Проект коксовой батареи производительностью по валовому коксу 970 тыс. Проектный расчет коксовой батареи. Курсовой проект по дисциплине Технология и оборудование коксохимического производства

• Название: Курсовой проект по дисциплине Технология и оборудование коксохимического производства
• Анкор: Проект коксовой батареи производительностью по валовому коксу 970 тыс. тгод
• Дата: 22.05.2023
• Размер: 1.97 Mb.
• Имя файла: Проектный расчет коксовой батареи.docx
• Тип: Курсовой проект; #1152056
• страница: 16 из 16

2.11 Расчёт распределения давления в отопительной системе печей

2.11.1 Расчёт сопротивлений на участках отопительной системы

Восходящий поток

Расчёт ведётся по коксовой стороне регенератора.

1. 
   Подовый канал. Количество воздуха, поступающего в один канал регенератора с коксовой стороны: V = 0,63/2 = 0,315 м³/с. Длина подового канала l = 8,019 м, сечение подового канала f = 0,292 м², скорость воздуха ω = 0,315/0,292 = 1,079 м/с, гидравлический диаметр d= 0,55 м.
   

Потери на трение (в Па) в подовом канале рассчитываются по формуле:

(81)

(82)

(83)



𝑅𝑒 = 1,079 ∗ 1,285 ∗ 0,55 / (2,05 ∗ 10^–5) = 37199;

 = 0,175/37199^0,12 = 0,049;

2. 
   Колосниковая решётка. В две крайние полусекции необходимо подать воздуха на 20% больше, чем в массовые, м³/с:
   

Регенератор коксовой стороны разделен по длине на 16 секций. В каждую из 2 крайних секций необходимо подать на 20% отопительного газа больше, чем в массовые.



Расход воздуха на одну массовую полусекцию, м³/с:



Сечение регулируемого отверстия колосника в массовой полусекции принимаем минимальным:

𝑓_P = 0,05 ∗ 0,09 = 0,0045 м².

Сечение нерегулируемых отверстий двух колосников

𝑓_н.р. = 4 ∗ 0,1 ∗ 0,012 = 0,0048 м².

Суммарное сечение колосников массовой полусекции

𝐹 = 0,0045 + 0,0048 = 0,0093 м².

Скорость

𝑤 = 0,019/0,0093 = 2,04 м/с;

а) потери при повороте на 90^о с подового канала в колосниковые отверстия

 = 1,1;

𝑃 = 1,1 ∗ 2,04² ∗ 1,28 ∗ 343 / (273 ∗ 19,62) = 3,68 Па;

б) потери на сужение при входе в колосник (сечение подового канала, приходящееся на колосники одной полусекции)

𝑓 = 0,420 ∗ 0,384 = 0,161 м²





в) потери на трение в колосниках (длина 𝑙 = 0,13 м; гидравлический диаметр 𝑑 = 0,0316 м; скорость 𝑤 = 2,04 м/с):

𝜇₇₀ = 2,05 ∗ 10^–5 Па ∗ с;

𝑅𝑒 = 2,04 ∗ 1,285 ∗ 0,0316 ∗ 10⁵/2,05 = 4041;

 = 0,175/ 4041^0,12 = 0,065;



г) потери на расширение струи при выходе из колосниковой решётки в поднасадочное пространство массовой полусекции с сечением 𝑓₁ = 0,42 ∗ 0,486 = 0,204;



𝑃 = 0,91 ∗ 2,04² ∗ 1,285 ∗ 343 ∗ 9,81/ (273 ∗ 19,62) = 3,06 Па;

д) потери на сужение струи при входе в насадку полусекции с сечением

𝑓₂ = 0,0926 м²; скорость в насадке 𝑤 = 0,019/0,0926 = 0,205 м/с;

 = 0,5 · (1 — 𝑓₂/𝑓₁) = 0,5 · (1 – 0,0926/0,204) = 0,273;



Суммарное сопротивление колосников

𝑃 = 3,68 + 1,57 + 0,89 + 3,06 + 0,01 = 9,21 Па.

3. 
   Насадка регенератора. Минимальное проходное сечение одного кирпича:
   

𝑓₁ = 9 ∗ ⁽0,1 ∗ 0,018⁾ + 0,366 ∗ 0,01 ∗ 2 + 0,114 ∗ 0,01 ∗ 2 = 0,0258 м²

Минимальное сечение трёх кирпичей полусекции:

𝑓₂ = 3 ∗ 0,0258 = 0,0774 м²

Сечение зазоров между насадкой и стенами

𝑓₃ = 0,42 ∗ 0,01 ∗ 2 + 0,486 ∗ 0,007 ∗ 2 = 0,0152 м²

Минимальное сечение полусекции

Р = 0,0774 + 0,0152 = 0,0926 м².

Периметр полусекции:

Р = ^[9 ∗ ⁽0,1 ∗ 2 + 0,018 ∗ 2⁾ + 2 ∗ 0,406 + 2 ∗ 0,154 + 8 ∗ 0,01^] ∗ 3 + 2∗ 0,486 + 2 ∗ 0,42 = 11,784 м.

Гидравлический диаметр одной полусекции

𝑑 = 4 ∗ 0,0926/11,784 = 0,0314 м.

Высота насадки Н = 2,831 м. Скорость w = 0,019/0,0926 = 0,205 м/с.

Потери на трение в насадке:

𝑃 = 0,04 ∗ 𝑤² ∗ ₀ ∗ 𝑇 ∗ 𝐻/760 ∗ 𝑑^1,25. (84)

𝑃 = 0,04 ∗ 0,2052 ∗ 1,28 ∗ 898 ∗ 2,831 ∗ 9,81 / (760 ∗ 0,03141,25) = 5,34 Па.

4. 
   Подсводовое пространство регенератора.
   

а) потери на слияние потоков из двух полусекций

 = 0,2;



б) потери на расширение при выходе из насадки в подсводовое пространство регенератора.

Минимальное сечение насадки в одной секции

𝑓₁ = 0,0926 ∗ 2 = 0,185 м².

Горизонтальное сечение подсводового пространства

𝑓₂ = 1,052 · 0,42 = 0,442 м².

Количество воздуха на массовую секцию 𝑉 = 0,019 ∗ 2 = 0,038 м³/с.

Скорость в насадке 𝑤 = 0,038/0,185 = 0,205 м/с





в) потери на трении в подсводовом пространстве; среднее горизонтальное сечение 𝑓 = 0,644 ∗ 0,42 = 0,27 м²

Периметр Р = 2 ∗ 0,644 + 2 ∗ 0,42 = 2,12 м;

гидравлический диаметр

вязкость воздуха при 1180^°С; _1180°С = 5,18 ∗ 10 — 5 Па · с;

скорость в подсводовом пространстве:

𝑤 = 0,038/0,27 = 0,141 м/с;

𝑅𝑒 = 𝑤 ∗ ₀ ∗ 𝑑/_70°С = 0,141 · 0,509 · 1,285 · 105/5,18 = 1780;

 = 0,175/𝑅𝑒^0,12 = 0,175/17800,12 = 0,071;

𝑃 = 0,071 ∗ 0,275 ∗ 0,1412 ∗ 1,285 ∗ 1453 ∗ 9,81 / (273 ∗ 0,509 ∗ 19,62) = 0,0026 Па.

Суммарные потери:

𝑃 = 0,0286 + 0,048 + 0,0026 = 0,0792 Па.

5. 
   Косой ход. Сечение входа в косой ход 𝑓 = 0,06 м²; сечение подсводового пространства перед входом в косой ход 𝑓 = 0,760 ∗ 0,42 = 0,319 м²; скорость воздуха при входе в косой ход 𝑤 = 0,038/0,06 = 0,63 м/с;
   

а) потери на сужение при входе в косой ход

 = 0,5 ∗ (1 — 0,06/0,319) = 0,406;

𝛥Р = 0,406 · 0,63² · 1,28 · 1473 · 9,81 / (19,62 · 273) = 0,556 Па;

б) потери при повороте на 45^оС при входе в косой ход

 = 0,32; 𝑃 = 0,32 · 0,63² · 1,28 · 1473 · 9,81 / (273 · 19,62) = 0,44 Па;

в) потери на трение в косом ходе рассчитываются по скорости в среднем сечении:

𝑤 = 0,038/0,053 = 0,717 м/с;

длина косого хода 𝑙 = 0,79 м;

средний гидравлический диаметр 𝑑_ср = 0,184 м;

площадь сечения косого хода 0,053 м².

_1200°С = 5,23 ∗ 10^–5 Па ∗ с;

𝑅𝑒 = 0,717 ∗ 0,184 ∗ 1,285 ∗ 105/5,23 = 3241;

 = 0,175/𝑅𝑒^0,12 = 0,175/3241^0,12 = 0,066;

𝑃 = 0,066 ∗ 0,79 ∗ 0,7172 ∗ 1,285 ∗ 1473 ∗ 9,81 / (273 ∗ 0,184 ∗ 19,62)= 0,505 Па;

г) потери при повороте на 45^оС в косом ходе определяем по меньшей скорости:

𝑓 = 0,046 м; 𝑤 = 0,038/0,046 = 0,826 м/с;

𝑃 = 0,32 ∗ 0,826² ∗ 1,28 ∗ 1473 ∗ 9,81 / (273 ∗ 19,62) = 0,754 Па;

д) потери на трение на участке регистров:

суммарное сечение 𝑓 = 2 ∗ (0,135 ∗ 0,095) = 0,0256 м²;

𝑙 = 0,209 м; 𝑑 = 0,111 м;

скорость 𝑤 = 0,038/0,0256 = 1,48 м/с;

𝑅𝑒 = 1,48 · 0,111 · 1,285 · 10⁵/5,23 = 4036;

Заключение

В данном курсовом проекте выполнена задача проектирования коксовых батарей производительностью по сухому валовому коксу 970 тысяч тонн в год. Спроектированные батареи имеют по 52 камеры коксования, полезным объемом 36 м3 каждая. Для коксовых печей предложена конструкция с парными вертикалами, с нижним и боковым подводом тепла, для обогрева используется коксовый газ.

Используются 2 комплекта обслуживающих машин – 1 рабочий и 1 резервный.

В результате проведенного расчета составлены материальный и тепловой балансы процесса коксования, а также вычислены термический и теплотехнический К.П.Д. коксовых печей, равные 81,6 и 78,3%.

Период коксования составил 13 часов.

Список использованных источников

1. 
   Коробчанский И.Е., Кузнецов М.Д. Расчеты аппаратуры для улавливания химических продуктов коксования. Изд-во «Металлург», 1972, 2-е изд., 296 с.