Теплоэнергетический расчет известково-обжигательной печи (стр. 3 из 7)

Температуру технологического продукта на выходе принимаем равной температуре на выходе равной 1300

:

Через зону регенеративного охлаждения шахтных печей, отапливаемых природным газом, экономически выгодно пропускать только часть расходуемого на сжигания топлива воздуха, что по условию задана и равна 30%, и температура воздуха на выходе принимаем на 5% ниже температуры технологического продукта на выходе из ЗО:

,

а остальная часть воздуха подаётся через двухпроводные горелки и воздушные сопла в зону обжига (ЗО) (70%). Такая схема распределения воздуха обеспечивает удовлетворительную плотность сжигания природного газа при относительно небольших коэффициентах избытка воздуха.

При определенных условиях нагрева воздуха, вводимого в зону обжига, помимо зоны регенеративного обогрева, можно добиться заметного снижения видимого удельного расхода топлива в процессе. Учитывая, что подводимый к двухпроводным горелкам и к воздушным соплам зоны обжига воздух нагревается теплотой отходящих газов в воздухоподогревателе (ВП), то принимаем температуру технологического сырья на 5% меньше температуры отходящих газов:

Следовательно, для уменьшения потерь тепла и расхода топлива, целесообразно принять температуры равными:

Тепловая схема известково-обжигательной шахтной печи представлена на рис.1

Рис. 1 Тепловая схема

Математическая формулировка задачи о выводе параметров тепловой схемы сводится к записи системы уравнений тепловых балансов зоны обжига (ЗО), экономайзерной зоны (ЭЗ), воздухоподогревателя (ВП) и зоны регенеративного охлаждения (ЗРО) технологического продукта.

Запишем уравнение теплового баланса для зоны обжига:

,

где

- химическая теплота топлива, ;

-энтальпия поступающего топлива, ;

- энтальпия воздуха при входе в ЗО из ВП, ;

-энтальпия горячего воздуха при входе в ЗО из ЗРО, ;

- энтальпия технологического сырья при входе в ЗО, ;

- энтальпия технологического продукта на выходе из ЗО, ;

-тепловой эффект эндотермической реакции и фазовых превращений

в ЗО,

;

- энтальпия отходящих газов из ЗО, ;

- теплота химического недожога в ЗО, ;

- потери теплоты через ограждения ЗО, .

Уравнение теплового баланса в экономайзерной зоне имеет вид:

где

-энтальпия технологического сырья в ЭЗ , ;

-энтальпия отходящих газов из ЭЗ , ;

- теплота химического недожога в ЭЗ , ;

-тепловой эффект эндотермической реакции и фазовых превращений в ЭЗ,

-потери теплоты через ограждения в ЭЗ , .

Уравнение теплового баланса в воздухоподогревателе примет вид:

,

где

- энтальпия холодного воздуха, поступающего в ВП, ;

- энтальпия уходящих газов, ;

- энтальпия горячего воздуха, уходящего из ВП, ;

- потери теплоты через ограждения ВП, .

Уравнения теплового баланса в зоне регенеративного подогрева:

где

- энтальпия холодного воздуха, поступающего в ЗРО,

-энтальпия технологического продукта, поступающего в ЗРО, ;

- потери теплоты через ограждения ЗРО, .

Определение параметров тепловой схемы целесообразно выполнять в следующем порядке:

Находим слагаемые уравнения теплового баланса:

Удельный расход технологического сырья, проходящего через входное сечение ЗО,

, , рассчитываемся по формуле:

,

следовательно

Энтальпия технологического сырья при входе в ЗО

, , рассчитываемся по формуле:

,

где

- теплоемкость технологического сырья при температуре ., [1, стр.19].

Энтальпия технологического продукта на выходе из ЗО

, , определяется по формуле:

,

где

-теплоемкость технологического продукта при температуре .[1, стр.19].

Тепловой эффект эндотермической реакции и фазовых превращений в ЗО определяют по формуле:

,

следовательно

.

Определяем видимый удельный расход топлива в

, по формуле:

,

доля воздуха, проходящего через ЗРО