ВКР Бечин. Бечин С.Н. ВКР (1). Проект по производству керамогранита мощностью 2 млн м 2 в год в Свердловской области
 Скачать 1.9 Mb.
|
4. Теплотехническая часть4.1. Исходные данныеПроизводительность линии – 2 млн. м2/год Режим работы линии – непрерывный Количество рабочих дней в году – 350 Прессование плиток производится на прессе «MAGNUM 2805 XLES» Количество одновременно работающих прессов – 3 Количество одновременно прессуемых плиток – 12 Коэффициент использования пресса – 0,64 Общий брак на линии – 3% Продолжительность обжига – 30 Максимальная часовая производительность, необходимая для обеспечения производительности в 2 млн. м2/год  ,где k1 – коэф. исп. пресса, k2 – коэф., учитывающий 3% брака, αгод – годовая производительность. Количество ударов, производимых прессом в минуту  , где 11,1 – количество плиток в 1 м2, n – число гнезд в прессформе. Плотность загрузки на 1 м длины  ,где 4 – количество плиток в ряд, 0,35 – шаг плиток по длине в м, Sпл. – площадь одной плитки в м2. Определение длины печи и скорость движения плиток  ,где τобж – продолжительность обжига плитки в мин. Скорость движения плиток:  . Рис. 4.1. Температурная кривая обжига керамогранита 4.2. Теплотехнический расчет печи однократного обжигаИсходные данные Производительность печи (по максимальной загрузке) – 361,2 м2/ч Общая масса плиток до обжига – 6032 кг/ч Влажность плиток до обжига – 0,0% Температура плиток на входе в печь – 140˚С Температура плиток на выходе из печи – 40˚С Температура после душирующей установки – 400˚С Максимальная температура обжига – 1200˚С Продолжительность обжига – 30 мин Потери при прокаливании плиточной массы – 4,1% Тепло химической реакции – 2094 кДж/кг Al2O3 Используемое топливо – природный газ – QHP = 35246 кДж/м3 Скорость движения плиток – 5,87 м/мин Длина печи – 176 м. Расчетные участки в соответствии с температурной кривой 1. Зона подогрева и обжига. Участок №1: Температура в печи – 400-700˚С Начальная температура плиток – 140˚С Время – 6,75 мин, длина – 39,6 м Участок №2: Температура в печи – 700-1200˚С Время – 4,5 мин, длина – 26,4 м Участок №3: Температура в печи – 1200˚С Время – 5,25 мин, длина – 30,8 м 2. Зона охлаждения Участок №4: Температура в печи – 1200-600˚С Время – 3 мин, длина – 17,6 м Участок №5: Температура в печи – 600-400˚С Время – 6,75 мин, длина – 39,6 м Участок №6: Температура в печи – 400-40˚С Время – 3,75 мин, длина – 22 м Расчет горения топлива Природный газ Бухаровского месторождения. Содержание влаги в газе WP= 1,0 об. % Таблица 4.1. Содержание компонентов сухого топлива, об. %
Коэффициент избытка воздуха при сжигании газа в горелке полного смешивания α = 1,5. Влагосодержание атмосферного воздуха d= 10 г/кг сухого воздуха. Содержание элементов в рабочем топливе по формуле (на примере метана):  Таблица 4.2. Содержание влажного рабочего топлива, об. %
Теплота сгорания топлива QHP рассчитывается по формуле Менделеева:  , кДж/м3. кДж/м3.Расход воздуха на горение Теоретически необходимое количество сухого воздуха:  , м3/м3 газа. м3/м3 газа.Действительное количество атмосферного воздуха при α = 1,5:  , м3/кг (м3/м3 газа) м3/кг (м3/м3 газа).Расход воздуха при влагосодержании d = 10:  , м3 вл. возд./м3 газа. м3 вл. возд./м3 газа.Количество продуктов горения газа при α = 1,5:  , м3/м3. м3/м3. , м3/м3. м3/м3. , м3/м3. м3/м3. , м3/кг (нм3 газа). м3/кг (нм3 газа).Общий объем продуктов горения топлива рассчитывают по формуле:  , м3/кг (м3/м3 газа). м3/кг (м3/м3 газа).Материальный баланс необходим для проверки правильности расчетов, его составляют на 100 м3 газа. Таблица 4.3. Материальный баланс продуктов горения топлива
В таблице указаны числа пересчитанные на кг с учетом плотности газов в кг/м3. Разность между суммой прихода и суммой расхода, называемую невязкой, вносят в расходную часть, независимо от ее знака. Величина невязки не должна превышать 1% от суммы приходных статей, т. е. невязка составляет:  . %.Температура горения топлива Теплосодержание ПГТ  ;  кДж/м3.Действительное теплосодержание ПГТ с учетом пирометрического коэффициента η=0,79:  ;  кДж/м3. Рис. 4.2. i–t-диаграмма для низких температур Тепловой расчет участка №3 1. Потери в окружающую среду через кладку печи. Коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью кладки α = 30,25 Вт/(м2∙град). Площадь наружной поверхности футеровки на участке Sфут = 226 м2. Потери тепла через футеровку:  кДж/ч.2. Потери тепла через ролики. Количество роликов на данном участке n = 205 шт. Теплопотери через один ролик принимаем Q1рол. = 300 кДж/ч.  кДж/ч.3. Потери тепла излучением в соседний участок охлаждения. Площадь поперечного сечения отверстия F = 0,264 м2. Степень черноты тела ε = 16,75 Коэффициент диафрагмирования φ = 0,59 Средняя температура на участке №4 в зону охлаждения:  ºС кДж/ч.4. Неучтенные тепловые потери.  , кДж/ч. кДж/ч.5. Общий расход тепла на участке №3.  , кДж/ч. кДж/ч.6. Расход газа.  м3/ч.7. Расход воздуха на горение.  м3/ч.8. Выход продуктов горения.  м3/ч.9. Потери тепла с отходящими продуктами горения топлива (ПГТ).  кДж/ч.Тепловой расчет участка №2 1. Расход тепла на химические реакции.  кДж/ч.2. Расход тепла на нагрев плиток.  кДж/ч.3. Потери тепла через футеровку печи.  кДж/ч.4. Потери тепла через ролики. Количество роликов на участке n = 176 шт.  кДж/ч.5. Неучтенные тепловые потери.  , кДж/ч. кДж/ч.6. Приход тепла с отходящими газами.  кДж/ч.7. Общий расход тепла на участке №2.  кДж/ч. кДж/ч.8. Расход газа.  м3/ч.9. Расход воздуха на горение.  м3/ч.10. Выход продуктов горения.  м3/ч.11. Потер тепла с отходящими ПГТ.  кДж/ч.Тепловой расчет участка №1 1. Расход тепла на химические реакции.  кДж/ч.2. Расход тепла на нагрев плиток.  кДж/ч.3. Потери тепла через футеровку печи.  кДж/ч.4. Потери тепла через ролики. Количество роликов на участке n = 264 шт.  кДж/ч.5. Потери тепла излучением через загрузочное отверстие. Площадь поперечного сечения отверстия F = 0,244 м2. Степень черноты тела ε = 16,75 Коэффициент диафрагмирования φ = 0,57 Средняя температура на участке №1:  ºС кДж/ч.6. Неучтенные тепловые потери. , кДж/ч. кДж/ч.7. Приход тепла с отходящими газами с участков №2 и №3.  кДж/ч.8. Общий расход тепла на участке №1.  кДж/ч. кДж/ч.9. Расход газа.  м3/ч.10. Расход воздуха на горение.  м3/ч.11. Выход продуктов горения.  м3/ч.12. Потер тепла с отходящими ПГТ.  кДж/ч.Тепловой баланс зоны подогрева и обжига Приходная часть 1. Химическая теплота топлива.  кДж/ч.2. Физическая теплота топлива.  кДж/ч.3. Физическая теплота воздуха на горение.  кДж/ч.4. Теплота плиток на входе в печь.  кДж/ч.Сводные показатели по зоне подогрева и обжига 1. Общий расход газа.  м3/ч.2. Общий расход воздуха на горение.  м3/ч.3. Общий выход продуктов горения.  м3/ч.4. Удельный расход тепла на обжиг 1 м2 плиток.  кДж/ч.Таблица 4.4. Тепловой баланс зоны подогрева и обжига
Разность между суммой прихода и суммой расхода, называемую невязкой, вносят в расходную часть, независимо от ее знака. Величина невязки не должна превышать 1% от суммы приходных статей, т. е. невязка составляет: . Тепловой расчет участка №4 1. Количество тепла, отдаваемое плитками.  кДж/ч.2. Потери тепла через футеровку печи.  кДж/ч.3. Потери тепла через ролики. Количество роликов на участке n = 117 шт.  кДж/ч.4. Приход тепла излучением из зоны обжига – Qизл. = 73430,87 кДж/ч. 5. Количество тепла, подлежащее удалению с воздухом.  кДж/ч.6. Расход холодного воздуха.  м3/ч.7. Физическое тепло воздуха для охлаждения плиток.  кДж/ч.Тепловой расчет участка №5 1. Количество тепла, отдаваемое плитками.  кДж/ч.2. Потери тепла через футеровку печи.  кДж/ч.3. Потери тепла через ролики. Количество роликов на участке n = 264 шт. кДж/ч.4. Количество тепла, подлежащее удалению с воздухом.  кДж/ч.5. Расход холодного воздуха.  м3/ч.6. Физическое тепло воздуха для охлаждения плиток.  кДж/ч.Тепловой расчет участка №6 (открытого) 1. Количество тепла, подлежащее удалению из плиток при охлаждении.  кДж/ч.2. Теплоотдача излучением на участке температур 400-225˚С в течение 1,7 мин.  кДж/ч.3. Теплоотдача излучением на участке температур 225-100˚С в течение 1,4 мин.  кДж/ч.4. Теплоотдача излучением на участке температур 100-30˚С в течение 0,6 мин.  кДж/ч.5. Общая теплоотдача излучением.  кДж/ч.6. Количество тепла, подлежащее удалению с воздухом.  кДж/ч.7. Расход воздуха при нагреве от 30 до 40˚С  кДж/ч.8. Количество отбираемого после обдувки воздуха.  м3/ч.Сводные показатели по зоне охлаждения Общий расход воздуха на охлаждение плиток.   Тепловой баланс зоны охлаждения и сводный тепловой баланс роликовой печи. Таблица 4.5. Тепловой баланс зоны охлаждения
Таблица 4.6. Сводный тепловой баланс роликовой печи
Разность между суммой прихода и суммой расхода, называемую невязкой, вносят в расходную часть, независимо от ее знака. Величина невязки не должна превышать 1% от суммы приходных статей, т. е. невязка составляет: . |