Министерство образования и науки «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» Факультет ИСиТБ Кафедра «Энергоснабжения и теплотехники» Пояснительная записка к курсовой работе на тему: Расчет шахтной печи СОДЕРЖАНИЕ ЗАПИСКИ Краткое описание шахтной печи Технологический расчет Расчет температуры и продуктов горения топлива Материальный баланс Тепловой баланс и КПД печи Расчет температур на границах технологических зон и построение кривой обжига Аэродинамический расчет печи, подбор вспомогательных устройств и оборудования Компоновка оборудования Библиографический список шахтная печь горение тепловой КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ШАХТНОЙ ПЕЧИ Тепловые установки для обжига материалов и изделий классифицируют: 1) по техническому назначению различают печи обжига кусковых и сыпучих материалов (извести, цементного клинкера, гипса), обжига формованных изделий (керамических и теплоизоляционных), печи спекания сыпучих материалов, плавильные печи; ) по режиму работы печи бывают периодического и непрерывного действия; ) по конструктивной схеме различают шахтные, вращающиеся, камерные, кольцевые, туннельные, тарельчатые, башенные, ванные и другие печи; 4)по способу теплообмена печи бывают прямого огня и муфельные; 5)по источникам тепла, типу топочного устройства и виду топлива. Наиболее часто по конструктивным решениям для обжига сыпучих и кусковых материалов применяют шахтные и вращающиеся печи, а для обжига формованных изделий - туннельные и кольцевые печи. Шахтными называют печи, рабочая камера которых имеет форму вертикального полого ствола. Применяют их главным образом для обжига извести, цементного клинкера, глины и перлита. По способу перемещения обжигаемого материала в шахте различают печи гравитационного принципа, с обжигом материала во взвешенном слое и в кипящем слое. Печи гравитационного типа применяют для обжига крупнокусковых материалов, в остальных печах обжигают более мелкие фракции. В этих печах обжиг производится дымовыми газами, которые перемещаются снизу вверх сквозь толщу материала, не нарушая положения отдельных кусков. Поэтому печи гравитационного типа называют еще печами с фильтрующим слоем. Они бывают пересыпными, с выносными топками, газовые и мазутные. Главными конструктивными элементами шахтных печей являются: шахта, загрузочно-выгрузочные тягодутьевые устройства. элементы, Продольный топливосжигающие профиль шахты и выполняют цилиндрическим, иногда выстраивают печи в виде формы, состоящей из двух усеченных конусов, сомкнутых большими основаниями. Конструктивно шахту выполняют из стального сварного кожуха, футерованного внутри огнеупорными и теплоизоляционными материалами. Загрузочный механизм должен обеспечивать герметизацию верха шахты и равномерное распределение материала по ее поперечному сечению. Выгрузочное устройство обеспечивает механизированную и равномерную подачу обоженного материала из печи. Одновременно с этим оно герметизирует низ печи, предотвращая выбивание из печи подаваемого на обжиг воздуха. Наиболее распространены три типа выгрузочных устройств: с вращающимся подом, с подвижной колосниковой решеткой и валкового типа. При установившемся режиме работы печи в шахте различают три технологические зоны: подогрева, обжига и охлаждения. Общая высота шахты составляет примерно 16-23 м. Зона обжига занимает примерно половину всей высоты шахты. Шахтные печи, отапливаемые природным газом, имеют преимущество над другими, так как получаемый материал более высококачественный. В них используют следующие виды горелок: балочные, периферийные, консольно-фурменные и осевые. Удельная производительность таких печей примерно 10,5-14,5 т/(м2сут), а расход условного топлива - 136-182 кг/т продукции. Таблица 1 Исходные данные для расчета печей Вид печной установки Шахтная печь Выпускаемая продукция и способ производства Известь Производительность печи, тыс. т/год (тыс. шт/год)* 40 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ Для определения конструктивных размеров рассчитывают время нахождения материала в печи, ч τ τН τОБЖ τОХЛ , 411,6 r t P t M 411,6 0,04 856 32,5 9,38 [ч] t ОБЖ t M 506 3,6 940 32,5 506 3,6 141866 r η 0,94 141866 0,04 0,93 0,94 max 34,45 [ч] 940 900 3,6 t ОБЖ 900 3,6 , τН τ ОБЖ max τ ОХЛ 86,5 r 86,5 0,04 3,46 [ч] , τ τ Н τ ОБЖ τ ОХЛ 9,38 34,45 3,46 47,29 [ч] где τ Н , τОБЖ , τОХЛ - время нахождения материала соответственно в зоне нагрева, обжига и охлаждения, ч; r - средний радиус куска материала, м (по табл. П1); t Р - температура разложения материала, С (табл. П2); t M max температура материала, поступающего в печь, tМ = 25-35С; tОБЖ максимальная температура обжига, С (табл. П1); η = 0,9-0,95 - степень обжига материала. = 40-80 мм = 40 мм; max tM = 32,5 С; tОБЖ = 940 С; η = 0,93; t Р = 856 С. Шахтные печи работают непрерывно, поэтому годовой фонд рабочего времени установки будет Т Ч = 365 24 = 8760 ч. Часовая производительность завода, кг/ч GЧ G 40 10 6 4806,536 TЧ K ОБ 8760 0,95 , где G - годовая производительность, кг/год, принимается по заданию; К ОБ = 0,85-0,95 - коэффициент использования оборудования в тепловых установках. Полезный объем печей, м3 V G Ч τ 4806,536 47,29 284,126 γ 800 , где - удельный вес готового продукта, для извести = 800 кг/м3. Так как полезный объем шахтной печи находится в пределах VП = 100-400 м3 = 280 м3, то количество печей, устанавливаемых на заводе, будет n V 284,126 1,01 1 V П 280 . Таким образом, полезный объем шахты одной печи, м3 Vп V n 284,126 / 1 284 , а часовая производительность печи, кг/ч gЧ VП γ τ 284 800 47,29 4804,4 . Определяем конструктивные размеры печи: средний диаметр печи, м DСР 3 4 VП 4 284 3 4,9 3π 3π ; высота шахты, м H 3 DСР 3 4,9 14,7 . Рассчитываем часовые удельные съемы продукта, кг/ч: с 1 м2 поперечного сечения шахты gS gЧ 2 0,785 Dср кг 248,987 ч м2 0,785 4,904 2 4700,53 ; с рабочего объема шахты печи gV γ τ 800 / 47,29 21,917 кг ч м3 Величины удельной производительности должны находиться в пределах g S = 200-700 кг/(ч м2), gV = 20-40 кг/(ч м3), в противном случае необходимо пересмотреть конструктивные размеры печи. В нашем случае пересчета не требуется, т.к. часовой удельный съем продукта с 1 м2 поперечного сечения шахты удовлетворяет заданному уровню, чего вполне достаточно для приемлемости полученных конструктивных размеров печи. При установившемся стационарном режиме работы печи ее тепловые зоны занимают следующие части (см. табл. 2). Таблица 2 Распределение тепловых зон в шахтной печи Зона шахты Подогрева Обжига Охлаждения Всего Распределение зон по объему печи % м3 25 71 50 142 25 71 100 284 Распределение зон по высоте печи % м 25 3,68 50 7,35 25 3,68 100 14,7 РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА Целью данного расчета является проверка возможности обеспечения требуемой температуры обжига материала или изделия. Для выполнения расчета выбираем по табл. П23 вид топлива, его месторождение, выписываем его состав и свойства 10. Имеем газопровод Брянск-Москва. Р α 1; QН = 37,31 МДж/м3; Основные характеристики топлива по объемам воздуха и продуктов горения при α = 1, м3/м3: V 0 H O 2 0 = 10,0; VГ = 11,22; 0 V 0 VRO 2 =1,08; V N0 = 7,93; 2 = 2,21. C CO 2,169 С N 1378 С H O 2 2 ; ; = 1696 - средняя объемная теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении, [кДж/(м3 . оС)]. 2 С В = 1696 - средняя объемная теплоемкость воздуха при температуре 200 оС, [кДж/(м3 . оС)]. Получение теплоносителя заданной температуры осуществляется путем сжигания топлива и смешения продуктов сгорания с газами, дополнительно вводимыми в зону горения. Такими газами могут быть воздух, рециркуляционные газы или инертный газ. Для обжига кусковых и сыпучих материалов коэф избытка воздуха в зоне горения топлива рассчитывают: αТ QНР η (VГ0 сГ ) t ОБЖ V 0 сВ t в η 37,31 10 6 0,4 1,23 (VГ0 сГ ) 900 10 1306 200 0,4 , P H где Q - теплотворная способность топлива, кДж/м3 (кДж/кг); 0 (VГ cГ ) VRO cCO VN0 cN VH0 cH 0 ; VГ , V - соответственно теоретический объем дымовых газов и воздуха, м3/кг (м3/нм3); с Г , сВ соответственно средняя теплоемкость дымовых газов и теплоемкость воздуха, кДж/(м3С), определяют по табл. П14 в зависимости от температуры; η - пирометрический коэффициент шахтных печей 0,670,73=0,72. t ОБЖ - температура обжига материала, С, принимают для 2 2 2 2 2 O 2 O 0 кусковых, сыпучих материалов и кирпича t ОБЖ = 900 С; t В - температура поданного на горение воздуха, С, для шахтных печей - 200 С. Результаты расчетов действительных объемов продуктов сгорания сводят в табл. 3. Расчеты ведут на 1 м3 (при нормальных условиях) природного газа или на 1 кг жидкого или твердого топлива. Начальная энтальпия продуктов горения I 0 QНР сВ t В 37310000 1306 200 37691200 ,[Дж/кг]. t Для определения действительной температуры горения топлива Д по I t диаграмме (прил., рис. 1) находим энтальпию продуктов сгорания за вычетом теплоты, теряющейся в окружающей среде: I I 0 η 37691200 0,4 15076480 ,[Дж/кг]. I 0 I ' 37691200 15076480 22614720 ,[Дж/кг]. Если действительная температура горения является меньшей, чем необходимая температура обжига, то нужно пересмотреть выбор топлива и принять топливо с большей теплотворной способностью. tД t Д t ОБЖ =1610, значит или 1610 1600 Таблица 3 Объем продуктов сгорания Величина и ее размерность Действительный объем воздуха, идущего на горение, м3/кг; м3/нм Действительный объем водяных паров, м3/кг; м3/нм Расчетная формула VB V 0 α T VH 2O V Результат =1 Т = 1,23 1020,06 0 H 2O 0,0161 α T 1 V 0 371 Действительный объем дымовых газов, м3/кг; м3/нм VД VRO V N0 VH 2 2 2O 2,212, α T 1 V 0 1 1,2221,28 Объемная доля трехатомных газов Объемная доля водяных паров Суммарная объемная доля rRO V RO rH VД 2 2 2O V H O VД 2 rn rRO rH 2 0,0960,051 0,1970,1038 2O 0,2930,1548 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС Материальный баланс - соотношение между поступающим материалом в печь и выходящим из печи. Он составляется перед тепловым балансом для определения количества сырья необходимого для получения 1 кг продукта, поэтому расчет ведут на 1 кг готовой продукции. Сначала рассчитывают предварительный материальный баланс, содержащий некоторые неизвестные величины, а затем, после нахождения этих величин из уравнения теплового баланса, получают окончательные значения. Обжиг извести Р а с х о д н ы е с т а т ь и (кг) T Т Расход топлива GT 0,78 x , где x принимается из теплового баланса. Расход воздуха GВ VВ 1,29 x Т 20,06 1,29 x Т 25,88 x Т . Количество известняка стандартного качества, необходимого для получения 1 кг извести, равно 1,72 кг. П р и х о д н ы е с т а т ь и (кг) Выход извести - 1 кг G Выход углекислоты при разложении CaCO 3 CO 2 = 0,664 кг, при G разложении MgCO 3 CO 2 = 0,005 кг. Общее количество GCO 2 = 0,664 + 0,005 = 0,669. Количество выделившейся влаги из известняка Уходящих газов из топлива GH G УХ. Г V Д ρ Г x T 21,28 1,3 x T 27,664 x T 2O = 0,052 кг. , Г где ρ = 1,3 кг/м3 - средняя плотность дымовых газов. Составляем таблицу сводного материального баланса при обжиге извести. Таблица 4 Материальный баланс обжига известняка для получения 1 кг извести Приходные статьи Известь Углекислота Влага сырья Уходящие газы Итого: Количество, кг 1 0,669 0,052 2,9 4,621 Невязка баланса: 2,3 %< 5 % Расходные статьи Топливо Известняк Воздух Количество, кг 0,082 1,72 2,713 Итого: 4,515 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС И КПД ПЕЧИ Расход топлива в печах должен обеспечивать получение теплоты для обжига строительных изделий и материалов, а также восполнять тепловые потери, сопровождающие работу печи. Соотношение, связывающее приход с расходом теплоты в печи, называют тепловым балансом. Его составляют на 1 кг готового продукта при обжиге сыпучих материалов и на 1 час работы печи при обжиге формованных изделий. Тепловой баланс может составляться как для всей печи в целом, так и для отдельных технологических зон печи. Сначала составляют предварительный баланс, в который входят некоторые неизвестные величины. После их определения из уравнения теплового баланса составляется окончательный тепловой баланс. Экономичность работы печей характеризует коэффициент полезного действия установки. Он представляет собой отношение полезно затраченной теплоты к поступающему теплу от горения топлива. Полезно используемая теплота идет на нагрев сырья до температуры обжига и на сам процесс обжига. Зона охлаждения П р и х о д т е п л а (кДж/кг) С материалом, нагретым в зоне обжига: QОХ.1 сМ t ОБЖ 880 900 792000 [Дж/кг] , где сМ - теплоемкость материала, кДж/(кг С), принимают по табл. П8 [16]. с М = 880 Дж/(кг С). Р а с х о д т е п л а (кДж/кг) С материалом, выгружаемым из печи: с М t Г. И 880 40 35200 [Дж/кг] QОХ.1 , где t.Г. И = 40-50 С - температура готового изделия (40 оС); Во внешнюю среду (4 % от поступающего тепла): QОХ.1 0,04 31680 [Дж/кг] QОХ.2 . С воздухом, проходящим через зону охлаждения: QОХ.1 QОХ.1 QОХ.2 792000 35200 31680 725120 [Дж/кг] QОХ.3 . Зона обжига П р и х о д т е п л а (кДж/кг) От горения топлива: QОБ.1 QHP x T 37 ,43 10 6 x T [Дж/кг] , Т где x - искомое количество топлива, м3/кг (кг/кг); С воздухом, приходящим из зоны охлаждения: .3 QОХ.1 792000 [Дж/кг] QОБ.2 QОБ ; С материалом, поступающим из зоны подогрева: QОБ.3 GМ с М t ОБЖ 1,72 880 900 1362240 [Дж/кг] , где GМ - расход сырья для получения 1 кг изделия, кг, определяют из материального баланса. Р а с х о д т е п л а (кДж/кг) На разложение CaCO 3 CaCO3 QР.И CaCO3 1781103 1,608 2863848 [Дж/кг] QОБ.1 , где CaCO 3 1,608 кг - количество карбоната кальция в 1 кг известняка; QР.И = 1781000 Дж/кг - количество тепла, выделившееся при диссоциации известняка, кДж/кг, принимают по табл. П2. В окружающую среду (4 % от всего поступающего тепла) Q ОБ.2 QОБ.1 0 ,04 1,4972 10 6 x T [Дж/кг]. С материалом, переходящим из зоны обжига в зону охлаждения QОХ.1 792000 [Дж/кг] QОБ.3 . С продуктами горения топлива, переходящими из зоны обжига в зону подогрева ( VГ сГ ) t ОБЖ x Т ( VГ сГ ) 900 x Т 15,31639810 6 x Т [Дж/кг] QОБ.4 С углекислотой, выделенной при разложении CaCO 3 : VCO сCO t ОБЖ 0,338 2169 900 659809,8 [ДДж/кг QОБ.5 2 где VCO известняка; 2 , 2 = 0,338 м3/кг - объем CO 2 , выделившийся от разложения 1 кг сСO 2 - теплоемкость CO 2 при t ОБЖ , находят по табл. П14. сСO 2 = 2169 [Дж/(кг. оС)] Зона подогрева П р и х о д т е п л а (кДж/кг) С продуктами сгорания топлива 15316398 x T [Дж/кг]. QП.1 QОБ.4 С углекислотой, выделенной при разложении CaCO 3 : 659809,8 [Дж/кг] QП.2 QОБ.5 . Р а с х о д т е п л а (кДж/кг) На испарение влаги из материала GH QП.1 где iH 2O 2 O iH 2 O 0,052 2700 10 3 140400 [Дж/кг] , = 2700 кДж/кг - энтальпия 1 кг воды при температуре испарения. С углекислотой, выделяющейся при разложении MgCO 3 : MgCO3 QР.М 0,009 2667 103 24000 [Дж/кг], QП.2 где MgCO 3 = 0,009 кг - количество магнезита в 1 кг известняка; QР.М = 2667000 [Дж/кг] - количество тепла, выделившееся при диссоциации магнезита, кДж/кг, принимают по табл. П2. На нагрев материала GM с М t ОБЖ t М 1,72 880 900 32,5 1313048 [Дж/кг] QП.3 . В окружающую среду (2 % от всего поступающего тепла) QОБ.1 0,02 0,7486 10 6 x T [Дж/кг] QП.4 . Унос продуктами горения из шахты QП.1 QП.2 QП.1 QП.2 QП.3 QП.4 QП.5 . Определение расхода топлива и КПД установки Количество топлива, необходимое для получения 1 кг материала в шахтных печах, определяют из теплового баланса зоны обжига. Для этого приравнивают приход тепла к его расходу и решают уравнение относительно x Т . После того, как расход топлива (кг/кг, м3/кг) найден, его значение подставляют в материальный и тепловой балансы. Приходные и расходные статьи тепла по зонам сводят в общую таблицу теплового баланса печи (табл.5). QП.1 QП.2 QП.3 QП.4 QП.5 QП.1 QП.2 QП.5 20616402 x T 2161417,8 x T 0,1048397 [кг] Таблица 5 Сводный тепловой баланс шахтной печи на 1 кг продукции Приходные статьи Зона подогрева Количество тепла кДж % Расходные статьи Количество тепла КДж % С продуктами сгорания топлива С углекислотой, выделенной при разложении 1605,76 6 70,9 На испарение влаги из материала 140,4 6,2 2265,57 6 100 На нагрев материала 1313,04 8 78,483 709,645 3 2265,57 6 57,97 CaCO 3 659,809829,1С углекислотой, выделяющейся при разложении MgCO 3 241,06 Итого: В окружающую среду Унос продуктами горения из шахты Итого: Невязка: 0% < 0,5 % Зона обжига От горения топлива С материалом, поступающим из зоны подогрева С воздухом, приход. из зоны охл. Итого: 100 3924,14 9 64,5 6 На разложение 792 13,0 3 В окружающую среду 156,966 2,75 1362,24 22,4 1 С мат-лом, переходящим в зону охл. 792 13,33 С продуктами горения, переходящими в зону подогрева С углекислотой, выделенной при 1605,76 6 26,64 6078,39 100 CaCO 3 2863,84847,46 разложении Итого: Невязка: 0% < 0,5 % Зона охлаждения С материалами, нагретыми в зоне обжига Итого: 3,46 31,31 CaCO 3 659,8099,82 6078,39 792 100 С материалом, выгружаемым из печи 35,2 4,44 792 100 Во внешнюю среду С воздухом, проходящим зону охл. Итого: 31,68 725,12 792 4 91,56 100 Невязка: 0% < 0,5 % Удельный расход условного топлива определится Q HP x T 34,43 10 6 0,1048397 BУ 100% 100% 13,393% 29300 29300 10 3 . Для современных шахтных печей расход условного топлива составляет 13-14 %. Если полученный результат не удовлетворяет данным условиям, то необходимо пересмотреть тепловой баланс печи. Но полученный результат удовлетворяет данным условиям и пересмотра теплового баланса не требуется. Коэффициент полезного действия печи η QП.2 QОБ.1 QП.1 QHP x T 100% 77,17% . РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУР НА ГРАНИЦАХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗОН И ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ ОБЖИГА Для шахтных печей по данным действующих установок Температура материала в зонах, С: подогрева от t М 32,5 С до 850; обжига от 850 до 1000; охлаждения от 1000 до t Г.И. = 40 оС Температура газов в зоне, С: О подогрева от t В = 200оС до t П QП1 / VД с Д х Т 1605766,57 / 21,28 с Д х Т 480 о С ; t обжига от t П = 480 оС до Д =1737 оС; охлаждения от t П = 480 оС до t О.С. = 30 оС с 1,36 0,000008 t 1,45 [кДж] Г .З . причем Д Все полученные результаты сводят в табл. 6 и строят кривую обжига, по оси абсцисс откладывают время обжига изделий τ , ч, длину печи (высоту для шахтных печей) L, м. ч м Таблица 6 Температуры материала и газов Температура материала, С начало середина конец зоны зоны зоны 2 3 4 25 555 850 850 965 1000 1000 327 40 Технологическая зона 1 Зона подогрева Зона обжига Зона охлаждения АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ Температура газов, С начало середина зоны зоны 5 6 200 635 1230 1305 1230 680 РАСЧЕТ ПЕЧИ, конец зоны 7 1230 1737 30 ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ И ОБОРУДОВАНИЯ Аэродинамический расчет выполняется для создания правильного режима движения газовых потоков, следовательно, для соблюдения заданного температурного режима печи, а также для подбора транспортирующих и обеспыливающих устройств дымовых газов. К оборудованию печей относятся горелочные устройства, которые обеспечивают необходимый расход топлива для обжига строительных изделий и материалов. Подбор тягодутьевого оборудования Рассчитывают гидравлическое сопротивление, Па, для зоны: Подогрева 92 248,987 ξ g S2 PП 2 10 hП 2 107 3,78 52,472 dМ 0,08 , 2 7 ReП 13,944 g S d M 277,75 ; Горения 105 248,987 ξ g S2 3,4 10 hОБ 3,4 107 7 ,36 203,615 dM 0,08 , 2 PОБ 7 ReОБ 9,888 g S d M 196,96 ; Охлаждения 108 248,987 ξ g S2 1,110 hОХ 1,1107 3,78 33,88 dM 0,08 , 2 PОХ 7 ReОХ 8,88 g S d M 176,88 , где ξ - коэффициент сопротивления, определяют в зависимости от числа Рейнольдса (Re) в данной зоне по рис. 4; g S - удельная производительность печи с 1 м2, кг/(м2ч); hП , hОБ , hОХ - высота зон подогрева, обжига, охлаждения, м; d М - средний размер кусков обжигаемого сырья, м, принимают по табл. П1. Общее аэродинамическое сопротивление печи будет равно P PП ΡОБ ΡОХ 289,966 . Полное расчетное давление дымососа с учетом коэффициента запаса (40 %), Па P 1,4 P 405,95 . При подаче горячих газов в дымосос ( t УХ > 100 С) его напор Рt и производительность Vt рассчитывают при действительной температуре Pt 1,2 t 1,2 480 P 1 У.Г P 1 1033,58 1,3 273 273 1,3 , Па; t 480 V VД g Ч x Т 1 У.Г 21,28 4700,53 0,1048397 1 28925,21 t 273 273 , м3/ч, где t У.Г = 480 - температура уходящих газов, С, определяют в разделе 7 как температуру газов на выходе из зоны подогрева. V P По объемному расходу t и давлению t по табл. П15 подбирают типоразмер дымососа и выписывают его характеристики. Выбираем ДН-11,5 с производительностью 27,65.103 м3/ч и напором 2,76 кПа при температуре 200 С; КПД равно 83%. Масса без электрического двигателя 923 кг. Марка электродвигателя: 4А200М6 (22 кВт). Мощность электродвигателя дымососа, кВт: Vt P 27650 2760 t N 25,54 3600000 η Д 3600000 0,83 , H η где t - давление, создаваемое дымососом, Па; Д - КПД дымососа. Дымосос устанавливают на загрузочной площадке печи. Дымовую трубу делают невысокой, 10-15 м, и она служит только для отвода газов, направляемых в нее дымососом. Воздух в шахту печи нагнетается вентилятором, который соединен с нижней частью шахты над разгрузочным механизмом при помощи трубы. Объемный расход воздуха, м3/ч VВ VВ x T g Ч 20,06 0,1048397 4700,53 9885,61. Подача дутьевого вентилятора для хорошо герметизированных печей должна быть не менее VВ , м3/ч, при расчетном давлении воздуха PВ = 2200 Па. По табл. П16 подбирают центробежный вентилятор высокого давления серии ВВД и выписывают КПД вентилятора ηВ , число оборотов А. Подбираем вентилятор ВВД-11. Производительность 13.103 м3/ч. А = 1400 об/мин; ηВ = 0,58; Р = 6 кПа. Угловую скорость рассчитывают: ω A 0,1047 1400 60 0,1047 800 N 11 , рад/с, где N - номер вентилятора. Расчетная мощность электродвигателя, кВт N 1,1 VB PB 1,1 9885,61 6000 34,067 3420000 η В 3420000 0,56 . Подбор газогорелочных устройств Подача газа в печь и его горение должны обеспечить равномерную температуру по сечению печи и не допустить недожога или пережога материала. Единственным способом сжигания газа в печи является диффузионный метод, особенность которого - раздельная подача газа и воздуха. В шахтных печах применяют следующие виды горелок: балочные, периферийные, консольно-фурменные и осевые. Хороших результатов добиваются при использовании консольно-фурменных горелок - это горелочная труба, установленная в специальной фурме, которая выдвинута на 10 см внутрь печи. Их также располагают по периметру печи. При подаче газа в рабочую камеру газ на выходе из горелки должен иметь давление не менее 2450 Па. Содержание кислорода в газе не должно превышать 1 %. Объемный расход топлива, м3/с, при заданной производительности составит B x T g Ч 3600 0,1048397 4700,53 3600 0,13689 . Выберем консольно-фурменные горелки. Для консольно-фурменных горелок задаются числом рядов горелок (k = 2-4 = 3), тогда число горелок: n 3,14 kR 3 2,452 3,14 29 п 0,8 . где R - радиус шахты печи на уровне установки горелок, м, R 0,5 DСР 2,452 ; п = 0,6-0,9 = 0,8 м - величина проникновения факела в глубину слоя. Диаметр сопла, м d 4 В 4 0,13689 0,01226 3,14 v n 3,14 40 29 , где v - скорость истечения газа (38-45 м/с) = 40 м/с. Загрузочное и выгрузочное устройства Загрузочный механизм печи состоит из подвижной чаши и колокола, закрывающего выходное отверстие чаши. Известняк, поступающий в чашу в момент подъема колокола, просыпается в неподвижную чашу, из которой выгружается при опускании колокола. Подвижная чаша приводится в движение от электродвигателя через редуктор и конические шестерни. Подбирают типоразмер загрузочного устройства по табл. П17 в зависимости от производительности печи. Выгрузочное устройство представляет собой набранную из отдельных чугунных колосников решетку, совершающую возвратно-поступательное движение. Выбор выгрузочного устройства также зависит от производительности печи (табл. П18). Таблица 7 Технические характеристики загрузочного устройства Элементы характеристики Емкость верхней чаши, м3 Ход, м Колокола Конуса Скорость вращения верхней чаши, сек Мощность эл.двигателя приемной воронки, кВт Масса, т Загрузочное устройство Для 100- и 200- тонных 1,7 0,7 0,5 0,023 1,7 4,875/10,75 Таблица 8 Технические характеристики выгрузочного устройства Элементы характеристики Ход каретки, м Ход штока цилиндра, м Усилие на штоке, Н Производительность, т/сут 200 0,15 1,2 40.104 Число двойных штоков в сек. Мощность эл.двигателя, кВт Тип затвора Мощность эл.двигателя затвора, кВт Масса затвора, т Масса выгрузочного устройства, т 0,045 4,5 Шлюзовой 1 6,92 10,9 КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ Компоновку технологического оборудования печи осуществляют, используя указания [11, 12, 13, 14] и типовые проекты. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Вознесенский А.А. Тепловые установки в производстве строительных материалов. М.: Стройиздат, 1964. 439 с. Вознесенский А.А. Повышение эффективности установок промышленной теплотехники. М., Л.: Энергия, 1965. 346 с. Мазуров Д.Я. Теплотехника и теплотехническое оборудование предприятий промышленности строительных материалов Ч. II/ Д.Я. Мазуров, М.И. Роговой, Ю.М. Волгина; М.: Стройиздат, 1966. 450 с. Никифорова Н.М. Теплотехника и теплотехническое оборудование предприятий промышленности строительных материалов и изделий. М.: Высшая школа, 1981. 269 с. Никифорова Н.М. Основы проектирования тепловых установок при производстве строительных материалов. М.: Высшая школа, 1974. 142с. Павлов В.Ф. Теплотехника и теплотехническое оборудование заводов промышленности строительных материалов и изделий/ В.Ф. Павлов, Н.М. Никифорова; М.: Высшая школа, 1965. 572 с. Перегудов В.В. Тепловые процессы и установки в производстве в технологии строительных изделий и деталей/ В.В. Перегудов, М.И. Роговой; М.: Стройиздат, 1983. 416 с. Перегудов В.В. Теплотехника и теплотехническое оборудование. М.: Стройиздат, 1990. 336 с. Роговой М.И. Расчеты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов/ М.И. Роговой, М.Н. Кондакова, М.Н. Сагановский; М.: Стройиздат, 1975. 320 с. Роддатис К.Ф. Справочник по котельным установкам малой производительности/ К.Ф. Роддатис, А.Н. Полтарецкий; М.: Энергоиздат, 1989. 487 с. Сапожников М.Я., Справочник по оборудованию заводов строительных материалов/ М.Я. Сапожников, Н.Е. Дроздов; М.: Стройиздат, 1970. 487 с. Справочник по проектированию цементных заводов. Л.: Стройиздат, 1969. 240 с. Справочник по производству строительной керамики. М.: Госстройиздат, 1962. 464 с. Строительная керамика. Справочник /Под ред. Е.Л. Рохваргера М.: Стройиздат, 1976. 493 с. Теплотехнический справочник /Под ред. В.Н. Юрьева, П.Д. Лебедева М.: Энергия, 1976. Чепель В.М. Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий/ В.М. Чепель, И.А. Шур; Л.: Недра, 1980. 591 с.