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 = |
Vo г + Y~ (ад - |
ал) х |
Т |
= |
|
= 3,146 +9,32 (I ,8 - 1 ,1) 0,155 = 4,157 м3 |
Определим объемный расход газов перед дымососом |
. |
273 + 180 |
|
|
Vгд = 4.157·1000·75 |
= 515500м3jч |
. |
273 |
|
|
|
Необходимая подача Дымососов с 'Запасом 20% со |
ставит vд= v; д ·1,2=616600 м3/ч. |
|
|
|
Для определения |
аэродинамического сопротивлеНИ51 |
вращающейся печи с цепной завесой |
|
В. Л. Абрамов |
[1] рекомендует формулу |
|
|
|
где ~п = 1О ••• 30 - коэффициент трения, изменяющийся в завлсй
Lл
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, м2;
Dц•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
|
|
|
|
• 1ОООGклV~.r (273 + |
10 г) |
= |
|
|
[/г""" |
|
ер) |
|
|
|
|
36()()· 273 . О,785D~ (l - |
|
|
== _ _ 1000_,_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/мЗ ; |
|
|
|
|
273 |
|
|
|
|
|
|
|
Pt=Po' |
273+1 |
' |
|
|
11-266 |
|
|
|
0r |
|
|
161 |
|
|
|
|
|
|
tAe Ро - плоtносtь оtходящих газов при HOpMaJ1bHblx УСJ!ОВИЯХ;
Ро = |
Vсо. Рсо. + Vo• РО. + VN. PN. + VН.О РН.О |
|
|
|
VCO• + Vo• + VN • +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/м3 • |
|
Тогда |
|
|
273 |
|
|
|
Р! = |
|
=066 кг/м3 • |
|
|
1,141 |
|
|
|
273 + 200 |
' |
Аэродинамическое сопротивление вращающейся пе |
чи составит |
|
|
|
|
i1Роб = |
( |
3935) |
7,52 |
|
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, |
|
Рп.у = 2215 + |
100 + 80 + 90 + 225 = 2710 Па. |
С учетом запаса давления примерно до 20 % к обще
му гидравлическому сопротивлению
Рп.у = 1,2·2710 = 3252 Па.
Расчетная мощность электродвигателя дымососа
_ |
V' |
Р |
|
Г.Д |
Л.у |
• |
Nдв- |
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:
NA8 = |
616600·3252 |
= 79О кВт. |
|
3600·1000'0,72·0,98 |
|
Установочная мощность двигателя при значении ко эффициента запаса мощности К=1,l равна:
NYCT = 1,1·790 = 869 кВт.
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 ..... |
|
2000 С |
Электродвигатель |
тип |
АКЗ-13-62-8 |
Мощность |
|
500Х2 кВт |
Угловая скорость |
|
75,8 рад/с |
|
|
(740 об/мин) |
Направляющий |
аппарат |
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 м3 /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/м3 • |
|
Условная |
скорость |
воздуха, |
отнесенная к полному |
сечению наружного цилиндра, равна: |
|
.,. ( |
.6Рцик·19,6? |
.,. ( |
|
|
|
|
|
100·19,62 |
|
м/с, |
VUHI<= V |
рв~uик·1,1 |
= V 0,835.105.1,1 =4,73 |
где /;ЦИН - коэффициент сопротивления и.иклона (~= 105}.
Количество избыточного воздуха при температуре 1500 С составит
Vв.изб = |
B |
изб' 1000 G |
кл |
273 + tB изб |
V |
|
273 |
= 1,93·1000·75 |
273 + |
150 |
= 225000 м3 {ч. |
|
|
|
273 |
|
Площадь сечения циклонов
_ |
VB изб |
225000 |
SЦИК - |
3600· VЦИК |
--- =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 |
|
|
VЦИК = |
_ __V....:В:.;.;.И=з.::..б__ = |
225000 |
5 м/с |
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·APHIl 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.
Подача. |
. ... |
240000 м3/ч |
Давление |
при |
температуре |
150 мм вод. |
200' С. . |
. |
ст., или 1500 Па |
Коэффициент полезного дей |
0,72 |
ствия '1д |
. • |
. - . . . |
Общее давление дымососа при рабочей температуре 1500 С составит
Pt = 150 273 + 200 = 167 мм вод. ст. = 1670 Па. 273+ 150
Потребляемая дымососом мощность равна:
_ |
VBPt |
225 000· 167 |
= 142 кВт. |
Nд- 3600.75·1,36f]д |
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: |
|
|
VB Х = (ив ВТ + vв.из) l000ЙКJI |
273 + |
tB |
= |
273 |
|
273 + 15 |
= 271000 м3/ч. |
= (1 ,541 + 1,93) 1000·75 273 |
Определяем подачу вентилятора острого дутья С за·
пасом 15%:
VB = 271000·1,15·0,08 = 24932 м3/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. |
40000 м3/ч |
Общее давление |
(при t=70° С) |
7480 Па |
Угловая |
скорость . . . . . . |
0>= 155 рад/с |
к п.д. |
• _ • . |
. _ • • • . |
0.60 |
Общее давление при tB = |
15° С; |
|
|
Р |
= Робщ (273 + |
70) = 5750·343 = 6850 Па. |
|
t |
273+ 15 |
288 |
|
Мощность, потребляемая вентилятором: |
|
N = |
VBPt |
24932·685 |
кВт. |
------- = 78 |
B |
3600·75·1,361')в |
3600·75·1,36·0,6 |
|
5) Подбор вентилятора общего дутья Подача вентилятора с запасом 15% равна:
VB = 271000·0,92·1,15 = 298 218 м3/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. |
VB=318500 м3 /ч |
Полное давление . . . . . . |
Pt=3670 Па |
Угловая |
скорость. . . . . . |
о) =75,8 рад!с |
К;п.д. |
. .. |
" .... |
0,58 |
Потребляемая вентилятором мощность |
|
_ |
298218·213 |
= 298 кВт. |
|
Nв - |
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.
Объемный расход по газовому потоку. . 360000 м3;ч Допустимая максимальная температура га·
за . . . . . . . . . |
250°С |
То же, запыленность газа . |
30:г/м3 |
Площадь |
активного сечения |
50 м2 |
Количество секций . |
1 |
» |
полей.... |
4 |
Степень |
очистки газа. . . |
98-99% |
Для аэродинамического уплотнения печи применяю't
установку с четырьмя циклонами [25] и вентилятор
ВРС ,N'Q8 со следующей характеристикой.
Подача . . ..... .
Давление . . .... .
Угловая скорость. . . .
Мощность электродвигателя
30000 м3jч
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. . . .
Угловая скорость вращения пе-
чи от главного привода .
300-320 кВт
ФАМСО-148-6 или АКЗ-12-39-6
0,063-0,13рад!с
Вспомогательный привод печи
Количество |
редукторов . |
2 |
» |
электродвигателей . |
2 |
Мощность каждого электро-
двигателя ..... .
Тип электродвигателей
Угловая скорость вращения ва-
ла электродвигателей. . .
То же, печи от вспомогательнО-
го привода . . . . ..
20-24 кВт
АОП-82-8
или ДО-77j6
80-104,7 рад/с
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 |
(%) : |
СаСОз - 93,5; |
МgСОз - 0,5; |
R20з+Si02 - |
3; Н2 |
О - |
3; |
(под R20з понимают полуторные окислы, |
т. е. Аl2Оз |
и |
Fе2Оз) .
Топливо - природный газ Елшанского месторож дения (Саратовская обл.).
Объемный состав исходного топлива ( %): СН4 -
93,2; С2Нб -О,7; СзНв -О,6; C4H 10 -O,6; N2 -4,9.
Плотность сухого газа рс.г=0,765 кг/мз.
К,оэффициент избытка воздуха СХ= 1,25.
ОтносиteJtЬ11ая gл!lЖi10СТь tюздуха <р=75%.
Температура поступающего воздуха, известняка и
природного газа tB , tи, tг= 16° С.
Температура |
уходящих газов tyx =350° С. |
» |
выгружаемой извести tизв=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 СаСОз в извести оп
ределяют из следующего равенства:
|
(СаСОа - |
56 |
40,35 |
СаО + MgO |
|
|
х)100 + МgСОз |
84,351 |
|
|
|
|
|
|
(VH.l) |
|
|
|
|
|
100 - 85 |
|
ГАе |
СаСОа - |
содержание СаСОз в известняке; |
|
|
х - искомое количество неразложившегося СаСОз |
в |
|
56 |
извести, %; |
|
|
|
|
|
выход СаО из 1 |
КГ СаСОз; |
|
|
100 - |
|
|
МgCОз - |
содержание МgСОз |
в известняке, %; |
|
40,35 и 84,35-молекулярная |
масса |
соответственно MgO |
и |
|
CaO+MgO - |
МgСОз; |
|
(85%). |
|
|
активность извести |
|
|
После подстановки значении |
в |
формулу (VII.l) |
и |
преобразования получим: |
|
|
|
|
|
|
|
40,35 |
85 . |
|
|
0,56 (93,5 - х) + 0,5· 84,35 |
|
|
|
|
|
|
100-85 • |
|
|
|
52,36- 0,56х + |
0,239 |
5 6 |
|
|
|
х+3 |
|
= |
,67; |
|
52,599 - О,56х = 5,667х + 17,001;
_ 52,59917,001 _ 5 70 х- 5,667+0,56 - , ~.
При обжиге 1 кг известняка выделяется:
44 СО. из СаСОз ..... (0,935 - 0,057) 100 = 0,386 кг
|
|
|
44 |
|
кг |
СО2 ИЗ МgCОз ..... 0,00584,35=0,003 |
Н2О •• .. •••• . • . • . •• .. 0,030 |
) |
|
|
|
Всего ..... О,419Кг |
|
Расход известняка |
на |
1 кг извести стандартного ка- |
чества составляет |
1 |
= 1,72 кг. |
|
|
|
|
|
|
|
1-0,419 |
|
|
|
Известняк массой |
100 |
кг содержит |
(кг): СаСОз - |
93,5; МgСОз - 0,5; R2ОЗ+SЮ2 - 3; Н2О - |
3. |
|
При обжиге разлагается СаСОз 93,5· 0,943=87,8 кг. Неразложившийся остаток СаСОз 93,5-87,8=5,7 кг. По реакциям получается:
СаСОз = СаО +СО2;
87,8·56 100 = 49,16 кг СаО;
MgCO~ = MgO +СО2;
0,5·40,35 |
= О, |
24 |
кг М |
gO |
84,35 |
|
• |
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 ца VII.t3, Состав и расход известняка |
, |
|
|
Количество коыцопеп"I |
Расход пзвестняка |
|
Состав |
IlT':r ~~~~~~~~~И:г |
па 1 кг нзвести, КГ |
СаСОз |
0,935 |
1,608 |
|
МgСОз . |
0,005 |
0,009 |
|
R20з+Si02 |
0,030 |
0,052 |
|
Н2О |
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.
Содержание СаО в извести равно:
49,16·100 |
6 |
|
58 ,1 |
= 84, %. |
|
ИЗ 100 кг известняка |
получается |
стандартной |
85%-ной извести:
58,1·84,6 85 = 57,83 кг.
Следовательно, материальный расчет выполнен пра
вильно.
|
т а б л и ц а |
УII.14. Материальный баланс обжига |
|
|
|
|
|
на 100 кг |
известняка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приходиые сТатьи |
|
Количе |
|
|
Расходные ста гьи |
|
Количе |
|
ство, h.r |
Iство, кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
Известняк: |
93,5 |
|
|
Известь: |
|
|
|
49,16 |
|
СаСОз |
|
|
|
|
СаО |
|
|
|
|
МgСОз |
0,5 |
|
|
|
|
MgO |
|
|
|
0,24 |
|
R20з+Si02 |
3 |
|
|
|
|
|
СаСОз |
|
|
|
5,7 |
|
Н2О |
3 |
|
|
|
|
|
R20з+Si02 • |
|
3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итог о |
100 |
|
|
|
|
Ито го |
|
58,1 |
|
|
Газ: |
|
|
|
|
|
38,6 |
|
|
|
|
из СаСОз . |
|
|
|
|
|
СО2 |
|
|
|
|
|
СО2 |
ИЗ МgСОз |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
Н2О из известня- |
|
|
|
|
|
|
|
ка |
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого |
|
|
41,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всего |
|
|
100 |
|
|
|
|
|
Теоретически для получения |
1 кг |
СаО необходимо |
затратить для обжига -100 |
= 1,786 кг СаСОз. Как видно, |
|
|
|
|
56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
практически при |
обжиге |
известняка |
получается |
мень |
шее количество жженой извести и углекислого газа, так
как не весь известняк, загруженный в печь, разлагается.
3. Расчет времени обжига
Время нахождения известняка в печи зависит от ве
личины кусков загружаемого материала, температурно
го перепада и коэффициента теплопередачи. Время на-