18

Содержание:

Задание 2

Введение. 3

1. Расчет горения топлива. 6

2. Материальный баланс цементной вращающейся печи. 7

3. Тепловой баланс холодильника 9

4. Тепловой баланс вращающейся печи. 11

5. Сводные данные. 14

Таблица 6. Материальный баланс печи 14

6. Аэродинамический расчет 15

Заключение. 18

Литература 19

Задание

Теплотехническая эффективность замены барабанного холодильника на колосниковый на Паранайском цементном заводе.

Исходные данные для расчета.

Сырьё – извесняк

Производительность печи =10 т/ч

Размеры печи 2,90х2,44х56

Топливо – уголь

Wг	Aг	Sсб, %	Сг	Нг	Nг	Oг	Sг	Vг	α
2,7	30	0,5	84,0	5,2	1,4	8,7	0,7	35	1,15

Q_тп=21000

Химико-минералогический состав.

С₃S=50%

C₂S=23%

C₃A=10%

C₄AF=12%

%Al₂O₃ = 3,73

ПППс = 34,4

Введение.

Наиболее распространёнными холодильниками клинкера являются рекуператорные (планетарные), колосниковые и барабанные (трубные). Известны и другие виды холодильников, но масштабы их применения в промышленности менее значительны.

В этой работе предлагается замена барабанного холодильника на колсниковый на Паранайском цементном заводе.

Барабанный (трубный) холодильник представляет собой метал­лический барабан диаметром 2,5—6,0 м и длиной 20—100 м, вра­щающийся на бандажах и опорных роликах с частотой 3—6 об/мин. Кожух холодильника обычно, имеет такой же диаметр, что и кожух печи. Привод барабана, так же как и привод вращаю­щейся печи, состоит из электродвигателя, редуктора, венцовой и подвенцовой шестерен. Угол наклона барабана к горизонту равен 4— 6°. Горячая часть барабана отфутерована шамотным кирпичом или чугунными плитами. На остальной части корпуса барабана в шах­матном порядке установлены лопасти (швеллеры), которые пересыпают клинкер и способствуют увеличению поверхности теплообме­на. Мелкий клинкер после выхода из печи просыпается через ре­шетку, а крупные его куски направляются в дробилку. Загрузочное устройство холодильника выполнено в виде керамической шахты с наклонным дном. Места соединения шахты с головкой печи и ба­рабаном холодильника уплотняются. В барабанном холодильнике клинкер охлаждается с 1273—1373 до 373—573 К. Охлаждающий воздух, нагреваемый до температуры 773—873 К, используется в качестве вторичного воздуха.

Барабанный холодильник у печи с циклонными теплообменни­ками производительностью 1800 т/сут имеет диаметр 4,6 м и длину 50 м, угол его наклона 4,5°, а частота вращения 2,4 об/мин. Он эф­фективно работает, если футерован огнеупорной массой на 70— 80% своей длины, а на участке между 16 и 28 м в нем устаиовлены литые лопатки и далее до конца холодильника —лопатки из сталь­ного листа. Вместо лопаток можно устанавливать ковши из жа­ростойкого литья. Для понижения температуры клинкера до 423— 473 К необходимо впрыскивание воды внутрь барабана при расходе ее около 3 м³/ч. Барабанный холодильник не оборудуется дро­билкой, так как крупные зерна клинкера разбиваются при пересы­пании. Преимуществами барабанных холодильников являются простота конструкции и надежность в эксплуатации, отсутствие из­быточного воздуха, относительно низкий расход электроэнергии. К. недостаткам холодильника относится недостаточно строго регу­лируемое количество вторичного воздуха, большая его запылен­ность, что ухуджает видимость в печи, необходимость установки вращающихся печей на высоких фундаментах, Недостаточно вы­сокая стойкость пересыпающих лопаток и полок. Возможный пере­грев нефутерованного корпуса холодильника до 523—673 К частич­но устраняется путем орошения его водой. Барабанные холодиль­ники распространены недостаточно широко.

Колосниковые холодильники различных конструкций работают по одному и тому же принципу — охлаждение клинкера осущест­вляется присасыванием воздуха сквозь его слой. Колосниковые хо­лодильники имеют колосниковую решетку, состоящую из отдельных колосников — палет, на которой слоем толщиной 150—300 мм рас­пределяется горячий клинкер. Холодный воздух подается под ре­шетку и проходит слой клинкера, охлаждая последний до 333— 353 К.

В промышленности применяют колосниковые холодильники не­которых марок, отличающиеся один от другого некоторыми кон­структивными особенностями.

В холодильниках «Волга» и «Фуллер» горизонтальные колос­никовые решетки изготовлены из одинакового количества чередую­щихся подвижных и неподвижных колосников Решетка заключена в металлический кожух, верхняя часть которого отфутерована шамотным огнеупором. Неподвижные колосники ре­шетки прочно закреплены в кожухе, а подвижные смонтированы на общей раме и совершают возвратно-поступательное движение с помощью кривошипно-шатунного механизма, благодаря чему осу­ществляется продвижение клинкера, лежащего на решетке слое толщиной 150—300 мм. Рамы совершают 8-16 движений в мину­ту при величине хода до 100 мм. Зазор между плитами достигает 5—8 мм, а живое сечение всей решетки—10%. Подрешеточное пространство разделено на две, три зоны и более в зависимости от габаритов холодильника. В секции камеры подается холодный воздух, наиболее горячая часть которого (из 1-й секции) используется в качестве вторичного воз­духа, а остальная часть (из двух секций отводится наружу. Для резкого охлаждения клинкера и равномерного распределения его на решетке применяют острое дутье воздуха высокого давле­ния или ступенчатую наклонную решетку. В разгрузочном конце холодильника установлены решетка или грохот, отсеивающие нор малыше зерна клинкера и направляющие крупные зерна в дро­билку. Под колосниковой решеткой установлен скребковый , транспортер для удаления мелких фракций клинкера, просыпавшихся через зазоры между колосниками.

Одной из наиболее изученных в настоящее время схем является совмещение колосникового холодильника с шахтно-секционным хо­лодильником . Клинкер охлаждается от 1623 до —673 К в колосниковом холодильнике, при этом весь охлаж­дающий воздух поступает в печь. Затем клинкер проходит дробилку предварительного дробления и подается во второй холодильник, представляющий собой систему шахтных секций, в которые горя­чий клинкер загружается сверху с помощью элеватора, скребко­вого конвейера и поворотных заслонок. Клинкер движется по шах­там вниз со скоростью 2,5—3 см/мин и проходит их за 2—3 ч. Выгрузка клинкера с температурой 343—353 К синхронизирована с нагрузкой. Холодный воздух низкого давления., по специальным трубопроводам, проходящим в шахтах-секциях, подается сверху вниз и нагревается до 333—373 К, после чего направляется в ко­лосниковый холодильник. Так как воздух не контактирует с клин­кером, то он не содержит пыли и понуждается в очистке.

Экономичен также двойной просос охлаж­дающего воздуха через слой клинкера в разных камерах. В этом случае температура подогрева вторичного воздуха может дости­гать 1073—1173 К.

К недостаткам колосниковых холодильников относят то что они имеют сложную конструк­цию и много движущихся частей, часто выходящих из строя. При охлаждении мелкого клинкера значительная часть его просеивается через отверстия между колосниками и перегружает скребковый транспортер, что вызывает остановку агрегата. Однако они харак­теризуются высокой удельной производительностью [800— 900 кг/(м².ч)] и глубоким (до 323—353 К) охлаждением клинкера. В связи с тем что найдены способы уменьшения, степени влияний отмеченных недостатков, в последнее время стали проектироваться колосниковые холодильники как средней, так и большой (3000 -10000 т/сут) производительности.

1. Расчет горения топлива.

W­P	Ap	Сp	Нp	Np	Op	Sp
2,03	22,6	63,3	3,92	1,06	6,56	0,53

1.1 Теоретический объемный и массовый расход воздуха.

L_в⁰ = 0,0889 ∙ С^p +0,265 ∙ Н^p + 0,333(O^p - S^p) = 0,088∙63,3 + 0,265 ∙ 3,92 + 0,0333(6,56 – 0,53)=6,465 [нм³/кг. т.]

m_в⁰ = 1,293 ∙ L _в⁰ = 1,293 ∙ 6,465 = 8,359 [кг/кг т.]

1.2 Действительный расход воздуха

L_в^д = α∙L_в⁰ = 1.15 ∙ 6,465 = 7,435 [нм³/кг. т.]

m_в⁰ = α ∙ m_в⁰ = 1.15 ∙ 8,359 = 9,613 [кг/кг т.]

1.3 выход продуктов горения

L_CO2 = 0,0186 ∙ C^p = 0,0186 ∙ 63,3 = 1,117 [нм³/кг. т.]

L _Н2О = 0,112 ∙ Н^p + 0,0124 ∙ W­^P = 0,112 ∙ 3,92 + 0,0124∙ 2,03 = 0,464 [нм³/кг. т.]

L _N2 = 0,79 ∙ L_в^д + 0,018 ∙ N^p =0,79 ∙ 7,435 + 0,08 ∙ 1,06 = 5,958 [нм³/кг. т.]

L _SO2 = 0,007 ∙ S^p = 0,0075 ∙ 0,53 = 0,0037 [нм³/кг. т.]

L _O2 = 0,21 ∙ (α – 1) ∙ L_в⁰ = 0,21 ∙ (1,15 – 1) ∙ 6,465 = 0,204 [нм³/кг. т.]

Lп.г.= 1,117 + 0,464 + 5,958 + 0,0037 + 0,204 = 7,807 [нм³/кг. т.]

m _CO2 = 1,977 ∙ L_CO2 = 1,977 ∙ 1,177 = 2,327 [кг/кг. т.]

m _Н2О = 0,805 ∙ L_Н2О = 0,805 ∙ 0,464 = 0,374 [кг/кг. т.]

m _N2 = 1,251 ∙ L _N2 = 1,251 ∙ 5,958 = 7,453 [кг/кг. т.]

m _SO2 = 2,928 ∙ L _SO2 = 2,928 ∙ 0,0037 = 0,011 [кг/кг. т.]

m _O2 = 1,429 ∙ L _O2 = 1,429 ∙ 0,204 = 0,292 [кг/кг. т.]

m п.г.= 2,327 + 0,374 + 7,453 + 0,011 + 0,292 =10,457 [кг/кг. т.]

Таблица 1. Материальный баланс горения топлива.

Приход материалов	Количество	Выход материалов	Количество
	кг		кг
Топливо: Воздух действительный	1 9,613	1. Углекис-лый газ 2. Водяные пары 3. Азот 4. Сернистый газ 5. Кислород 6. Ар	2,327 0,374 7,453 0,011 0,292 0,226
Итого:	10,613	Итого:	10,683

Невязка:

100% ∙ (G_пр – G_рас) / G_max = 100% ∙ (10,613– 10,683) / 10,683= 0,65%

2. Материальный баланс цементной вращающейся печи.

1. Расходные статьи материального баланса.

   1. Топливо.

х_т [кг/кг_кл]

1.2 Воздух.

G_в = ∙х_т =

G_в = = 13,522x_т [кг/кг_кл]

1.3 Теоретический расход сухой сырьевой смеси.

;