Расчет процесса горения топлива и установки для его сжигания
Понятие и основные этапы технологического процесса обжига. Печи для обжига во взвешенном состоянии, принцип их работы, внутреннее устройство и сферы практического применения. Расчет главных параметров горения топлива, характеристика различных условий.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 24.04.2017 |
Размер файла | 384,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчет процесса горения топлива и установки для его сжигания
Введение
обжиг горение топливо
Барабанными вращающимися печами принято называть технологические агрегаты непрерывного действия с рабочим пространством в виде полого цилиндра, в котором вследствие небольшого наклона (~2ч3є) печи и вращения перерабатываемые сыпучие материалы перемещаются вдоль печи, нагреваясь за счет тепла, выделившегося при сжигании топлива. В конструктивном отношении они отличаются друг от друга только размерами корпуса и устройством систем загрузки и выгрузки материала.
По энергетическому признаку барабанные вращающиеся печи относятся к печам-теплообменникам с переменным по длине режимом тепловой работы. На участке печи, где происходит горение топлива и температура продуктов сгорания достигает 1550ч1650єС, осуществляется радиационный режим работы печи. Распределение по печи зон с конвективным и радиационным режимом работы зависит от вида и параметров технологического процесса.
Барабанные печи работают в режиме противотока. Загружаемая в печь шихта может иметь различную степень влажности, вплоть до пульпы, содержащей до 40% воды. Она подается в верхнюю (хвостовую) часть печи и медленно движется навстречу газам, образующимся в результате сгорания топлива в головной части агрегата. Из барабана перерабатываемые продукты в виде спека или раскаленного порошкообразного материала поступают в специальный холодильник, а газообразные продукты сгорания топлива вместе с технологическими газами направляются в систему пылегазоочистки. В зависимости от вида технологического процесса для отопления вращающихся печей могут быть использованы: природный газ, мазут и твердое топливо в виде коксовой мелочи или угольной пыли. В качестве сжигающих устройств в барабанных вращающихся печах обычно применяют газовые горелки типа, «труба в трубе», форсунки для сжигания малосернистого мазута или специальные пылеугольные горелки.
Основными элементами вращающихся печей является корпус (барабан), приводной механизм, опорные бандажи с роликами, а также загрузочная и разгрузочная камеры.
Корпус печи представляет собой сварную металлическую трубу диаметром до 5 м и длиной до 185 м, футерованную изнутри огнеупорным кирпичом. Он опирается на специальные ролики, ширина пролета между которыми составляет для больших печей 26ч28 м. Для перемещения материала корпус наклонен к горизонту под углом 2ч3є. Привод печи, с помощью которого она вращается с частотой около 1 об/мин, состоит из электродвигателя, редуктора и зубчатой передачи. Опорные бандажи кольцевой формы воспринимают на себя всю нагрузку от веса барабана, достигающую 70-80 т. Каждый бандаж опирается на два ролика, вращающиеся вместе с бандажом во время работы печи.
1. Теоретическая часть
1.1 Проектирование печей цветной металлургии
Пути развития металлургической теплотехники достаточно разнообразны.
Развитие теоретических основ определяется необходимостью выделения главных теплофизических процессов в рабочем пространстве конкретных печных агрегатов, составления соответствующих этим процессам математических моделей с последующим их использованием для совершенствования печей и создания автоматических систем управления ими.
В практическом плане совершенствование конструкций печных агрегатов и методов их эксплуатации должно происходить в направлении создания высокопроизводительных агрегатов, отвечающих требованиям современного поточного производства с непрерывным снижением энергоемкости процессов плавления и нагрева, осуществляемых в этих агрегатах.
1.2 Общие положения
Проектирование печей проводят на основе капитальных исследований конструкции и режимов их работы, выполненных в промышленном или полупромышленном масштабе. Печи обычно проектируют в две стадии:
технический проект;
рабочие чертежи.
Ранее в несложных случаях допускали разработку взамен технического проекта упрощенной стадии - проектного задания.
Проектное задание состоит из технологического и теплового расчета печи, содержащего определение ее размеров, мощности и производительности. Обосновывают все технологические и энергетические показатели, рассчитывают устройства для сжигания топлива и подачи электроэнергии и характеристики вспомогательного оборудования.
Рассчитывают газоходную систему и устройства для очистки и утилизации газов. Изготовляют чертежи общего вида печи в различных проекциях и разрезах с указанием основных размеров и характера футеровки. Составляют смету на сооружение печи с расчетом основных объемов строительных и монтажных работ.
Технический проект отличается от проектного задания более подробными технологическими и тепловыми расчетами самой печи, ее деталей и всего вспомогательного оборудования. Кроме чертежей общего вида печи, составляют еще чертежи некоторых важнейших ее узлов (например, электродное устройство, горелки, футеровка, охлаждаемые детали и т.п.).
Рабочие чертежи печи представляют собой деталировку во всех мельчайших подробностях проектного задания или технического проекта. Изготовление печных деталей, строительство и монтаж печи осуществляют по рабочим чертежам.
Технический проект со сметой на строительство крупных металлургических печей обычно утверждают в вышестоящих организациях. Рабочие чертежи утверждаются администрацией того предприятия, на котором ведется строительство печи.
Чертежи печей выполняют с соблюдением всех правил и стандартов машиностроительного черчения. На одном или двух листах чертежной бумаги стандартного размера изображают общий вид печи в трех основных проекциях: вид сверху, сбоку и с торца. Каждая проекция имеет полный или частичный разрез по наиболее важной плоскости. Если конфигурация печи сложная, дают дополнительные проекции и разрезы. На всех разрезах показывают футеровку печи и разновидность огнеупоров. Кроме общих видов печи, в техническом проекте дают 1-2 листа важнейших деталей печи: наиболее сложных и ответственных узлов кладки, охлаждаемых элементов печи, загрузочных и выпускных отверстий, горелок, подвески электродов, деталей электрических нагревателей и т.п.
Расчет печей цветной металлургии и определение их производительности и основных размеров может осуществляться по двум методам: эмпирическому и теоретическому.
Эмпирический метод основан на использовании статистических данных заводской практики по удельной производительности и размерам печей. Расчет печи по этому методу сводится к принятию той или иной величины удельной производительности и определению по заданной суточной и принятой удельной производительности рабочей площади печи. Вычисленную таким образом рабочую площадь печи разверстывают на соответствующие линейные размеры рабочего пространства с учетом размеров существующих заводских печей. Таким образом, эмпирический метод сводится к копированию имеющейся заводской практики, без глубокого анализа и учета закономерностей протекающих в печи процессов и особенностей перерабатываемого сырья. Основным недостатком эмпирического метода является присущий ему консерватизм. Данный метод становится неприменимым при расчете нового типа печи, не имеющегося в заводской практике.
Теоретический метод основан на использовании основных положений комплексной теории работы печей и количественных закономерностей процессов, протекающих в печах. При этом методе обязательно учитывают все важнейшие физико-химические свойства перерабатываемого сырья и главные условия развития и протекания процесса горения топлива, движения газов, движения материалов и продуктов, теплообмена и физико-химических превращений сырья. Основные рабочие размеры печей определяют по формулам, выведенным на основании учета количественных закономерностей данных процессов. Эти формулы представляют математическое описание закономерностей протекания процессов в реальных условиях данной металлургической печи. Совершенство теоретического метода расчета печей зависит от степени развития теории работы печей и отражает познание существа печных процессов. По мере развития комплексной теории печей эмпирический метод будет иметь все меньшее значение и постепенно заменится теоретическим методом.
При расчете печей по эмпирическому методу обычно определяют рабочую площадь печи F или рабочий объем печей V.
При расчете печи по теоретическому методу используют формулы, описывающие общие количественные закономерности протекания важнейших печных процессов: технологического, энергетического, аэромеханического, теплообменного и механического. Кроме этих общих формул применяют и специальные, полученные математическими преобразованиями и комбинацией общих формул применительно к специфическим условиям отдельных типов печей.
2. Расчет горения топлива
Исходные данные:
СГ = 81,0; HГ = 5,8; NГ = 1,7; OГ = 9,5; SГ = 2,0; AС = 30,0; WР = 7,0.
Перевод состава топлива на рабочую массу (масс.%):
Проверка:
Мольные объёмы O2на 100 кг топлива заданного состава.
Расход кислорода на горение топлива заданного состава
Так как в топливе уже имеется 0,193 мольных объёмов O2 > из воздуха нужно добавить 5,38 - 0,193 = 5,187 мольных объёмов.
Определение теплоты сгорания топлива
2.1 Расчет процесса горения топлива при составе воздуха: O2 - 21 об.%; N2 - 79 об.%; б = 1
N2 из воздуха:
мольных объемов.
Общее количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного состава:
мольных объемов.
Количество воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
Т - теоретическая (когда все идет по стехиометрическим коэффициентам);
д - действительный удельный расход.
Определение состава и количества продуктов горения при теоретическом расходе топлива (табл. 1)
Состав и количество продуктов горения: O2 - 21 об.%; N2 - 79 об.%; коэффициент избытка воздуха б = 1
Вещество |
Мольные объемы |
Молекулярный вес |
m, кг |
Масс.% |
Об.% |
|
CO2 |
4,825 |
44 |
212,3 |
23,22 |
15,54 |
|
H2O |
2,45+1,225= = 3,675 |
18 |
66,15 |
7,24 |
11,84 |
|
SO2 |
0,127 |
64 |
8,128 |
0,89 |
0,41 |
|
N2возд |
22,38+0,038 =22,418 |
28 |
627,704 |
68,65 |
72,21 |
|
? |
31,045 |
914,282 |
100 |
100 |
VГ - объем газа = Vпр - продуктов сгорания.
; VГ = м3/кг.
При сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 6,95 м3 газа.
1 м3 газов имеет вес 1,316 кг.
Балансовая таблица сжигания топлива
O2 - 21 об.%; N2 - 79 об.%;б = 1
Приход |
m, кг |
Расход |
m, кг |
|
Топливо |
100,0 |
Продукты сгорания |
||
Воздух |
CO2 |
212,3 |
||
О2 = 5,949321 |
190,368 |
H2O |
66,15 |
|
N2 = 22,38281 |
626,64 |
SO2 |
8,128 |
|
Всего |
817,008 |
N2 |
627,704 |
|
АР |
18,80 |
|||
Всего без АР |
914,282 |
Определение калориметрической температуры горения топлива в необогащенном воздухе
i0 - начальная энтальпия.
m - масса сгоревшего топлива.
Vпр. сг. - объем продуктов сгорания, м3. Vпр. сг. = 6,95 м3/кг.
= 22897 кДж/кг.
t1 = 1800
CO2 0,24351041,48 = 253,6 ккал/м3;
H2O 0,0642819,18 = 52,6 ккал/м3;
SO2 0,00331000,80 = 3,3 ккал/м3;
N20,6891632,16 = 435,62 ккал/м3;
t2 = 2100
CO2 0,24351238,79 = 301,645 ккал/м3;
H2O 0,0642984,68 = 63,22 ккал/м3;
SO2 0,00331265,00 = 4,175 ккал/м3;
N2 0,6891748,02 = 515,461 ккал/м3;
Рисунок 1
2.2 Расчет процесса горения топлива при составе воздуха: O2 - 30 об.%; N2 - 70 об.%; б = 1
N2 из воздуха:
мольных объемов.
Общее количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного состава:
мольных объемов.
Количество воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
Определение состава и количества продуктов горения при теоретическом расходе топлива (табл. 3)
Состав и количество продуктов горения: O2 - 30 об.%; N2 - 70 об.%; коэффициент избытка воздуха б = 1
Вещество |
Мольные объемы |
Молекулярный вес |
m, кг |
Масс.% |
Об.% |
|
CO2 |
4,394 |
44 |
193,336 |
32,98 |
22,72 |
|
H2O |
2,835 |
18 |
51,03 |
8,71 |
14,7 |
|
SO2 |
0,041 |
64 |
2,624 |
0,45 |
0,21 |
|
N2возд |
12,09+0,028 =12,118 |
28 |
339,304 |
57,87 |
62,7 |
|
? |
19,338 |
586,294 |
100 |
100 |
VГ = Vпр. сг.
; VГ = м3/кг.
При сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 4,33 м3 газа.
1 м3 газов имеет вес 1,35 кг.
Балансовая таблица сжигания топлива
O2 - 30 об.%; N2 - 70 об.%;б = 1
Приход |
m, кг |
Расход |
m, кг |
|
Топливо |
100,0 |
Продукты сгорания |
||
Воздух |
CO2 |
193,336 |
||
О2 = 5,187321 |
172,608 |
H2O |
53,03 |
|
N2 = 12,118281 |
339,304 |
SO2 |
2,624 |
|
Всего |
511,912 |
N2 |
339,304 |
|
АР |
27,9 |
|||
Всего без АР |
588,294 |
Определение калориметрической температуры горения топлива в обогащенном воздухе
i0 - начальная энтальпия.
m - масса сгоревшего топлива.
Vпр. сг. - объем продуктов сгорания, м3. Vпр. сг. = 4,33 м3/кг.
= 20211,462 кДж/кг.
t1 = 1800
CO2 0,32981041,48 = 343,480 ккал/м3;
H2O 0,0871819,18 = 71,351 ккал/м3;
SO2 0,26241000,80 = 262,6 ккал/м3;
N20,3393632,16 = 214,492 ккал/м3;
t2 = 2100
CO20,32981238,79 = 408,553 ккал/м3;
H2O0,0871984,68 = 85,766 ккал/м3;
SO20,26241265,00 = 331,936 ккал/м3;
N20,3393748,02 = 253,803 ккал/м3;
Рисунок 2
2.3 Расчет процесса сгорания топлива в атмосфере чистого O2: O2 - 100 об.%; б = 1
N2 из воздуха:
Общее количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного состава:
мольных объемов.
Количество воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
Определение состава и количества продуктов горения при теоретическом расходе топлива (табл. 5)
Состав и количество продуктов горения: O2 - 100 об.%; б = 1
Вещество |
Мольные объемы |
Молекулярный вес |
m, кг |
Масс.% |
Об.% |
|
CO2 |
4,394 |
44 |
193,336 |
32,98 |
58,87 |
|
H2O |
2,835 |
18 |
51,03 |
8,71 |
40,15 |
|
SO2 |
0,041 |
64 |
2,624 |
0,45 |
0,58 |
|
N2 (в топливе) |
0,028 |
28 |
0,784 |
0,33 |
0,4 |
|
? |
7,061 |
239,346 |
100 |
100 |
; VГ = м3/кг.
При сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 1,58 м3 газа.
1 м3 газов имеет вес 1,515 кг.
Балансовая таблица сжигания топлива
O2 - 100 об.%; б = 1
Приход |
m, кг |
Расход |
m, кг |
|
Топливо |
100,0 |
Продукты сгорания |
||
Воздух |
CO2 |
182,908 |
||
О2 = 5,187321 |
165,984 |
H2O |
53,03 |
|
Всего |
165,984 |
SO2 |
2,624 |
|
N2 |
0,784 |
|||
АР |
27,9 |
|||
Всего без АР |
239,346 |
Определение калориметрической температуры горения топлива
i0 - начальная энтальпия.
m - масса сгоревшего топлива.
Vпр. сг. - объем продуктов сгорания, м3. Vпр. сг. = 1,58 м3/кг.
= 20211,462 кДж/кг.
t1 = 1800
CO2 0,76421041,48 = 795,89 ккал/м3;
H2O 0,5303819,18 = 434,411 ккал/м3;
SO2 0,026241000,80 = 26,26 ккал/м3;
N20,0784632,16 = 49,56 ккал/м3;
t2 = 2100
CO20,76421238,79 = 946,683 ккал/м3;
H2O0,5303984,68 = 522,18 ккал/м3;
SO20,026241265,00 = 32,96 ккал/м3;
N20,0784748,02 =61,48 ккал/м3;
Рисунок 3
2.4 Расчет процесса горения топлива при составе воздуха: O2 - 21 об.%; N2 - 79 об.%; б = 1,3
N2 из воздуха:
мольных объемов.
Общее количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного состава:
мольных объемов.
Количество воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
д - действительный удельный расход.
Определение состава и количества продуктов горения при действительном расходе топлива (табл. 7)
Состав и количество продуктов горения: O2 - 21 об.%; N2 - 79 об.%; коэффициент избытка воздуха б = 1,3
Вещество |
Мольные объемы |
Молекулярный вес |
m, кг |
Масс.% |
Об.% |
|
CO2 |
4,394 |
44 |
193,336 |
20,12 |
13,70 |
|
H2O |
2,835 |
18 |
51,03 |
5,52 |
8,84 |
|
SO2 |
0,041 |
64 |
2,624 |
0,273 |
0,13 |
|
N2возд |
19,48+0,028 =19,508 |
28 |
546,224 |
56,84 |
60,83 |
|
O2возд |
5,187 |
32 |
165,984 |
17,24 |
16,17 |
|
? |
31,965 |
960,944 |
100 |
100 |
VГ = м3/кг.
При сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 7,38 м3 газа.
1 м3 газов имеет вес 1,30 кг.
Балансовая таблица сжигания топлива
O2 - 21 об.%; N2 - 79 об.%;б = 1,3
Приход |
m, кг |
Расход |
m, кг |
|
Топливо |
100,0 |
Продукты сгорания |
||
Воздух |
CO2 |
193,336 |
||
О2 = 5,178321,3 |
215,779 |
H2O |
51,03 |
|
N2 = 19,51281,3 |
710,164 |
SO2 |
2,624 |
|
Всего |
925,943 |
N2 |
546,224 |
|
АР |
27,9 |
|||
O2 |
165,984 |
|||
Всего без АР |
987,098 |
Определение калориметрической температуры горения топлива в необогащенном воздухе
i0 - начальная энтальпия.
m - масса сгоревшего топлива.
Vпр. сг. - объем продуктов сгорания, м3. Vпр. сг. = 7,38 м3/кг.
= 20211,462 кДж/кг.
t1 = 1800
CO20,21041,48 = 208,296 ккал/м3;
H2O 0,51819,18 = 417,78 ккал/м3;
SO2 0,0261000,80 = 26,02 ккал/м3;
N20,57632,16 = 369,33 ккал/м3;
O20,17668,88 = 113,71 ккал/м3;
t2 = 2100
CO20,21238,79 = 247,79 ккал/м3;
H2O 0,51984,68 = 502,19 ккал/м3;
SO2 0,0261265,00 = 32,89 ккал/м3;
N20,57748,02 = 369,33 ккал/м3;
O20,17791,7 = 113,71 ккал/м3;
Рисунок 4
2.5 Расчет процесса горения топлива при составе воздуха: O2 - 30 об.%; N2 - 70 об.%; б = 1,3
N2 из воздуха:
мольных объемов.
Общее количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного состава:
мольных объемов.
Количество воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
Определение состава и количества продуктов горения при действительном расходе топлива (табл. 9)
Состав и количество продуктов горения: O2 - 30 об.%; N2 - 70 об.%; коэффициент избытка воздуха б = 1,3
Вещество |
Мольные объемы |
Молекулярный вес |
m, кг |
Масс.% |
Об.% |
|
CO2 |
4,394 |
44 |
193,336 |
22,58 |
15,57 |
|
H2O |
2,835 |
18 |
53,01 |
6,19 |
10,05 |
|
SO2 |
0,041 |
64 |
2,624 |
0,31 |
0,15 |
|
N2возд |
12,101,3+0,028 =15,758 |
28 |
441,224 |
53,48 |
55,85 |
|
O2возд |
5,187 |
32 |
165,984 |
19,39 |
18,38 |
|
? |
28,215 |
856,178 |
100 |
100 |
VГ = м3/кг.
При сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 6,32 м3 газа.
1 м3 газов имеет вес 1,35 кг.
Балансовая таблица сжигания топлива
O2 - 30 об.%; N2 - 70 об.%;б = 1,3
Приход |
m, кг |
Расход |
m, кг |
|
Топливо |
100,0 |
Продукты сгорания |
||
Воздух |
CO2 |
193,336 |
||
О2 = 5,187321,3 |
215,78 |
H2O |
51,03 |
|
N2 = 12,10281,3 |
440,44 |
SO2 |
2,624 |
|
Всего |
656,22 |
N2 |
441,224 |
|
АР |
27,9 |
|||
O2 |
165,984 |
|||
Всего без АР |
854,198 |
Определение калориметрической температуры горения топлива в обогащенном воздухе
Vпр. сг. = 6,32 м3/кг.
= 20211,462 кДж/кг.
t1 = 1800
CO2 0,231041,48 = 239,54 ккал/м3;
H2O 0,062819,18 = 50,79 ккал/м3;
SO2 0,0031000,80 = 3,002 ккал/м3;
N20,535632,16 = 338,21 ккал/м3;
O20,194668,88 = 129,76 ккал/м3;
t2 = 2100
CO2 0,231238,79 = 284,92 ккал/м3;
H2O 0,062984,68 = 61,05 ккал/м3;
SO2 0,0031265,00 = 3,795 ккал/м3;
N2 0,535748,02 = 400,19 ккал/м3;
O20,194791,7 = 153,59 ккал/м3;
Рисунок 5
Расчет процесса сгорания топлива в атмосфере чистого O2: O2 - 100 об.%;
б = 1,3.
N2 из воздуха:
Общее количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного состава:
мольных объемов.
Количество воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
Определение состава и количества продуктов горения при действительном расходе топлива (табл. 11)
Состав и количество продуктов горения: O2 - 100 об.%; б = 1,3
Вещество |
Мольные объемы |
Молекулярный вес |
m, кг |
Масс.% |
Об.% |
|
CO2 |
4,394 |
44 |
193,336 |
46,72 |
35,20 |
|
H2O |
2,835 |
18 |
51,03 |
12,33 |
22,71 |
|
SO2 |
0,041 |
64 |
2,624 |
0,24 |
0,12 |
|
N2 (в топливе) |
0,028 |
28 |
0,784 |
0,634 |
0,33 |
|
O2возд |
5,187 |
32 |
165,984 |
40,12 |
41,55 |
|
? |
12,485 |
413,761 |
100 |
100 |
; VГ = м3/кг.
При сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 2,8 м3 газа.
1 м3 газов имеет вес 1,48 кг.
Балансовая таблица сжигания топлива
O2 - 100 об.%; б = 1,3
Приход |
m, кг |
Расход |
m, кг |
|
Топливо |
100,0 |
Продукты сгорания |
||
Воздух |
CO2 |
193,336 |
||
О2 = 5,187321,3 |
215,78 |
H2O |
51,03 |
|
Всего |
215,78 |
SO2 |
2,624 |
|
N2 |
0,784 |
|||
АР |
27,9 |
|||
O2 |
165,984 |
|||
Всего без АР |
413,761 |
Определение калориметрической температуры горения топлива в обогащенном воздухе
Vпр. сг. = 2,8 м3/кг.
= 20211,462 кДж/кг.
t1 = 1800
CO2 0,46721041,48 = 486,58 ккал/м3;
H2O 0,1233819,18 = 101 ккал/м3;
SO2 0,00241000,80 = 2,40 ккал/м3;
N20,0063632,16 = 3,98 ккал/м3;
O20,4012668,88 = 268,355 ккал/м3;
t2 = 2100
CO20,46721238,79 = 578,763 ккал/м3;
H2O0,1233984,68 = 121,411 ккал/м3;
SO20,00241265,00 = 3,036 ккал/м3;
N20,0063748,02 =4,71 ккал/м3;
O2 0,4012791,70 = 317,63 ккал/м3;
Рисунок 6
3. Итоговая таблица. Характеристика различных условий процесса горения топлива
Все полученные результаты сгорания топлива при различных условиях приведены в таблице.
Характеристика различных условий процесса горения топлива
Сравнительная таблица |
|||||||
О2 = 21 об.% |
О2 = 30 об.% |
О2 = 100 об.% |
|||||
б =1 |
б =1,3 |
б =1 |
б =1,3 |
б =1 |
б =1,3 |
||
Qрнизш. |
27029,64 (мДж / кг) |
||||||
СО2, кг |
261,316 |
261,316 |
261,316 |
261,316 |
261,316 |
261,316 |
|
Н2О, кг |
35,766 |
35,766 |
35,766 |
35,766 |
35,766 |
35,766 |
|
SO2, кг |
4,992 |
4,992 |
4,992 |
4,992 |
4,992 |
4,992 |
|
N2, кг |
723,184 |
939,764 |
449,036 |
583,380 |
1,232 |
1,232 |
|
О2, кг |
- |
65,798 |
- |
65,798 |
- |
65,798 |
|
Vг, м3/кг |
7,578 |
9,772 |
5,385 |
6,921 |
1,803 |
2,263 |
|
, кг/м3 |
1,353 |
1,338 |
1,398 |
1,374 |
1,682 |
1,631 |
|
, кг |
1025,258 |
1307,636 |
751,110 |
951,252 |
303,306 |
369,104 |
|
tк, 0С |
2032,3 |
1663,4 |
2640,7 |
2176,3 |
5763,9 |
4942,3 |
|
tд, 0С |
1524,2 |
1247,5 |
1980,5 |
1632,2 |
4322,9 |
3706,7 |
Заключение
В результате проделанной работы мы познакомились с основными видами обжига колчедана, со строением печи для обжига во взвешенном состоянии, и ее характеристиками, а также рассчитали процесс сгорания топлива в печи при различных условиях.
На первоначальном этапе была собрана вся информация, необходимая для дальнейшего исследования металлургического процесса, в дальнейшем, мы рассмотрели все процессы и их структуру, которые возникают внутри обжиговой печи, ознакомились с ее функциональными способностями.
Во второй части работы, рассчитали процесс сгорания топлива в печи при различных условиях и составили итоговую таблицу по полученным результатам расчета. По итоговой таблице, составили вывод о том, что, во-первых, разумнее будет использовать для данной печи условия сгорания топлива на воздухе, не обогащенным кислородом (О2 = 21 об.%), но с коэффициентом избытка кислорода (б =1,3), потому что система сжигания топлива в печи не является изолированной, возможна потеря кислорода, и поэтому необходим избыток в качестве 30% кислорода (О2). Во-вторых, печь, с нижней подачей для обжига топлива, уже имеет в своей конструкции приборы с дополнительной подачей воздуха, что обеспечивает стабильную поддержку необходимой температуры в печи, и поэтому нам не нужны другие условия сжигания топлива так, как температура, достаточно, высокая и внутренний футеровочный материал печи будет быстрее изнашиваться, что со всем не экономично для производства. Внутри печи, обжигающиеся топливо в кипящем слое выглядит в виде аэросмеси, и при данных условиях выброс всех вредных летучих соединений и образования золы будет значительно меньше, а значит получение большего количества необходимого продукта.
Несмотря на простоту всех приведенных методов, они представляют собой мощный механизм повышения качества продукции и могут использоваться для решения весьма обширного круга задач, когда необходимо принять решение в условиях действия многочисленных влияющих на процесс факторов.
Список использованной литературы
1. Прибытков И.А. Теоретические основы теплотехники: учеб. - М.; Академия, 2004-463 с.
2. Клец В.Э., Немчинова Н.В., Кокорин В.С. Основы пирометаллургических производств: учеб. пособие - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009-144 с.
3. Самохвалов В.Г. Металлургические электропечи: учеб. пособие. - М.: Теплотехник, 2009-304 с.
4. Процессы и аппараты цветной металлургии: учеб. для вузов / С.С. Набойченко, Н.Г. Агеев, А.П. Дорошкевич [и др.], Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005-700 с.
5. Кузьмина М.Ю. Теплотехника: программа и метод. указания к выполнению курсового проекта - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2005-76 с.
6. http://termopower.ru/tverdoe_toplivo/24-kamennyy-ugol.html.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Методика расчета горения топлива на воздухе: определение количества кислорода воздуха, продуктов сгорания, теплотворной способности топлива, калориметрической и действительной температуры горения. Горение топлива на воздухе обогащённым кислородом.
курсовая работа [121,7 K], добавлен 08.12.2011Полезная тепловая нагрузка печи. Расчет процесса горения топлива в печи. Коэффициент избытка воздуха. Построение диаграммы продуктов сгорания. Тепловой баланс процесса горения. Подбор котла-утилизатора. Расчет испарительной поверхности, экономайзера.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 03.12.2012Определение основных параметров процесса сжигания топлива при заданных температурных условиях печи. Режим сжигания, состав и объем продуктов сгорания. Методика и этапы конструирования ограждений печи. Расчет теплового баланса, сожигательного устройства.
курсовая работа [213,9 K], добавлен 22.10.2012Устройство и принцип работы регенеративного теплообменника. Характеристика материалов, используемых для кладки печи, а также основные требования, предъявляемые к их химическим и механическим свойствам. Расчет горения топлива и параметров регенератора.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 17.12.2014Технология мокрого способа производства. Основные физико-химические процессы, протекающие при тепловой обработке портландцемента. Расчет горения топлива. Материальный баланс по сырью. Контроль соблюдения и регулирования режима работы вращающейся печи.
курсовая работа [191,3 K], добавлен 12.05.2014Расчет горения топлива. Определение параметров нагрева металла и теплообмена в печи: в методической, сварочной зоне, время томления металла. Тепловой баланс: расход топлива и тепла, неучтенные потери тепла. Расчет рекуператора для подогрева воздуха.
курсовая работа [338,1 K], добавлен 14.05.2012Область горения частицы топлива в топке котельного агрегата при заданной температуре. Расчет времени выгорания частиц топлива. Условия выгорания коксовой частицы в конечной части прямоточного факела. Расчет константы равновесия реакции, метод Владимирова.
курсовая работа [759,2 K], добавлен 26.12.2012Основы тепловой работы камерной садочной печи для цилиндрических заготовок; характеристика и условия процессов; технологический режим нагрева металла. Расчет параметров внешнего теплообмена, горения топлива, воздушного тракта, к.п.д. и производительности.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 07.12.2012Материальный и тепловой балансы процесса сушки. Технические параметры сушилки. Расчет параметров горения топлива, удельных и часовых расходов теплоты и теплоносителя на процесс сушки. Подбор циклонов и вентиляторов, расчет аэродинамических сопротивлений.
курсовая работа [172,6 K], добавлен 24.06.2014Расчет горения топлива. Объёмы компонентов продуктов сгорания, истинная энтальпия. Время нагрева металла в печи с плоскопламенными горелками. Расчет основных размеров печи. Определение расхода топлива. Выбор горелок для нагрева круглых труб в пакетах.
контрольная работа [364,2 K], добавлен 07.08.2013