,791 м³/час; , - теплоёмкость углекислого газа и паров воды, кДж/м³ • град; = 1,8, кДж/м³ • град; = 1,5, кДж/м³ • град; - температура уходящих газов, ; = 180, :



где - объём углекислого газа, м³/час; - масса шихты, т/час; = 116,64, т/час; и - содержание оксидов в извести, доли единицы; = 1; = 0,5:

, м³/час

,

где - объём паров воды, м³/час; - масса шихты, т/час; = 116,64, т/час; - содержание оксидов в глине, доли единицы; = 0,12:

,м³/час

, кДж/час

Потери тепла через кладку в окружающую среду

Разбить печь на 5 участков. Вращающаяся печь для обжига портландцементного клинкера: зона сушки, зона подогрева, зона кальцинирования, зона экзотермических реакций, зона спекания, зона охлаждения.

Определить длину каждой зоны 185 - 100%

Зона подогрева 20%

Зона кальцинирования 30%

Зона экзотермических реакций 20%

Зона спекания 20%

Зона охлаждения 10%

37	55,5	37	37	18,5

Определяем температуру на границах участков и среднюю температуру участков

Выбираем изоляционный слой кладки

1 слой - рабочий огнеупорный толщина 300 мм

2 слой - теплоизоляционный толщина 40 мм

3 слой - корпус металлический толщина 60мм

Определяем диаметр печи по слоям

D4 = 5000

D3 = 5000 - 2 • 60 = 4880 мм

D2 = 4880 - 2 • 40 = 4800 мм

D1= 4800 - 2 • 300 = 4200 мм

Потери тепла через кладку 1 участок

Выбираем изоляцию для слоёв участка

1 слой - шамотный кирпич (S₁ = 300 мм)

2 слой - шамотная теплоизоляция (S₂ = 40 мм)

3 слой - сталь (S₃ = 60 мм)

Определяем среднюю температуру слоёв

Определяем коэффициенты теплопроводности слоёв при соответствующих температурах и коэффициента теплоотдачи

л₁ = 1,0 Вт/м² • град

л₂ = 0,3 Вт/м² • град

л₃ = 47 Вт/м² • град

б₁ = 100 Вт/м² • град, б₂ = 15 Вт/м² • град

где л₁, л₂, л₃, б₁, б₂ - данные взятые из учебника Левченко

Определяем тепловые сопротивления

Определяем сумму тепловых сопротивлений

У_сопр = 0,010 + 0,070 + 300 + 133,33 + 1,27 = 434,686

Определяем площадь поверхности участка



,

где - площадь поверхности участка, м²; - постоянное число; = 3,14; - длина участка, м; = 37, м; - диаметр внутренней части печи, м²; = 2,8, м²; - диаметр наружной части печи, м²; = 5, м²:

, м²

Определяем потери тепла через кладку

,

где - потери тепла через кладку, кДж/час; - средняя температура слоёв, ; = 350, ; - температура воды, ; = 20, ; F - площадь поверхности участка, м²; F = 453,102 м²; 5 - диаметр печи, м²; - сумма тепловых сопротивлений, м² • град/Вт; = 0,511, м² • град/Вт:

, кДж/час

Потери тепла через кладку 2 участок

Выбираем изоляцию для слоёв участка

1 слой - шамотный кирпич (S₁ = 300 мм)

2 слой - шамотная теплоизоляция (S₂ = 40 мм)

3 слой - сталь (S₃ = 60 мм)

Определяем среднюю температуру слоёв



Определяем коэффициенты теплопроводности слоёв при соответствующих температурах и коэффициента теплоотдачи

л₁ = 1,0 Вт/м² • град

л₂ = 0,3 Вт/м² • град

л₃ = 47 Вт/м² • град

б₁ = 100 Вт/м² • град, б₂ = 15 Вт/м² • град

л₁, л₂, л₃, б₁, б₂ - данные взятые из учебника Левченко

Определяем тепловые сопротивления

Определяем сумму тепловых сопротивлений

У_сопр = 0,010 + 0,070 + 300 + 133,33 + 1,27 = 284,685

Определяем площадь поверхности участка

,

где - площадь поверхности участка, м²; - постоянное число; = 3,14; - длина участка, м; = 55,5, м; - диаметр внутренней части печи, м²; = 2,8, м²; - диаметр наружной части печи, м²; = 5, м²:

, м²

Определяем потери тепла через кладку



,

где - потери тепла через кладку, кДж/час; - средняя температура слоёв, ; = 850, ; - температура воды, ; = 20, ; F - площадь поверхности участка, м²; F = 679,653 м²; 5 - диаметр печи, м²; - сумма тепловых сопротивлений, м² • град/Вт; = 0,511, м² • град/Вт:

, кДж/час

Потери тепла через кладку 3 участок

Выбираем изоляцию для слоёв участка

1 слой - шамотный кирпич (S₁ = 300 мм)

2 слой - шамотная теплоизоляция (S₂ = 40 мм)

3 слой - сталь (S₃ = 60 мм)

Определяем среднюю температуру слоёв

Определяем коэффициенты теплопроводности слоёв при соответствующих температурах и коэффициента теплоотдачи

л₁ = 2,0 Вт/м² • град

л₂ = 0,3 Вт/м² • град

л₃ = 47 Вт/м² • град

б₁ = 100 Вт/м² • град, б₂ = 15 Вт/м² • град

л₁, л₂, л₃, б₁, б₂ - данные взятые из учебника Левченко

Определяем тепловые сопротивления

Определяем сумму тепловых сопротивлений

У_сопр = 0,010 + 0,070 + 150 + 133,33 + 1,276 = 284,686

Определяем площадь поверхности участка

,

где - площадь поверхности участка, м²; - постоянное число; = 3,14; - длина участка, м; = 37, м; - диаметр внутренней части печи, м²; = 2,8, м²; - диаметр наружной части печи, м²; = 5, м²:

, м²

Определяем потери тепла через кладку

,

где - потери тепла через кладку, кДж/час; - средняя температура слоёв, ; = 1150, ; - температура воды, ; = 20, ; F - площадь поверхности участка, м²; F = 453,102, м²; 5 - диаметр печи, м²; - сумма тепловых сопротивлений, м² • град/Вт; = 0,361, м² • град/Вт:

, кДж/час

Потери тепла через кладку 4 участок

Выбираем изоляцию для слоёв участка

1 слой - шамотный кирпич (S₁ = 300 мм)

2 слой - шамотная теплоизоляция (S₂ = 40 мм)

3 слой - сталь (S₃ = 60 мм)

Определяем среднюю температуру слоёв

Определяем коэффициенты теплопроводности слоёв при соответствующих температурах и коэффициента теплоотдачи

л₁ = 2,0 Вт/м² • град

л₂ = 0,3 Вт/м² • град

л₃ = 47 Вт/м² • град

б₁ = 100 Вт/м² • град

б₂ = 15 Вт/м² • град

л₁, л₂, л₃, б₁, б₂ - данные взятые из учебника Левченко

Определяем тепловые сопротивления

Определяем сумму тепловых сопротивлений

У_сопр = 0,010 + 0,070 + 150 +133,33 + 1,27= 284,686

Определяем площадь поверхности участка

,

где - площадь поверхности участка, м²; - постоянное число; = 3,14; - длина участка, м; = 37, м; - диаметр внутренней части печи, м²; = 2,8, м²; - диаметр наружной части печи, м²; = 5, м²:

, м²

Определяем потери тепла через кладку

, кДж/час

где - потери тепла через кладку, кДж/час; - средняя температура слоёв, ; = 1375, ; - температура воды, ; = 20, ; F - площадь поверхности участка, м²; F = 453,102 м²; 5 - диаметр печи, м²; - сумма тепловых сопротивлений, м² • град/Вт; = 0,361, м² • град/Вт:

, кДж/час

Потери тепла через кладку 5 участок

Выбираем изоляцию для слоёв участка

1 слой - шамотный кирпич (S₁ = 300 мм)

2 слой - шамотная теплоизоляция (S₂ = 40 мм)

3 слой - сталь (S₃ = 60 мм)

Определяем коэффициенты теплопроводности слоёв при соответствующих температурах и коэффициента теплоотдачи

л₁ = 2,0 Вт/м² • град

л₂ = 0,3 Вт/м² • град

л₃ = 47 Вт/м² • град

б₁ = 100 Вт/м² • град

б₂ = 15 Вт/м² • град

л₁, л₂, л₃, б₁, б₂ - данные взятые из учебника Левченко

Определяем тепловые сопротивления

Определяем сумму тепловых сопротивлений

У_сопр = 0,010 + 0,070 + 150 + 133,33 + 1,27 = 284,686

Определяем площадь поверхности участка

,

где - площадь поверхности участка, м²; - постоянное число; = 3,14; - длина участка, м; =18,5, м; - диаметр внутренней части печи, м²; = 2,8, м²; - диаметр наружной части печи, м²; = 5, м²:

, м²

Определяем потери тепла через кладку

,

где - потери тепла через кладку, кДж/час; - средняя температура слоёв, ; = 1325, ; - температура воды, ; = 20, ; F - площадь поверхности участка, м²; F = 226,551 м²; 5 - диаметр печи, м²; - сумма тепловых сопротивлений, м² • град/Вт; = 0,361, м² • град/Вт:

, кДж/час

Определяем потери тепла через кладку

, кДж/час

, кДж/час Сумма статей прихода определяем

, кДж/час

где - потери тепла через кладку, кДж/час;- тепло расходуемое на протекание эндотермических реакций разложения газа, известняка, глины, кДж/час;= 1719,901 , кДж/час; - тепло расходуемое на нагрева шихты, кДж/час; = 2186,2877, кДж/час; - тепло расходуемое на нагрев в материале воды, кДж/час; =8834,04, кДж/час; - тепло уносимое с отходящими газами, кДж/час; = 3617,311, кДж/час; - тепло уходящее с пылуеносом, кДж/час; = 5192,535, кдж/час;

- тепло уносимое продуктами разложения сырья, кДж/час; = 14086,099 , кДж/час:

, кДж/час



Таблица 1.7 - Итоговая

Статьи прихода	кДж/час	%	Статьи расхода	кДж/час	%
Q1 - тепло от горения топлива	6411510,789	87,392	Q1 - тепло расходуемое на протекание эндотермических реакций разложения газа, известняка глины	6456434,544	88,005
Q2 - тепло вноси мое подогретым воздухом	875248,725	11,930	Q2 - тепло расходуемое на нагрев шихты	82224,000	1,120
Q3 - тепло вносимое топливом	10526,054	0,143	Q3 - тепло расходуемое на испарение воды	202232,620	2,756
Q4 - тепло вносимое шихтой	2472,768	0,033	Q4 - тепло уноси мое с отходящими газами	558410,842	7,611
Q5 - тепло вносимое водой шлама	5511,240	0,075	Q5 - тепло уходящее с пылеуносом	1492,992	0,020
Q6 - тепло экзотермических реакций образования основных минералов клинкера	31161,600	0,424	Q6 - тепло уносимое продуктами разложения сырья	14086,099	0,192
			Q7 - потери тепла через кладку	21550,077	67,145
Итого	7336431,177	100,000	Итого	7336431,177	100,000

Невязка (Н) = 0, %



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте была поставлена цель, разработать проект вращающейся печи.

Для достижения данной цели было выполнено:

- Изучена характеристика топлива для обжига клинкера

- Изучены и описаны процессы протекающие при обжиге клинкера

- Выбрано и изучено, охарактеризовано топливосжигающего устройство

- Изучены и описаны требования к вращающейся печи

- Изучены и описаны неисправности вращающейся печи.



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Аристов Г.Г. Шамотное производство/ Г.Г. Аристов. Изд. 2-е. М., «Металлургия», 1975.- 280 стр.

2 Гурова М.И. Справочник Огнеупорные изделия, материалы и сырье

3 /М.И. Гурова. Изд. 3-е. М., 1977. - 216 стр.

4 Карклит А.К. Огнеупорные изделия, материалы и сырье./ А.К. Карклит, Н.М. Пориньш Справочник. М., 1977 - 280 с.

5 Левченко П.В. Расчеты печей и сушил силикатной промышленности/ П.В. Левченко. М., 1968 - 480 стр.

6 Мамыкин П.С. Печи и сушила огнеупорных заводов/ П.С. Мамыкин. М., 1963 - 471 стр.

7 Стрелов К.К. Технология огнеупоров/ К.К Стрелов. М., «Металлургия», 1988 - 528 стр.

Размещено на Allbest.ru