Теплотехнические установки и агрегаты предприятий производства стекла
Особенность действующих тепловых агрегатов, технико-экономическое обоснование выбора конструкции. Вычисление расхода тепла на процесс стеклообразования. Определение основных размеров ванной стекловаренной печи. Подсчет сечений каналов и газоходов.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 22.05.2016 |
Размер файла | 470,1 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/
Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет химической технологии и техники
Кафедра технологии стекла и керамики
Специальность химическая технология неорганических веществ, материалов и изделий
Специализация «Технология стекла и ситаллов»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
КУРСОВОЙ РАБОТЫ
по дисциплине «Теплотехнические установки и агрегаты предприятий производства стекла»
Тема: Ванная стекловаренная печь
Исполнитель
Гулевич Е.Н.
Руководитель
Павлюкевич Ю.Г.
Минск 2016
Реферат
Пояснительная записка 52 с., 6 рисунков, 12 таблиц, 8 источников.
СТЕКЛОВАРЕНИЕ, ВАННАЯ ПЕЧЬ, ЛИСТОВОЕ СТЕКЛО, ШИХТА, РЕГЕНЕРАТОР, ДЫМОВАЯ ТРУБА, ВАРОЧНЫЙ БАССЕЙН, ГОРЕЛКА
Объектом проектирования является ванная стекловаренная печь для варки листового стекла выработанного флоат-способом.
Цель проекта ? конструктивный и теплотехнический расчёт печи.
В курсовом проекте приведен литературный обзор, в котором описаны конструкции и характеристики основных типов ванных стекловаренных печей, используемых для варки листового стекла.
Приведен анализ литературного обзора, на конструкцию печи принятой к расчету. Выполнен расчет стекловаренной регенеративной печи с поперечным направление пламени, производительностью 780 т/сут. Произведены расчеты горения топлива, расхода тепла на процесс стеклообразования, определены основные размеры ванной стекловаренной печи, выбраны огнеупоры для кладки различных частей печи, рассчитан тепловой баланс печи, показатели эффективности работы печи, регенератор, сечения каналов и газоходов, произведен аэродинамический расчёт печи, дымовой трубы и подобран вентилятор, КПД, расход газа на варку.
Графический материал включает:
- план печи - 1 лист А1;
- разрезы 2-2 и 3-3 - 2 листа А1.
Введение
Основным агрегатом в производстве изделий из стекла является стекловаренная печь. Она предназначена для получения стекломассы из смеси сырьевых материалов (шихты) и боя стекла в условиях высоких температур.
Рабочая камера состоит из варочного бассейна (зоны варки и дегазации), выработочного бассейна (зоны студки и выработки) и газового пространства, находящегося над бассейном.
Процесс варки стекла очень сложен и состоит из пяти основных стадий: силикатообразования, стеклообразования, осветления, гомогенизации и студки. Каждый элементарный объем стекломассы проходит все пять стадий варки. В промышленных стекловаренных печах четкого разделения процесса варки на отдельные стадии нет. Превращение шихты в стекломассу происходит в результате воздействия теплоты, выделяющейся при сжигании топлива или прохождении электроэнергии.
Регенеративная стекловаренная печь с поперечным направлением пламени используется для варки стёкол, которые вырабатываются механизированным или массовым способом. Достоинством этих печей является возможность регулирования температурного и газового режима по длине печи, что достигается регулированием расхода газа и воздуха на каждую горелку. Для уменьшения конвекционных потоков между варочным и выработочным бассейнами печи предусматривают устройство пережима. Горелки располагают по продольным сторонам печи, что позволяет регулировать температуру по длине печи. Загрузку печи устраивают с её торца.
Наварка стекломассы осуществляется в восстановительных условиях при температуре 1510°С.
В разрабатываемом проекте состав листового бесцветного стекла следующий, масс.%: SiO2 - 72,75; Al2O3 - 1,399; CaO - 9,22; MgO - 3,146; Na2O - 13,36; Fe2O3 - 0,125.
Так как стекло бесцветное, то красители в стекло не вводятся, а в качестве осветлителя вводится Na2SO4 в сочетании с восстановителем - углём.
Для аккумуляции тепла отходящих газов и последующей отдачи его нагреваемому воздуху используются теплообменные устройства периодического действия - регенераторы, которых на печи устанавливается парное количество. При проектировании данного теплотехнического агрегата использовались вертикальные регенераторы.
1. Анализ действующих тепловых агрегатов, технико-экономическое обоснование выбора конструкции печи и её описание
Основным агрегатом в производстве изделий из стекла является стекловаренная печь. Она предназначена для получения стекла из смеси сырьевых материалов (шихты) и боя стекла в условиях высоких температур.
Процесс варки стекла очень сложен и состоит из пяти основных стадий: силикатообразования, стеклообразования, осветления, гомогенизации и студки. Каждый элементарный объем стекломассы проходит все пять стадий варки. В промышленных стекловаренных печах четкого разделения процесса варки на отдельные стадии нет. Превращение шихты в стекломассу происходит в результате воздействия теплоты, выделяющейся при сжигании топлива или прохождении электроэнергии.
Конструкция стекловаренной печи определяется видом используемого топлива, составом и свойствами стекломассы, способом выработки изделий и производительностью печи.
Состав и свойства стекломассы зависят от условий варки и выработки изделий и регламентируют производительность стекловаренных печей.
Для работы печи необходимо материалу передать необходимое количество теплоты, развить высокие температуры. Температура - основной фактор, влияющий на скорость стекловарения. Повышение производительности печи позволяет снизить удельный расход топлива, повышает ее коэффициент полезного действия.
В современных стекловаренных печах используют высококалорийное топливо: природный газ, жидкое топливо, сжиженные углеродные газы, которые позволяют развивать необходимые для варки температуры и организовать факел с требуемыми свойствами.
Современные печи классифицируют по принципу работы, способу нагрева, устройству рабочей камеры, направлению движения газов, способу использования теплоты отходящих газов и способу разделения бассейна и пламенного пространства.
По принципу работы применяют печи непрерывного действия (ванные печи), периодические печи (ванные и горшковые).
В печах непрерывного действия все стадии стекловарения протекают одновременно в разных частях печи, в печах периодического действия все стадии варки протекают в одном и том же объеме, но последовательно во времени.
Стекловаренные печи непрерывного действия применяют для производства листового, технического и профильного стекла, бутылок и консервных банок, сортовой посуды, труб, парфюмерной и медицинской тары, светотехнических изделий, стекловолокна и др. по приложению [3] с.133.
Стекловаренные печи периодического действия применяют в производстве оптических, цветных, специальных технических и тому подобных изделий.
По способу нагрева можно выделить:
а) пламенные печи; источником тепловой энергии является сжигаемое газообразное или жидкое топливо;
б) электрические печи; источником тепловой энергии является электрический ток;
в) пламенно-электрические печи; в них предусмотрен комбинированный нагрев.
По способу выделения теплоты электрические печи подразделяются на печи сопротивления (прямого и косвенного), дуговые печи, индукционные печи. Наиболее распространены печи сопротивления.
По устройству рабочей камеры печи могут быть горшковыми и ванными (непрерывного и периодического действия). Чаще всего применяют ванные печи непрерывного действия как более экономичные и как печи, которые могут быть высокопроизводительными.
По направлению движения газов печи разделяют на горшковые и ванные.
По направлению движения пламени горшковые печи могут быть с нижним (обращенным), верхним, нисходящим пламенем; ванные печи -- с поперечным, подковообразным, продольным пламенем; кроме того, с противоточным или прямоточным движением газов и шихты.
По способу использования тепла отходящих газов можно выделить печи с регенеративной системой подогрева воздуха или низкокалорийного газа, печи с рекуперативной системой подогрева воздуха.
По способу разделения бассейна и пламенного пространства распространены печи с общим бассейном, разделенные лодками и другими устройствами; проточные с разделённым бассейном; проточные с разделённым пламенным пространством (экраном и глухой стеной) по приложению [3] стр.133.
В промышленности для варки большинства стёкол применяют ванные печи непрерывного действия, а для варки и выработки специальных стёкол в небольших количествах - ванные печи периодического действия.
В ванных печах варку стекла производят в бассейне, выложенном из стойких огнеупорных материалов.[3].
Ванные печи периодического действия могут быть с поперечным направлением пламени, как показано на рисунке 1.1, и с подковообразным направление пламени, конструкция приведена на рисунке 1.2.
Приведенные конструкции ванных печей периодического действия применяют для варки светотехнических, клинкерных и специальных стёкол. Температура варки 1480 -1600 єС, температура выработки 1230 -1380° С. Глубина бассейна 400 -700 мм. Длительность варки и выработке составляет 24 - 48 ч. Производительность периодических печей до 5 т за один цикл.
Для повышения однородности стекла в печах периодического действия используют перемешивание или бурление стекломассы. Один из недостатков печей периодического действия - повышенный износ брусьев бассейна из-за частых колебаний температур и снижения уровня стекломассы при выработке на 150мм.
Рабочая камера печи периодического действия представляет собой ванну-бассейн, выложенный из стойких огнеупорным материалов. Над бассейном расположено пламенное пространство, ограниченное боковыми стенами и сводом. Изделия вырабатывают в основном вручную, через окна расположенные в продольной стене пламенного пространства.
Для отопления ванных печей периодического действия используют газообразное и жидкое топливо. Воздух подогревают в регенераторах.
Ванные печи периодическое действия имеют ряд преимуществ по сравнению с горшковыми: в ванных печах лучше используется объем рабочей камеры, не требуется трудоемкое горшковое хозяйство.
Размер бассейна печи периодического действия определяется по удельному съему стекломассы (кг/м2). По практическим данным площадь бассейна ванной печи периодического действия составляет 1-5 мІ, глубина 400--600 мм.
Рисунок 1.1 - Ванная печь периодического действия с подковообразным направлением пламени
1 - ванна; 2 - горелка; 3 - рекуператор; 4 - выработочные окна.
В ванных печах непрерывного действия различают варочную часть (зоны варки и осветления), выработочную часть (зоны студки и выработки), конструкция которых приведена на рисунке 1.3.
По направлению движения газов относительно поверхностного потока ванные регенеративные печи могут быть с поперечным, продольным и подковообразным направлением пламени. В данном курсовом проекте будет спроецирована регенеративная ванная стекловаренная печь с поперечным направлением пламени, проточная. Ниже будут приведены обоснование выбора и описание данной теплотехнической конструкции.
В регенеративных печах с площадью варочной части свыше 50 мІ, как правило, используют поперечное направление пламени. При поперечном направлении пламени горелки располагают по продольным сторонам печи, что позволяет регулировать температуру по длине печи. Загрузку печи устраиваю с ее торца. Достоинством таких печей является возможность регулирования температурного газового режима по длине печи, что достигается регулированием расхода газа и воздуха на каждую горелку.
Рисунок 1.3 - Конструкция ванных печей
а - регенеративная с поперечным пламенем, протоком, решётчатым экраном; б - регенеративная с поперечным пламенем, протоком, разделёнными бассейнами; в -регенеративная с поперечным пламенем, протоком; г - рекуперативная с подковообразным пламенем, протоком; д - регенеративная с продольным пламенем, протоком; е -регенеративная с поперечным пламенем, заградительными лодками; ж -с поперечным пламенем без выработочного бассейна; и, к - прямого нагрева с протоком; л - периодического действия с поперечным пламенем.
Достоинством таких печей является простота конструкции, нет сложных систем дымовоздушных каналов, а так же они более высокоэффективны, тепло отходящих газов используется лучше, так как длина факела больше, чем в печах с поперечным направлением пламени, лучше теплопередача.
Но не смотря на все достоинства печей с подковообразным направлением пламени, в данном курсовом проекте для производства листового стекла выбрана ванная регенеративная печь с поперечным направлением пламени, так как она более пригодна для производства данного типа стёкол, характеризуется большим удельным съёмом стекломассы, по условию проекта не требуется разделение выработочной части на несколько бассейнов, так как производится один вид стекла. Характеристика ванных стекловаренных печей различных конструкций приведена в таблице 1.1. [1] c.106.
Таблица 1.1 - Характеристика ванных стекловаренных печей различных конструкций
Печь |
Продукция |
Бассейн |
Удельный съём, кг/ (мІ·сут) |
КПД печи, % |
||||||
варочный |
выработочный |
|||||||||
ширина, м |
длина, м |
глубина, м |
площадь, мІ |
площадь, мІ |
глубина, м |
|||||
Регенеративная с поперечным факелом |
Листо-вое стекло |
6 - 11 |
18 - 46 |
1,5 - 1,6 |
50 - 500 |
50 - 200 |
1,2 |
800 - 2300 |
18 - 40 |
|
То же, но с протоком |
Бутылочное, тарное стекло, стекло-блоки |
4 - 8 |
8 - 20 |
0,9 - 1,2 |
50 - 150 |
5 - 15 |
0,6 - 1,2 |
1300 - 2500 |
15 - 40 |
|
С протоком и подковообразным пламенем |
Штучные изделия из сорто-вого, аптека-рского и друго-го стекла |
2,5 - 6 |
2,5 - 8 |
0,6 - 1,2 |
10 - 50 |
2 - 15 |
0,3 - 0,6 |
350 - 800 |
10 - 20 |
|
С протоком прямого нагрева |
То же, стекло-волок- но |
0,8 - 3 |
4 - 20 |
0,5 - 1,2 |
До 30 |
- |
0,5 - 0,9 |
400 - 1100 |
10 - 30 |
Ванные печи непрерывного действия с заграждением (лодками) или без заграждения, с развитой конвекцией применяют для производства листового стекла различными методами: вертикального вытягивания, горизонтального вытягивания, методом проката. В настоящее время используют главным образом ванные печи без конструктивного разделения бассейна в зоне стекломассы. Схемы ванных печей листового стекла приведены на рисунке 1.5.
Пламенное пространство такой печи разделяется экраном на границе между варочным и студочным бассейнами. Направление движения газов поперечное; использование теплоты отходящих газов для подогрева воздуха или низкокалорийного газа регенеративное. Площадь варочного бассейна составляет 100-300 м2; площадь студочного бассейна составляет 50-150% площади варочного бассейна; глубина варочного бассейна 1,5 м, студочного - 1,2 м; глубина машинного канала 0,9 м; ширина варочного бассейна 7-10 м, студочного - 5-6 м.
Наиболее целесообразно строительство мощных ванных печей большой производительности, так как удельный съем увеличивается с увеличением размеров печи, снижаются удельные тепловые потери и себестоимость продукции.
Печи с протоком применяют для производства штучного стекала: тарного, сортового, электровакуумного, парфюмерной и аптекарской тары и др. Устройство протока позволяет уменьшить конвекционный поток (свести к нулю коэффициент потока) между варочным и выработочным бассейнами печи, отбирать стекломассу из варочного бассейна более охлажденную и наиболее проваренную. Для улучшения регулирования режимов варочного и выработочного бассейнов их разделяют по пламенному пространству экраном или выработочный бассейн отделяют полностью от варочного, предусмотрев самостоятельное отопление и отвод газов.
Применение того или иного типа протока печи зависит от состава стекла, производительности печи и применяемых огнеупоров. Обычно на практике сечение протока составляет 300 - 400 Ч 600 - 700 мм, длина 1000 - 1300 мм.[3] c.145.
Основным типом печи с протоком при площади варочного бассейна свыше 40-50м2 является регенеративная печь с поперечным направлением газов, конструкция которой приведена на рисунке 1.7.
Рисунок 1.7 - Регенеративная ванная печь с протоком
В последнее время все больше применяют печи с малым выработочным бассейном или вместо выработочного бассейна используют каналы, соединяющие варочный бассейн с выработочными устройствами. Уменьшение выработочного бассейна позволяет увеличить производительность печи за счет увеличения варочного бассейна, повысить качество стекломассы.
Несмотря на значительные усовершенствования малых регенеративных печей с протоком (площадью варочного бассейна до 30 - 40 мІ), тепловой коэффициент полезного действия таких печей остается низким (8 - 15%), а стоимость их сооружения высокая.
Горелка стекловаренной печи предназначена для смешения топлива и воздуха и подачи смеси в пламенное пространство, а также для организации факела и отвода продуктов горения топлива.
В современных стекловаренных печах в основном используют шахтные факельные горелки. Горение топлива в этих горелках происходит с коэффициентом избытка воздуха б = 1,05 - 1,3. Горелки ванных регенеративных печей, отапливаемых высококалорийным топливом, представляют собой каналы, по которым топливо подводят с торца или снизу под углом в поток воздуха, поступающий от генераторов. Для улучшения смешивания газа и воздуха и направления факела на поверхность стекломассы уклон верхнего свода горелки и арки влёта следует выполнять под углом 20-25°. Скорость воздуха в печах с поперечным направлением пламени должна быть 3 - 4м/с и в печах с подковообразным направлением пламени 5 - 7м/с. Скорость воздуха в горизонтальных каналах составляет 6 - 8 м/с.
Конструкция горелок стекловаренной печи должна обеспечивать определенные условия сжигания топлива:
- образующийся факел должен быть светящимся, высокотемпературным, оптимальной длины, с максимальным покрытием пламенем поверхности шихты и стекломассы;
- горючие компоненты и частицы сажистого углерода должны догорать раньше, чем продукты горения покинут пламенное пространство печи;
- сжигаемый газ не должен снижать качество стекломассы (закрашивание и появление пузырей в стекломассе);
- температурный режим в печах с поперечным направлением пламени должен регулироваться расходом топлива на горение, в печах с подковообразным направлением пламени - тепловыделением по длине факела.
На сегодняшний день в стекольной промышленности наибольшее распространение получили следующие способы подвода топлива: боковой двусторонний и односторонний; снизу у ступени горелки; сверху через свод; со стороны торцевой стенки горелки и др.
Боковой способ подвода топлива через щечки горелки дает возможность регулировать длину факела и тепловую мощность печи, прост в эксплуатации. При боковом подводе топлива место установки сопел от начала влета должно находится на расстоянии, равном половине ширины влета. Подвод газа производится под углом 30 - 45°.
Нижний подвод топлива обеспечивает хорошее смешение топлива с воздухом, лучшую настильность факела, стабильность и возможность регулирования температурного режима по зонам печи. Нижний подвод топлива может использоваться на печах любой производительности.
Подвод топлива в торцевую стенку горелки обеспечивает высокотемпературный, хорошо организованный, направленный на стекломассу
факел. Единственным существенным недостатком этого способа подачи топлива является сравнительно интенсивный износ влёта, также определённая сложность конструкции шахтной горелки.[1] c.124.
Температура газов, выходящих из рабочего пространства печи, составляет 1500 - 1600° С. Теплоту отходящих газов используют для подогрева воздуха, генераторного газа, получения пара или подогрева воды. Для использования теплоты отходящих газов предусматривают теплообменные устройства периодического действия - регенераторы.
Использование теплоты отходящих газов повышает тепловой коэффициент полезного действия печей, позволяет получить необходимые температуры в рабочем пространстве печей.
В регенеративной системе воздух и низкокалорийный генераторный газ подогреваются до температуры 1000 - 1200° С.
Горизонтальные регенераторы в настоящее время не применяются, за исключением тех случаев, когда отсутствует достаточное по высоте место для размещения вертикальных регенераторов.
Вертикальные регенераторы по сравнению с горизонтальными надёжней и проще в эксплуатации: их насадка имеет меньшее аэродинамическое сопротивление, характеризуется более равномерным распределением газов по сечению, менее подвержена загрязнению шихтной пылью и может быть легче заменена.
В ванных стекловаренных печах с поперечным направлением пламени используются регенераторы с общей насадкой или секционные. В данном курсовом проекте используются секционные насадки, которые имеют следующие преимущества: секционные регенераторы позволяют регулировать температуру и газовый режим в отдельных частях печи, обеспечить обслуживание ремонтируемых горелок, а также замену и чистку насадки регенератора без остановки печи на холодный ремонт. Регенераторы с общей насадкой характеризуются более полным использованием тепла отходящих газов.
Наиболее прочной и надёжной при эксплуатации в высокопроизводительных стекловаренных печах является насадка системы Каупера (корзиночного типа). Отсутствие горизонтальных поверхностей значительно уменьшает ее сопротивление и препятствует оседанию пыли на поверхности огнеупора.
Однако удельная поверхность насадки Каупера меньше, чем удельная поверхность насадок Сименса и Лихте и соответственно несколько меньше коэффициент теплопередачи от дымовых газов огнеупорам и от огнеупоров - воздуху. Для совмещения достоинств насадок Каупера и Сименса используют их комбинацию.
Расположение регенераторов зависит от типа стекловаренной печи. В ванных печах с поперечным направлением пламени регенераторы располагают вдоль продольных стен под горелками, а в ванных печах с подковообразным пламенем - с торца печи, параллельно. Размеры регенератора определяются размерами варочной части печи.[1] c.49.
2. Конструктивный и теплотехнический расчёт печи
2.1 Расчет горения топлива
Расчет горения топлива нужен для того, чтобы правильно выбрать дутьевые и тяговые устройства к печи, обеспечивающие нормальный процесс горения, движения дымовых газов и необходимый температурный режим в рабочем пространстве печи. Этот расчет проводится с целью определения расхода воздуха, необходимого для горения, количества образующихся продуктов горения, их состава и температуры горения. В качестве топлива используется природный газ Генеральского месторождения, состав которого берётся из справочника [1] с. 203. Исходный состав природного газа приведен в таблице 2.1.
Таблица 2.1- Состав сухого газа
Компонент |
CH4 |
C2H6 |
С3Н8 |
С4Н10 |
С5Н12 |
СО2 |
N2 |
|
Содержание, об.% |
83,5 |
4,3 |
1,9 |
1,0 |
0,5 |
0,2 |
8,6 |
Сумма компонентов природного газа составляет 100%.
Газ сжигают с коэффициентом избытка воздуха б =1,32. Принимаем содержание влаги в газе 1%.
Пересчет состава газообразного топлива с сухого на рабочую массу производится по следующим формулам:
,
где и - содержание метана в сухом и рабочем газе соответственно, %;
- содержание влаги в рабочем топливе, %.
Аналогично пересчитываем остальные составляющие топлива. Результаты расчетов сводим в таблицу 2.2
Таблица 2.2- Рабочий состав воздуха, об.%
Компонент |
CH4 |
C2H6 |
С3Н8 |
С4Н10 |
С5Н12 |
СО2 |
N2 |
H2O |
|
Содержание, об.% |
82,67 |
4,26 |
1,88 |
0,99 |
0,495 |
0,198 |
8,51 |
1,0 |
Теплота сгорания газообразного топлива определяется как сумма произведений тепловых эффектов составляющих газа на их количество, выраженное в объемных процентах. Определим теплоту сгорания для природного газа по формуле:
где - теплота сгорания 1 м3 газообразного топлива, кДж/м3.
Далее ведется расчет расхода воздуха, необходимого для горения.
В расчетах принимают следующий состав воздуха по объему, %: азот 79 и кислород 21. Количество влаги, вносимое атмосферным воздухом, значительно увеличивает расход воздуха. При расчетах тепловых агрегатов влагосодержание атмосферного воздуха принимают 8-12,5 г/кг [1]. Теоретически необходимый для горения расход сухого воздуха определяется по следующей формуле:
,
где L0 - теоретически необходимое количество сухого воздуха для горения 1 м3 газообразного топлива, м3/м3.
.
Определяем расход атмосферного воздуха при влагосодержание 10 г/кг сухого воздуха (принимаем самостоятельно):
,
где L0? - теоретическое количество атмосферного воздуха необходимое для сжигания 1м3 газообразного топлива, м3/м3.
Для практически полного сгорания топлива требуется подвод воздуха в количестве, превышающем теоретически необходимое, так как трудно достичь идеального смешения воздуха с топливом.
Действительный расход сухого воздуха с учетом коэффициента расхода воздуха:
,
где Lб - действительное количество сухого воздуха необходимого для сжигания 1м3 газообразного топлива, м3/м3; б - коэффициент избытка воздуха (принимаем б=1,32).
.
Действительный расход влажного воздуха рассчитываем по формуле:
,
Действительный расход влажного воздуха составит:
.
Общий объём дымовых газов ,образующийся при сжигании топлива при коэффициенте избытка воздуха б=1,32, определяется следующим образом, м3/м3:
.
Объёмы составляющих продуктов горения природного газа определяются по формулам, м3/м3:
где - состав продуктов горения (углекислого газа, воды, кислорода, азота, (соответственно) при сгорании 1 м3 газообразного топлива, м3/м3.
;
;
.
Общий объём дымовых газов при коэффициенте избытка воздуха б=1,2 находим, сложив объемы составляющих, м3/м3:
.
Процентный состав продуктов горения определяется следующим образом, %:
.
.
Составляем материальный баланс процесса горения на 100 м3 топлива.
1. Приход:
а) Природный газ, в т. ч.
;
кг;
;
кг;
;
кг;
;
кг;
;
кг;
;
;
;
кг;
;
кг.
б) Воздух, в т. ч.
;
кг;
;
кг;
;
кг.
2. Расход
а) Продукты горения, в т. ч.
;
кг;
;
кг;
;
кг;
;
кг;
Расчет материального баланса представлен в таблице 2.3.
Таблица 2.3- Материальный баланс процесса горения топлива
Приход |
Кг |
% |
Расход |
Кг |
% |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1.Природный газ, в т.ч. |
84,7 |
100 |
1.Продукты горения, в т.ч. |
1745,85 |
100 |
|
59,3 |
70 |
204,6 |
11,7 |
|||
5,37 |
6,3 |
167 |
9,57 |
|||
3,8 |
4,5 |
1253,5 |
71,8 |
|||
2,81 |
3,3 |
120,75 |
6,93 |
|||
1,59 |
1,88 |
|||||
0,804 |
0,95 |
|||||
0,39 |
0,46 |
|||||
10,65 |
12,6 |
|||||
2.Воздух, в т.ч. |
1660,17 |
100 |
||||
377 |
22,7 |
|||||
1267 |
76,3 |
|||||
16,17 |
1 |
|||||
Итого |
1744,87 |
100 |
Итого |
1745,88 |
100 |
Невязка баланса составляет:
.
Определим теоретическую и действительную температуры горения топлива. Для этого находится общая энтальпия природного газа , кДж/м3:
,
где ? теплота сгорания топлива, кДж/м3; , - объемные изобарные теплоемкости соответственно газа и воздуха при температурах ,. Lб ? действительное количество атмосферного воздуха, м3/м3;
Принимаем температуру подогрева воздуха =1200°С. Природный газ используется при температуре окружающей среды ,следует его физическая теплота в виду малости может не учитываться, то формула (2.13) примет вид:
Далее вычисляем среднюю изобарную теплоемкость сухого воздуха при температуре по формуле [1] стр.312
Действительная температура определяется по диаграмме, которая приведена в справочнике [1] на рисунке 1.2.Для найденного значения определяем теоретическую температуру горения топлива, а затем умножив ее на пирометрический коэффициент з=0,7,получаем действительную температуру
2.2 Технологический расчет состава шихты из технических материалов для состава стекла
Состав стекла, мас.% (здесь и далее по тексту):
SiO2 |
72,75 |
|
Al2O3 CaO |
1,399 9,22 |
|
MgO |
3,146 |
|
Na2O |
13,36 |
|
Fe 2O3 |
0,125 |
|
У= |
100% |
Химический состав сырьевых материалов приведен в таблице 2.4.
Часть оксида натрия (в количестве 5% от общего его содержания ) вводится сульфатом натрия, который выступает в качестве осветлителя в сочетании с восстановителем - углем, содержание которого составляет 5% от массы Na2SO4.
Таблица 2.4- Химический состав сырьевых материалов
Сырьевые материалы |
Содержание сырья, мас. ч. |
Содержание компонентов, % |
|||||||
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
Na2O |
ППП |
|||
Доломит «Руба» |
х2 |
3,5 |
1,6 |
0,18 |
29,5 |
20,5 |
- |
44,72 |
|
Мел (Волковысск) |
х4 |
1,2 |
0,6 |
0,1 |
54,3 |
0,6 |
- |
43,0 |
|
Песок кварцевый Гомельского ГОКа |
х1 |
99,0 |
0,1 |
0,06 |
0,5 |
- |
- |
0,34 |
|
Полевой шпат |
х5 |
60,8 |
22,4 |
0,25 |
- |
- |
15,1 |
1,45 |
|
Сульфат натрия |
x6 |
- |
- |
- |
- |
- |
43,4 |
56,6 |
|
Сода кальцинированная |
х3 |
- |
- |
- |
- |
- |
58 |
42,0 |
Coставим систему уравнений:
0,99•x1 + 0,035•x2 + 0,012•x4 + 0,608•x5 =72,75
0,001•x1 + 0,016•x2 + 0,006•x4 + 0,224•x5 =1,399
0,005•x1 + 0,295•x2 + 0,543•x 4= 9,22
0,205•x2 + 0,006•x4 =3,146
0,58•x3 + 0,151•x5 = 12,692
0,434•x6 =0,668
Решив эту систему уравнений, получим: x 1=70,005; x2 =15,108; x3 =20,676; x4 =8,127; x5 =4,636; x6 =1,539.
Расчетный состав шихты в мас.ч.:
Песок кварцевый Гомельского ГОКа 70,005
Полевой шпат 4,636
Доломит «Руба» 15,108
Мел (Волковысск) 8,127
Сода кальцинированная 20,676
Сульфат натрия 1,539
Определим расчетный состав стекла, исходя из рецепта шихты и состава сырьевых материалов.
Результаты расчета представлены в таблице 2.5
Таблица 2.5 - Составы шихты и стекла по результатам расчета
Состав шихты |
Содержание оксидов, % |
||||||||
Сырьевые материалы |
Обозначение |
Содержание с учетом уноса, мас. ч. |
SiO2 |
Al2O3 |
CaO |
MgO |
Na2O |
Fe2O3 |
|
Доломит «Руба» |
х2 |
15,108 |
0,5288 |
0,24173 |
4,4569 |
3,0971 |
- |
0,02719 |
|
Мел (Волковысск) |
х4 |
8,127 |
0,09752 |
0,04876 |
4,41386 |
0,0488 |
- |
0,008127 |
|
Песок кварцевый Гомельского ГОКа |
х1 |
70,005 |
69,30495 |
0,07001 |
0,35003 |
- |
- |
0,042003 |
|
Полевой шпат |
х5 |
4,636 |
2,8187 |
1,0385 |
- |
- |
0,700 |
0,01159 |
|
Сульфат натрия |
х6 |
1,57 |
- |
- |
- |
- |
0,6679 |
- |
|
Сода кальцинированная |
х3 |
21,09 |
- |
- |
- |
- |
11,992 |
- |
|
Масса шихты |
120,536 |
||||||||
Расчетный состав |
72,75 |
1,399 |
9,22 |
3,146 |
13,359 |
0,0889 |
|||
Заданный состав |
72,75 |
1,399 |
9,22 |
3,146 |
13,36 |
0,125 |
|||
Отклонение от заданного состава |
0 |
0 |
0 |
0 |
-0,001 |
-0,03 |
Учтем потери на улетучивание
Сода кальцинированная(унос 2%), х3=20,676•1,02=21,09 %
Сульфат натрия (унос 2%), х6=1,539•1,02=1,570 %
Рассчитаем количество восстановителя (угля), вводимого в количестве 5% от содержания сульфата натрия в шихте:
С=(1,570•5)/100=0,0785 мас.ч.
Определяем угар шихты из того, что из 120,536 мас. ч. шихты получаем 100 мас. ч. стекла. Соответственно из 100 мас. ч. шихты получим стекла:
(100 / 120,536)•100 = 82,962 мас. ч.
Потери при стекловарении составят:
100 - 82,963 = 17,03 мас. ч.
2.3 Расчёт расхода тепла на процесс стеклообразования
При расчете затрат тепла на стеклообразование учитывают процессы, протекающие с поглощением или с выделением тепла. Расход тепла на варку стекла складывается из следующих статей: тепло, поглощающееся при разложении солей; при протекании процессов плавления образующих стекло соединений; при нагреве газов разложения до температуры продуктов сгорания, покидающих рабочую камеру печи; при плавлении стекла. С выделением тепла протекают процессы образования силикатов.
Исходные данные к расчету:
- химический состав стекла (содержание СаО, Na2О и т. д.), %;
- состав шихты (содержание СаСО3, Nа2СО3 и т. д.), рассчитанный на 100 мас. ч. стекла, кг/100 кг стекла;
- количество сухой шихты, расходуемой на варку 100 кг стекломассы только из шихты, Gш, кг;
- содержание в смеси, %:
шихты - Ш,
боя - Б;
- влажность шихты - Wш., %.
Материальный баланс процесса стекловарения
1.Определяем расходный коэффициент шихты по формуле (1.40) из [1]:
,
где - расход сухой шихты на 100 кг стекломассы, =120,536 мас.ч.
2. Количество сухой шихты, расходуемой на варку 100 кг стекломассы из смеси шихты и боя определяется по формуле (1.41) из [1]:
,
где и Б - количество шихты и боя в смеси, %.
В производстве стеклоизделий соотношение бой/шихта регламентируется и может изменяться от 15/85 до 80/20. Как правило, это соотношение устанавливается в зависимости от количества отходов реального производственного процесса. Примем для производства листового стекла это соотношение 15/85.
.
3. Количество стекломассы, получаемой из сухой шихты рассчитывается по формуле (1.42) из [1]:
.
4. Определяем количество стеклобоя, расходуемого на варку 100 кг стекломассы из смеси шихты и боя по формуле (1.43) из [1]:
5. Влажность шихты принимаем равной 5 мас.%. Определяем количество влаги в смеси шихты и боя на 100 кг стекломассы по формуле (1.45) из [1]:
где - влажность шихты.
6. Результаты расчёта материального баланса процесса стеклования заносим в таблицу 2.6.
Таблица 2.6 - Материальный баланс процесса стекловарения
Приход, кг / 100 кг стекломассы |
% |
Расход, кг/100 кг стекломассы |
% |
|
Кол-во сухой шихты 99,394 |
82,57 |
Кол-во стекломассы 82,46 |
68,5 |
|
Кол-во стеклобоя 17,54 |
14,57 |
Угар 16,934 |
14,0 |
|
Кол-во влаги в смеси 3,436 |
2,86 |
Влага 3,436 |
2,85 |
|
Кол-во стеклобоя 17,54 |
14,57 |
|||
Итого: 120,37 |
100,0 |
Итого: 120,37 |
100,0 |
Угар шихты находим из соотношения:
У= 99,394 - 82,46 =16,934 кг / 100кг ст.
Тепловой баланс процесса стекловарения
А. Приход
1. Тепло, вносимое влажной шихтой и боем, кДж/100 кг стекломассы по формуле (1.46) из [1]:
где ? температура шихты, поступающей на варку стекла, °С, tш = 20 - 30°С; ? средние теплоемкости соответственно шихты, стеклянного боя и воды, кДж/(кг•К).
Средняя теплоемкость шихты может быть принята равной 0,963 кДж/(кг•К).
Средняя теплоемкость стекла (стеклобоя) при температуре 0-20°С рассчитывается по данным состава стекла и теплоемкостей оксидов, образующих стекло, кДж/(кг · К). Формула (1.47) из [1]:
где ? содержание оксидов в стекле, мас. %; ? расчетные коэффициенты, соответствующие отдельным оксидам. Значения приведены в таблице 2.7.
Таблица 2.7- Коэффициент для расчета средней теплоёмкости стёкол
Оксид |
Сi |
Оксид |
Сi |
|
CaO |
0,628 |
Na2O |
1,068 |
|
SiO2 |
0,712 |
Fe2O3 |
0,670 |
|
Al2O3 |
0,816 |
MgO |
1,026 |
.
Б. Расход
1. Тепло нагрева стекломассы, кДж/100 кг стекломассы, по формуле (1.51) из [1]:
где Сст ? средняя теплоемкость стекломассы между 0°С и tст, кДж/(кг · К), рассчитывается по приведенной ниже формуле; tст? температура нагрева стекломассы, °С.
Принимаем tст = 1580°С (для листового стекла).
2. Тепловой эффект реакции стеклообразования, кДж/100 кг стекломассы, по формуле (1.52) из [1]:
где Мк ? количество отдельных компонентов шихты, кг / 100 кг ст; qк ? расход тепла на реакции силикатообразования, отнесённые к 1 кг компонента, кДж / кг, по справочнику[1] с.18.
3. Теплота нагрева газов разложения, кДж / 100 кг стекломассы, по формуле (1.53) из [1]:
где ? количество газообразных продуктов разложения (CO2, SO2, N2O5 и т.д.), м3 / 100 кг ст; и ? теплоёмкость газообразных продуктов разложения и водяных паров при температуре tраз, кДж / (м3·К); tраз ? температура продуктов разложения. Принимаем для флоат стекла tраз = 1590 °С.
Количество газообразных продуктов разложения определяется по составу шихты отдельно для всех продуктов разложения (CO2, SO2, N2O5 и т.д.) по формуле (1.54) из [1], м3 /100 кг ст:
где ППП ? потери при прокаливании компонента, входящего в состав шихты, масс. %; сгаз ? плотность газа, кг / м3.
4. Теплота плавления стекла из шихты, кДж / 100 кг стекломассы, по формуле (1.55) из [1]:
5. Теплота испарения влаги, кДж / 100 кг стекломассы, по формуле (1.56) из [1]:
6. Расход тепла на варку 100 кг стекломассы, кДж / 100 кг стекломассы, по формуле (1.57) из [1]:
7. Расход тепла на варку 1 кг стекломассы, кДж / кг, по формуле (1.58) из [1]:
2.4 Определение основных размеров ванной стекловаренной печи
Расчет основных размеров ванной стекловаренной печи
Рассчитываем ванную стекловаренную печь непрерывного действия с подковообразным направлением пламени с протоком.
Площадь варочной части, м2:
где P - производительность печи, кг/сут;
PF - удельный съем стекломассы с зеркала варочной части, кг/(м2·сут). Исходя из практических данных принимаем PF =2200 кг/м2сут.
Тогда F = 720000/2500=327 м2.
С учетом раскладки 29 донных брусьев по ширине дна бассейна 29·0,4=11,6 м и толщины бакоровых стен 0,4 м ширина варочной части равна:
b. =11,6-2·0,4 = 10,8 м.
Длина варочной части:
l. =327/10,8=30 м.
Соотношение длины и ширины 10,8/30=1/2,78.
Ширина пламенного пространства 10,8 м.
Стрела подъема свода составит 1/8 от ширины перекрываемого пространства:
f =10,8/8=1,35 м.
Длина пламенного пространства равна 30+0,2=30,02 м.
Глубина бассейна: студочного 1200 мм; варочного 1500 мм. Площадь студочной части принята равной м2. Конструкция печи предусматривает разделение варочной и студочной частей протоком.
Выбор огнеупоров для кладки различных частей печи
Для выбора огнеупоров будем использовать материал справочника [1] c.119.
Рабочая камера ванных печей состоит из бассейна - ванны, заполненной стекломассой, и газового пространства, находящегося над ним.
Бассейн печи располагается на самостоятельном фундаменте.
Дно бассейна печи устраивают на решётке из прогонов и металлических балок. Для кладки дна используют шамотные уплотнённые брусья с содержанием Al2O3 не менее 33% (ШСУ - 33) и толщиной 300 мм, а сверху их покрывают слоем плиток из огнеупорного высококоррозионностойкого материала, а именно бадделеитокорундового огнеупора БК - 33 толщиной 100 мм. Их укладывают на шамотные брусья без раствора либо на содержащий цирконий мертелях.
Стены бассейна сооружают из различных огнеупорных брусьев. Большинство ванных стекловаренных печей в настоящее время эксплуатируется с тепловой изоляцией стен. Для этого следует использовать материалы, не вступающие в химическое взаимодействие при высоких температурах с огнеупорами стен бассейна печи. Поэтому в качестве основного огнеупора как для верхнего ряда, так и для нижнего ряда стен бассейна используются бадделеитокорундовый огнеупор с содержанием ZrO2 не менее 33% и толщиной 250мм. Также используется шамотный уплотненный огнеупор специального назначения марки ШСУ-33 (200мм). А в качестве теплоизоляционного материала плиты мылитокремнеземистые из огнеупорного войлака теплоизоляционный материал кажущейся плотностью не более 650кг/м3 и толщиной 100мм (МКРГПО- 650).
Преимуществом изоляции стен является возможность визуального контроля степени их износа. В связи с этим есть возможность вовремя производить ремонт.
Загрузочный карман и проток выполняют из бадделеитокорундового огнеупора с 41% ZrO2.
Пламенное пространство печи, расположенное над бассейном, ограничивается стенами и сводом.
Стены пламенного пространства выкладывают из БК-33 - боделито корундовые огнеупоры для кладки менее ответственных участков печи (Al2O3 не менее 33%) и толщиной 250мм, а в качестве теплоизоляции используют шамотные огнеупоры кажущейся плотностью не более 1,3г/см3 (ША №9) и толщиной 200мм.
Свод печи сооружают из динаса стекольного толщиной 400мм. Для уменьшения потерь тепла свод теплоизолируют с помощью легковесных огнеупоров: динас легковесный кажущейся плотностью не более 1,2г/см3 (ДЛ - 1,0) и толщиной 125мм; сверху выкладывают муллитокремнеземистый войлок с кажущейся плотностью не более 200кг/м3 (МКРВ - 130) и толщиной 60мм.
Стены бассейна выработачной части печи изготавливают из корундовых плавленолитых огнеупоров.
Стены пламенного пространства выработачной части печи выполняем из динаса стекольного.
2.5 Тепловой баланс печи
Приход тепла
Тепло от горения топлива:
где - тепло сгорания топлива, кДж/м3;
- расход топлива, м3/с.
Тепло, вносимое подогретым воздухом:
где -удельная теплоёмкость воздуха при температуре нагрева, кДж/(м3?град) для регенеративной печи,
где - температура нагрева воздуха в горелке, ?С. (при );
- действительное количество воздуха подаваемого на горение:
Теплом, вносимым подогретым топливом, пренебрегаем из-за его незначительности.
Общий приход тепла составит,
.
Расход тепла
Тепло, идущее на процесс стеклообразования:
где - расход тепла на процесс стеклообразования, кДж/кг стекла; - количество сваренной стекломассы, кг/с.;
)
Потери тепла с уходящими продуктами горения:
где - количество продуктов горения, образующихся при сгорании 1 м3 топлива, м3/м3; - температура отходящих дымовых газов, ?С; - удельная теплоёмкость дымовых газов при температуре определяется исходя из состава продуктов горения:
где, , , , - средняя теплоемкость газов при температуре кДж/(м3град); N2, CO2, H2O, O2, - состав продуктов горения (из расчета горения топлива), %.
,
Потери тепла излучением через открытые отверстия печи
,
где - потери тепла излучением через открытые отверстия: загрузочный карман, влёты горелок, пережим, кВт.
Потери тепла излучением через открытые отверстия:
,
где и - абсолютная температура соответственно печного пространства и окружающей среды, воспринимающей излучение, К;.
F - площадь поверхности излучения, м2; с0 - коэффициент излучения, равный 5,7 Вт/(см2?К4); ц - коэффициент диафрагмирования, зависящий от размера окна и толщины кладки.
Потери тепла через загрузочный карман.
Площадь отверстия, через которое теряется излучение:
,
где h - высота подъёма арочного свода;
b - ширина загрузочного кармана, по чертежу принимаем b=7,8 м,
,
, ,
,
,
Коэффициент диафрагмирования находим из рисунка 3.17 [1] в зависимости от соотношения высоты окна и толщины кладки (д=0,53) для прямоугольного вытянутого отверстия: ц=0,8,
Потери тепла через влёты горелок.
определяется из соотношения:
Площадь влётов горелок
Коэффициент диафрагмирования определяем аналогично(высота влета по чертежу h=0,8м, толщина д=0,53м), ц=0,75, тогда формула примет вид:
Потери в студочную часть
,
где h - высота подъёма арочного свода;
b - ширина в студочную часть, по чертежу принимаем b=6,1 м,
Коэффициент диафрагмирования определяем аналогично(высота влета по чертежу h=0,8м, толщина д=0,53м), ц=0,75, тогда формула примет вид:
Общие потери излучением составят:
Тепло, теряемое на нагрев обратных потоков стекломассы
--количество вырабатываемой стекломассы, кг/с; --теплоёмкость прямого потока стекломассы при ; --теплоёмкость обратного потока стекломассы при.
Температура зеркала стекломассы 14900С, а градиент температуры для бесцветного листового стекла составляет 20С на 1см глубины. В нашем случае прямой и обратный поток стекломассы будут на глубинах соответственно 750 мм и 1500 мм (глубина протока 750 мм),следовательно их температуры составят:
Расчёт потерь тепла через кладку печи в окружающую среду производится по формуле:
где - тепловой поток, теряемый через кладку i-го участка печи, Вт/м2; --площадь i-го элемента кладки печи, м2.
Рассчитывается тепловой поток, теряемый отдельно через дно, через стены бассейна печи, через стены пламенного пространства печи и свод. Определим площади всех этих элементов. Расчет ведем по средней линии.
Определяем площадь дна бассейна:
где - длина варочного бассейна по средней линии, м; - ширина варочного бассейна, м; - площадь дна загрузочного кармана, м2.
Определяем площадь изолированных стен бассейна:
где - высота стены варочного бассейна печи с изоляцией, м;
- периметр варочного бассейна печи по средней линии, м.
Определяем площадь стен бассейна без изоляции:
где - высота стены варочного бассейна печи без изоляции, м;
Определяем площадь свода стекловаренной печи:
где - длина дуги свода печи, м;
- ширина свода печи, (=20,671м),
Аналогично определяем площадь стен пламенного пространства печи с изоляцией и без нее, а также площади изолированных и неизолированных торцевых стен. Результаты расчёта приведены в табл.5.
Расчет потерь тепла в окружающую среду через изолированные стены бассейна рабочей камеры печи.
Стены бассейна сложены из бакора-33 толщиной 0,25м,шамотного огнеупора марки ШСУ-33 толщиной 0,2 м, а также плиты муллитокремнеземистые из огнеупорного войлака МКРГПО-650 толщиной 0,1 м. температуру стены находим по формуле:
Принимаем наружную температуру стенки =1700С.
Рассчитываем тепловой поток проходящий через кладку стены:
где ,, - толщины огнеупоров (приведены выше), м;
,, - коэффициенты теплопроводности этих огнеупоров, Вт/м2К.
Коэффициент теплопроводности для бакора находим из[1] по графику приложения №4.
.
Находим температуру промежуточных точек:
Определим средние температуры слоев футеровки:
Уточняем значения л, соответствующее средним температурам слоев:
Рассчитаем уточненный тепловой поток через стены бассейна печи:
Уточняем температуры промежуточных точек:
Находим уточненные средние температуры слоев футеровки:
Определяем значения коэффициентов теплопроводности при этих температурах: агрегат стеклообразование печь сечение
Определяем значение коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности в окружающую среду, Вт/(м•К):
Найдем коэффициент теплопередачи
Расчетная температура внешней поверхности:
Принятая нами в начале температура наружной стенки 170 0С отличается от расчетной менее чем на 3 0С ,что доказывает правильность расчета.
Аналогично рассчитываем температуры и для всех остальных элементов печи. Результаты расчета приведены в таблице 2.8. В таблицу 8 заносим: тип используемых для кладки отдельных участков печи огнеупорных и теплоизоляционных материалов, толщину кладки, коэффициент теплопроводности, тепловое сопротивление кладки, температуру на верхней поверхности кладки и площадь поверхности кладки.Тип огнеупорных и теплоизоляционных материалов для кладки отдельных участков печи принимается конструктивно с учётом рекомендаций изложенных в справочнике [1] глава 3.2.
Таблица 2.8-Потери тепла в окружающую среду через кладку рабочей камере печи
Участок печи |
Материал кладки |
д,м |
л, Вт/(м·К) |
?дi/ лi |
tвн, °С |
qкл, кВт/ м2 |
F, м2 |
Qклр, кВт |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Дно печи |
БК-33 ШСУ-33 |
0,2 0,6 |
4,4 1,097 |
0,592 |
1170 |
1,533 |
353,349 |
541,68 |
|
Стены бассейна: нижний ряд |
БК-33 ШСУ-33 МКРГПО-650 |
0,25 0,2 0,1 |
5,3 1,365 0,397 |
0,446 |
1350 |
2,357 |
106,77 |
251,65 |
Общие потери тепла в окружающую среду через кладку печи составят:
Потери тепла с выбивающимися дымовыми газами:
Неучтённые тепловые потери:
Расход тепла по печи:
Расход топлива Х определяется решением уравнения, полученного приравниванием расхода и прихода.
На основании результатов расчёта составляется таблица 2.9 теплового баланса печи.
Таблица 2.9- Тепловой баланс варочного бассейна стекловаренной печи
Приход |
Количество теплоты |
Расход |
Количество теплоты |
|||
кВт |
% |
кВт |
% |
|||
1.Химическая теплота от сгорания топлива |
72073,64 |
65,15 |
1.Теплота на реакции стеклообразования |
28124,83 |
25,4 |
|
2.Физическая теплота воздуха для горения |
38544,96 |
34,85 |
Подобные документы
Стекловаренная печь — основной агрегат стекольного производства. Устройство стекловаренной ванной печи и механизм ее работы. Огнеупорные материалы в конструкции агрегатов, их производительность. Классификация сырьевых материалов для стекловарения.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 27.03.2013Характеристика листового стекла, его свойства и составы. Описание технологической схемы его производства на флоат-линиях. Анализ сырьевых материалов. Обоснование состава шихты. Расчет стекловаренной печи. Подбор основного и вспомогательного оборудования.
курсовая работа [114,1 K], добавлен 06.12.2012Применение пламенных печей в крупносерийном кузнечно-штамповочном производстве. Их разделение по характеру нагрева. Обоснование выбора печи. Выбор размеров. Материалы для сооружения. Расчет теплового баланса. Теплотехнические характеристики рекуператора.
курсовая работа [114,6 K], добавлен 04.03.2012Оценка потребности и определение ассортимента выпускаемого листового стекла. Технология производства листового стекла флоат-способом формования на расплаве олова, пути и средства его совершенствования. Теплотехнический расчет стекловаренной печи.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 27.06.2011Назначение, принцип работы и основные элементы индукционной тигельной печи. Вычисление геометрических размеров системы "индуктор-металл". Определение полезной энергии и тепловых потерь. Расчет электрических параметров. Составление энергетического баланса.
курсовая работа [208,7 K], добавлен 28.03.2013Описание технологического процесса получения стекломассы, предлагаемый уровень автоматизации. Работа системы регулирования, сигнализации и блокировок, каскадная система регулирования температуры в стекловаренной печи. Экономическое обоснование проекта.
магистерская работа [583,6 K], добавлен 28.07.2010Расчет основных размеров печи, определение продолжительности нагрева заготовки в различных зонах печи. Определение природных и расходных статей баланса и на их основе определение расхода топлива, технологического КПД и коэффициента использования топлива.
курсовая работа [879,5 K], добавлен 24.04.2016Описание технологического процесса производства стекломассы. Существующий уровень автоматизации и целесообразность принятого решения. Структура системы управления технологическим процессом. Функциональная схема автоматизации стекловаренной печи.
курсовая работа [319,2 K], добавлен 22.01.2015Изучение сухого способа производства цемента. Теплотехнические расчеты цементной вращающейся печи. Определение удельного расхода топлива на обжиг клинкера, размеров циклона. Выбор пылеосадительных устройств. Аэродинамическое сопротивление трубопроводов.
курсовая работа [1022,4 K], добавлен 26.05.2015Определение нагрузок, действующих на основные элементы конструкции. Размеры поперечных сечений элементов конструкции. Обоснование способа сварки, используемых материалов, режимов производства, типа разделки кромок. Анализ и оценка прочности сварных швов.
контрольная работа [119,5 K], добавлен 08.03.2015Технологический процесс изготовления ступенчатого вала жесткой конструкции с минимальными затратами труда и издержками производства. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки. Разработка маршрута технологического процесса механической обработки.
курсовая работа [101,2 K], добавлен 11.01.2010Радиоактивные отходы, их пагубное влияние на окружающую среду. Технико-экономическое обоснование проекта и описание выбранной технологической схемы и конструкции выпарной установки для очистки трапных вод энергоблоков АЭС; теплотехнические расчеты.
курсовая работа [7,4 M], добавлен 22.11.2010Расчет горения топлива для определения расхода воздуха, количества и состава продуктов сгорания, температуры горения. Характеристика температурного режима и времени нагрева металла. Вычисление рекуператора и основных размеров печи, понятие ее футеровки.
курсовая работа [349,4 K], добавлен 30.04.2012Подготовка исходных данных по топливному газу и водяному пару. Расчет процесса горения в печи. Тепловой баланс печи, определение КПД печи и расхода топлива. Гидравлический расчет змеевика печи. Тепловой баланс котла-утилизатора (процесс парообразования).
курсовая работа [200,1 K], добавлен 15.11.2008Определение габаритов установки для сушки тягового электродвигателя электровоза. Расчет расхода тепла на нагревание изделия и тепловые потери печи. Аэродинамический расчет печи. Выбор мощности электродвигателей и элементов силовой электрической схемы.
курсовая работа [107,2 K], добавлен 02.10.2011Нагревательные толкательные печи, их характеристика. Разновидности печей. Расчет горения топлива, температурный график процесса нагрева, температуропроводность. Время нагрева металла и основных размеров печи. Технико-экономические показатели печи.
курсовая работа [674,8 K], добавлен 08.03.2009Ознакомление с назначением изделия. Определение типа производства. Анализ технологичности конструкции. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки и методов ее изготовления. Конструкторская документация на изделие. Составление маршрута обработки.
презентация [2,6 M], добавлен 05.11.2013Расчет геометрических размеров рабочего пространства ДС-6. Определение размеров свободного пространства печи, футеровки и ванны. Расчет механизма передвижения электрода. Определение диаметра графитизированного электрода, тепловых потерь через футеровку.
курсовая работа [760,1 K], добавлен 07.12.2014Служебное назначение фланца. Класс детали и технологичность ее конструкции. Определение и характеристика типа производства. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки. Оформление чертежа заготовки. Разработка маршрутно-технологического процесса.
курсовая работа [575,4 K], добавлен 16.06.2010Описание конструкции теплообменной установки и обоснование его выбора. Технологический расчет выбранной конструкции аппарата. Механический расчет его элементов. Расчет теплового потока и расхода хладоагента. Гидравлический расчет контактных устройств.
курсовая работа [790,0 K], добавлен 21.03.2010