Теплотехнические расчеты для отражательной печи для плавки медного концентрата
Технологические процессы, идущие в печи. Перерасчет рабочего состава топлива. Определение теплоты сгорания топлива. Расчеты отражательной печи для плавки медного концентрата. Определение снижения потерь тепла с введением теплоизоляционного слоя.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 14.06.2017 |
Размер файла | 626,9 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/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ГОУ СПО Уральский государственный колледж
Имени И.И. Ползунова
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Теплотехнические расчеты для отражательной печи для плавки медного концентрата
Руководитель И.В.Бушуева
Разработал Е.А.Стригуненко
Верхняя Пышма 2016
Содержание
Введение
1. Технологические процессы, идущие в печи
1.1 Конструкция и принцип работы печи (с эскизом)
1.2 Технико-экономические показатели работы печи
1.3 Достоинства и недостатки в работе печи
1.4 Пути усовершенствования работы печи
2. Теплотехнические расчеты для отражательной печи для плавки медного концентрата
2.1 Полный расчет горения топлива
2.1.1 Перерасчет состава топлива с заданного на рабочий
2.1.2 Определение теплоты сгорания топлива
2.1.3 Определение количества воздуха
2.1.4 Материального баланса
2.1.5 Определение температуры горения
2.2 Определение высоты дымовой трубы графическим методом, исходя
из расчета газоходной системы печи
2.2.1 Расчет секундного объема отходящих газов
2.2.2 Определение суммарной потери газохода
2.2.3 Графическое определение высоты дымовой трубы
2.3 Расчет по теплопередаче через стенки печи
2.3.1 Определение снижения потерь тепла с введением теплоизоляционного слоя
Заключение
Список используемых источников
Введение
Медная промышленность является одной из ведущих подотраслей цветной металлургии России. Выпуск меди в нашей стране постоянно растет, а технология ее получения непрерывно совершенствуется.
Ведущее место в дальнейшем увеличении производства меди в России занимают районы Заполярья и Сибири. По-прежнему важное место в производстве меди занимает Урал, где расположено несколько медеплавильных и медерафинировочных предприятий.
Большое будущие принадлежит Удоканскому месторождению медных руд в Восточном Забайкалье, на базе которого в Сибири в ближайшее время возникает новый мощный горно-обогатительный и металлургический комплекс.
Медные руды и концентраты имеют одинаковый минералогический состав и отличаются лишь количественными соотношениями между различными минералами. Следовательно, физико-химические основы их металлургической переработки совершенно одинаковы.
Для переработки медьсодержащего сырья с целью получения металлической меди применяют как пиро-, так и гидрометаллургические процессы. В общем объеме производства меди на долю пирометаллургических способов приходится около 85 % мирового выпуска этого металла. В России гидрометаллургию для получения меди применяют значительно в меньших масштабах, чем за рубежом. Пирометаллургическая технология предусматривает переработку исходного сырья (руды или концентрата) на черновую медь с последующим ее обязательным рафинированием. Если принять во внимание, что основная масса медной руды или концентрата состоит из сульфидов меди и железа, то конечная цель пирометаллургии меди - получение черновой меди - достигает за счет практически полного удаления пустой породы, железа и серы.
1. Технологические процессы, идущие в печи
Существует много разновидностей плавки медных руд и концентратов на штейн, отличающихся как технологическими особенностями, так и аппаратурным оформлением.
Наиболее распространенным в настоящее время в медном производстве методом плавки на штейн является плавка в отражательных печах, пригодная только для переработки мелких материалов.
Плавку медных концентратов на штейн в отражательных печах начали применять в конце XIX столетия в связи с привлечением в металлургическую переработку все более бедных руд и развитием методов их предварительного обогащения.
Основной целью плавки в отражательных печах, как и любого другого вида плавки медных концентратов на штейн, является расплавление шихты с получением двух жидких продуктов - штейна и шлака. При этом ставятся задачи как можно полнее перевести в штейн медь и ряд других ценных элементов, например благородных металлов, а пустую породу ошлаковать.
Сущность отражательной плавки заключается в том, что загруженная шихта плавится за счет тепла от сжигания углеродистого топлива в горизонтально расположенном рабочем пространстве печи. Факел, образующийся при горения топлива, располагается над поверхностью расплава.
При плавке сырых и подсушенных концентратов загруженная шихта образует откосы вдоль боковых стен печи; при плавке огарка она растекается по поверхности зеркала шлакового расплава. Схема плавки в отражательной печи сырых (необожженных) концентратов показана на рис.1
Рис 1 Схема плавки в отражательных печах с образованием шихтовых откосов: 1 - шихта; 2 - факел, образующийся при сжигании топлива; 3 - шихтовый откос; 4 - зона плавления; 5 - шлаковый расплав; 6 - штейн
Механизм плавки в отражательной печи можно представить следующим образом. Нагрев шихты, лежащей на поверхности откосов, за счет тепла, излучаемого факелом, сопровождается сушкой материала и термической диссоциацией высших сульфидов и других неустойчивых соединений. По мере нагрева в поверхностных слоях шихтовых откосов начинают плавиться легкоплавкие составляющие шихты - сульфидные и оксидные эвтектики. Образующийся при этом первичный расплав стекает по поверхности откосов, растворяет в себе более тугоплавкие компоненты и попадает в слой шлакового расплава. С этого момента фактически начинается разделение шлаковой и штейновой фаз; капли оксидной фазы растворяются в общей массе шлака, имеющегося постоянно в печи, а капли штейна проходят через слой шлака и образуют в нижней части ванны самостоятельный слой.
Скорость отстаивания капель штейна будет тем выше, чем больше их размеры. Очень мелкие штейновые включения в условиях отражательной плавки (спокойная ванна) далеко не полностью успевает отстояться за время пребывания расплава в печи (10-14 ч) и выносятся со шлаком.
При переработке в отражательной печи обожженных концентратов, уже прошедших термическую подготовку, механизм плавки будет иным. Частицы огарка, растекаясь по поверхности шлаковой ванны, контактируют с ней, в результате чего оксидные пленки на частицах растворяются в шлаке, а сульфидные зерна оседают на дно расплава, образуя штейн.
Различным при плавке сырых и обожженных концентратов будет и химизм плавки. При плавке сырых концентратов основными химическими процессами являются разложение высших сульфидов и взаимодействие сульфидов железа с магнетитом, поступающим в печь с оборотным конвертерным шлаком, по реакции
FeS + 3Fe3O4 + 5SiO2 = 5(2FeO·SiO2) + SO2
Суммарная десульфуризация в этом случае обычно составляет 45-55 %.
Химизм плавки огарка, поскольку разложение высших сульфидов практически полностью закончилось при обжиге, сводится главным образом к химическому взаимодействию между оксидами и сульфидами. Основными в этой плавке являются следующие реакции:
Cu2O + FeS = Cu2S + FeO;
10Fe2O3 + FeS = 7Fe3O4 + SO2,
а также взаимодействие FeS с Fe3O4 в присутствии кремнезема.
Десульфуризация при плавке обожженных медных концентратов не превышает 20-25%.
1.1 Конструкция и принцип работы печи
Отражательная печь для плавки медных концентратов (рис. 2) представляет собой плавильный агрегат с горизонтальным рабочим пространством. Внутренние размеры современных отражательных печей следующие: длина 28-35 м, ширина 6-10 м, высота от свода до пода 4-4,5 м. Площадь пода таких печей колеблется от 180 до 350 м2.
Конструктивно отражательная печь состоит из фундамента, стен, пода, свода, каркаса, устройств для загрузки шихты и выпуска продуктов плавки, горелок (форсунок) для сжигания топлива.
Фундамент - основу печи - изготавливают из литого шлака, бетона, кирпича или бутового камня. На фундаменте размещен наварной под. Наварку производят оплавлением кварцевого песка на нескольких слоях строительного и огнеупорного кирпича. Под может быть полностью выложен из динасового кирпича в виде обратной арки. Общая толщина пода 0,6-1,5 м.
Стены печей выкладывают из хромомагнезитового, магнезитового или магнезитохромитового кирпича. Толщина стен в верхней части печи составляет 0,5-0,6 м, а у пода 0,75-1 м. Для придания кладке достаточной механической прочности ее скрепляют металлическим каркасом, состоящим из ряда колонн и тяг.
Срок службы стен отражательных печей зависит от способа загрузки шихты и ее качества. При плаке (сырой) шихты вдоль боковых стен печи образуются устойчивые шихтовые откосы, которые защищают огнеупорную кладку от быстрого разрушения. Стойкость стен из огнеупорных кирпичей можно повысить путем установки наружных или закладных кессонов, размещаемых обычно на уровне зеркала расплавленной ванны.
Ответственейшим элементом конструкции отражательных печей является свод. По конструктивному исполнению своды отражательных печей бывают арочными, подвесными и распорно-подвесными.
Рис 2 Отражательная печь с подвесным сводом: 1 - фундамент; 2 - под; 3 - стена; 4 - свод; 5 - загрузочные отверстия; 6 - окна для горелок (форсунок); 7 - шпуры для выпуска штейна; 8 - запасный шпур; 9 - шлаковое окно; 10 - газоход; 11 - металлический каркас
Динасовые арочные своды применяют лишь при небольшой ширине печи (до 6 м). Арки свода набирают секциями длиной 3,7-7,5 м. Секции опираются на пятовые кирпичи, закрепленные с обеих сторон печи в швеллерных балках, которые удерживают общим каркасом. Узел крепления арки свода показан на рис 3.
Рис 3 Узел крепления арочного свода и устройство загрузочной воронки: 1 - стена печи; 2 - свод; 3 - пятовый кирпич; 4 - подпятовая балка; 5 - загрузочное устройство; 6 - желоб скребкового транспортера; 7 - шибер; 8 - металлическая колонна; 9 - горизонтальная тяга с пружиной
Расширение отражательных печей ведет к повышению их производительности вследствие увеличения относительной площади откосов. Однако при большой ширине печи прочность арочного свода мала и он может разрушиться под действием собственной массы.
Для отражательных печей большой ширины применяют только подвесные или распорно-подвесные своды. Подвесной свод делают плоским или трапециевидным. Конструкция трапециевидного свода приведена на рис.4. Для монтажа свода на несущих конструкциях каркаса печи устанавливают швеллерные балки, к которым с помощью тяг подвешивают кирпичные блоки. Подвесные своды позволяют производить их горячие ремонты без остановки печи путем замены прогоревших блоков.
Распорно-подвесные своды, так же как и подвесные, собирают из отдельных блоков, подвешенных на арках дугообразной формы (рис.4).
Рис 4 Распорно-подвисной свод отражательной печи: 1 - колонна каркаса печи; 2 - балка арочного типа; 3 - подвеска; 4 - упорный стакан; 5 - стальная прокладка; 6 - магнезитохромитовый кирпич; 7 - пальцы; 8 - стальной уголок; 9 - шайба; 10 - клин
На большинстве заводов загрузку шихты производят через свод печи с помощью загрузочных устройств, расположенных вдоль боковых стен печи. Такой способ загрузки шихты сопровождается большим ее пылевыносом и быстрым разъеданием свода печи, особенно вблизи загрузочных отверстий. Наибольшая химическая коррозия свода при таком методе загрузки наблюдается при плавке обожженной шихты. Более рациональным признано считать подачу шихты непосредственно на поверхность шлакового расплава через боковые стены печи.
Продуктами отражательной плавки являются штейн, шлак, пыль и газы. Выпуск штейна производится со дна ванны над подом печи через сифонные устройства, работающие по принципу сообщающихся сосудов. Штейновый сифон может работать в непрерывном режиме. Закрывают шпур глиняной пробкой, а сифон - с помощью глиняной плотинки.
Для выпуска шлака используют шлаковые окна, размещенные в конце печи, чаще всего на обеих боковых сторонах печи. Высота расположения порога шлакового окна определяет общий уровень расплава печи, составляющий обычно по высоте 0,8-1,2 м, в том числе 0,4-0,6 м штейна.
Отражательные печи являются пламенными. Для создания в печи необходимых температур сжигают топливо. Газ или угольную пыль сжигают с помощью горелок, а мазут - в форсунках. Топочные устройства (4-8 шт.) размещают в специальных окнах на передней торцовой стенке печи. Воздух для вдувания, распыления и сжигания топлива подогревают до 200-400°С.
Наиболее распространенным в настоящее время топливом для отражательных печей является природный газ. Он наиболее дешев, легко транспортируется и не требует предварительной подготовки. К числу недостатков газообразного топлива следует отнести лишь образование при его горении несветящегося пламени с малой излучающей способностью. Для подсветки пламени при сжигании природного газа в горелках одновременно распыляют мазут.
Сжигание топлива в отражательных печах нужно вести при коэффициенте избытка воздуха (б) не больше 1,05. Следовательно, в отражательных печах будет слабо окислительная, почти нейтральная атмосфера.
На большинстве современных отражательных печей регулирование температуры в фокусе горения и в конце печи производится автоматически, а для сжигания топлива используют дутье, обогащенное кислородом до 28-30%.
Рабочая температура в отражательной печи на расстоянии 3-10 м от передней стенки достигает 1550-1600°С. Это зона наиболее высоких температур, и она, по существу, является плавильной зоной; здесь производят загрузку перерабатываемой шихты. По мере удаления от зоны плавления температура снижается и в конце печи не превышает 1250-1300°С. Фактически вторая половина печи работает как отстойник.
Необходимость иметь высокую температуру в хвосте отражательной печи вызвана тем, что в этой части печи выпускают отвальный шлак, имеющий температуру плавления около 1150-1200°С.
Тепловой коэффициент полезного действия печи из-за высокой температуры отходящих газов очень низок и не превышает 30%. С отходящими газами теряется около 50-55% тепла, полученного при сжигании топлива. Для повышения эффективности тепловой работы отражательных печей за ними устанавливают котлы-утилизаторы, в результате чего суммарное использование тепла повышается до 60-70%.
Основными продуктами отражательной плавки являются штейны и отвальный шлак. Выход штейна и содержание в нем меди полностью определяются составом исходной шихты. Содержание меди в штейнах отражательной плавки колеблется - от 17 до 60% и более. Кроме меди, они могут содержать другие тяжелые цветные металлы: цинк, никель, свинец, благородные и редкие металлы. Регулировать состав штейнов в условиях отражательной плавки из-за нейтральности атмосферы нельзя, и получение обогащенных штейнов при плавке бедных по меди концентратов возможно только после их предварительного обжига.
Отражательные печи, отличаясь достаточно высокой универсальностью, могут работать на шлаках практически любого состава. Содержание шлакообразующих компонентов в промышленных шлаках этого вида плавки может изменяться в широких пределах, %: 30-46 SiO2; 32-46 FeO; до 15 CaO; до 12 Al2O3. Выход шлака по массе приблизительно превышает выход штейна в 1,1-1,5 раза. От количества получающегося шлака зависят потери с ними меди, а также расход топлива и флюсов.
1.2 Технико-экономические показатели работы печи
Технико-экономические показатели |
Сырая шихта |
Обожженная шихта |
|
Удельная производительность печей, т/(м2·сутки) |
3 - 5 |
5 - 8 |
|
Расход топлива (условного), % от твердой шихты |
18 - 22 |
14 - 16 |
|
Извлечение меди в штейн, % |
95 - 98 |
93 - 94 |
1.3 Достоинства и недостатки в работе печи
Достоинства:
· предсказуема в работе, полностью изучена;
· работает на любом топливе;
· проста в обслуживании;
· отличные технологические показатели
(высокое извлечение по меди - 98 %).
Недостатки:
· низкая удельная производительность;
· большой расход топлива;
· занимает огромные площади;
· большой расход огнеупоров;
· 70 % тепла уносится отходящими газами, низкий КПД печи;
· перерабатывает измельченное сырье.
1.4 Пути усовершенствования работы печи
· обогащение воздуха кислородом (ускоряются все процессы, следовательно, растет производительность, снижается объем отходящих газов);
· подача подогретого воздуха (снижается расход топлива);
· экономичнее и производительнее использование более габаритного оборудования;
· перевод печей на более экономичное топливо (природный газ);
· использование тепла отходящих газов (установка за печами котлов-утилизаторов).
2. Теплотехнические расчеты для отражательной печи для плавки медного концентрата
2.1 Полный расчет горения топлива
Выполнить полный расчет горения топлива следующего состава:
Таблица 1 Состав топлива (заданный)
Вид топлива |
Состав горючей массы, вес % |
WР, вес % |
AС, вес % |
Коэффициент расхода воздуха, б |
Температура подогрева воздуха tВ, % |
|||||
CГ |
HГ |
S |
NГ |
OГ |
||||||
Челябинский бурый уголь |
72 |
5,1 |
1,8 |
1,7 |
19,4 |
18 |
23,5 |
1,5 |
350 |
2.1.1 Перерасчет состава топлива с заданного на рабочий
В составе топлива различают 4 массы: органическая, горючая, сухая и рабочая.
Пересчет проводится по следующим формулам
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
Таблица 2 Состав топлива (рабочий)
СР |
НР |
S |
NР |
ОР |
WР |
АР |
||
45,17 |
3,2 |
1,13 |
1,06 |
12,17 |
18 |
19,27 |
100 |
2.1.2 Определение теплоты сгорания топлива
Для твердого и жидкого топлива теплота сгорания определяется по формуле Д.И.Менделеева:
(7)
2.1.3 Определение количества воздуха
C + O2 = CO2 H2 + ЅO2 = H2O S + O2 = SO2
12 - 32 - 44 2 - 16 - 18 32 - 32 - 64
СР - х - y HР - x - y SР - x - y
- количество О2 (8)
- теоретическое количество О2 (9)
- практическое количество О2 (10)
- избыточный О2 (11)
- 23 %
х - 100 %
- практическое количество воздуха
N2 в =
N2 в = - практическое количество N2 (12)
Таблица № 3 Количественный состав отходящих газов
Газы |
CO2 |
H2O |
SO2 |
N2 |
O2 |
||
кг |
165,62 |
46,8 |
2,26 |
679,03 |
67,5 |
961,21 |
|
м3 |
84,32 |
58,24 |
634,34 |
543,22 |
47,25 |
1367,37 |
|
% V |
17,23 |
4,87 |
0,24 |
70,64 |
7,02 |
100 |
2.1.4 Материальный баланс
Таблица 4 Материальный баланс
Приход, кг |
Расход, кг |
|
Топливо 100 Воздух 880,48 |
Дымовые газы 961,21 Зола 19,27 |
|
Итого 980,48 |
Итого 980,48 |
2.1.5 Определение температуры горения
Определяем количество тепла, образующееся в печи от горения
100кг топлива
Qв печи = Qгор.топлива + Qподогретого воздуха, кДж (13)
где Qгор.топлива - тепло от горения топлива, кДж;
Qподогретого воздуха - теплота подогретого воздуха, кДж.
Qгор.топлива = (14)
Qгор.топлива =
Qподогретого воздуха = (15)
(16)
(по таблице), =325?С
Qподогретого воздуха =
Qв печи =
, (17)
где - энтальпия, ;
- суммарная теплота печи, ;
- объем отходящих газов,
,
где - энтальпия, ; (18)
С - теплоемкость,
t - температура, ?С.
(19)
(20)
t1 = 1000 °C
(21)
t2 = 900 °C
(22)
°C (23)
°C
2.2 Определение высоты дымовой трубы графическим методом, исходя из расчета газоходной системы печи
Таблица № 5 Показатели печи
а - удельная производительность печи, |
F - площадь пода, |
РУТ - расход условного топлива, % |
Ёмкость печи, Т |
Время плавки, час |
|
4,5 |
170 |
11 |
----- |
----- |
Размеры газохода, м
а - 3,6; б - 4,2; в - 5,0
По заданному эскизу газохода определяем суммарную потерю напора (hУ)
2.2.1 Расчет секундного объема отходящих газов
1) находим суточную производительность печи
(24)
2) находим секундную производительность печи
секундная производительность печи (25)
3) находим секундный расход условного топлива
секундный РУТ (26)
4) находим калорийный эквивалент топлива
раз (27)
5) находим секундный расход рабочего топлива
сек. расход реального топлива (28)
6) находим секундный объем отходящих газов
- (29)
сек.расход р.т. -
2.2.2 Определяем суммарную потерю газохода
1) потеря напора при повороте на 90° (т.1)
, где (30)
- потеря напора при повороте, Па;
- коэффициент поворота (по таблице);
- скорость газа, ;
- плотность газа, ,
- температурный коэффициент, ;
- температура в печи, °С;
, где (31)
- объем газа, м3;
- площадь поперечного сечения, м2;
, где (32)
- масса газа, кг;
- объем газа, м3;
, где (33)
- площадь поперечного сечения А-А, м2;
- площадь поперечного сечения Б-Б, м2;
2) потеря напора на опускание газа вниз
, где (34)
- потеря напора при опускании газа, Па;
- высота, м;
- ускорение свободного падения, ;
- постоянная, ;
- плотность газа при заданной температуре, ;
(35)
3) потеря напора на трение в вертикальном канале
, где (36)
- потеря напора на трение, Па;
- коэффициент трения;
, где (37)
- коэффициент зависящий от материала трубы;
- длина газохода, м;
- диаметр газохода, м;
(38)
4) потеря напора при повороте на 90°
(39)
5) потеря напора на сопротивление рекуператора
, где (40)
- потеря напора на сопротивление рекуператора;
а - коэффициент зависящий от поверхности труб в рекуператоре,
а = 0,61;
n - число труб в рекуператоре, n = 2;
m - число секций в рекуператоре, m = 4;
Тср - средняя температура в рекуператоре, по Кельвину;
F - площадь рекуператора (от 0,5 до 1,5);
; (41)
6) потеря напора на сопротивление шибера
(42)
7) потеря напора в горизонтальном канале после рекуператора
(43)
8) потеря напора при повороте на 90° (т.4)
(44)
9) суммарная потеря напора
Таблица № 6 Сопротивления на пути движения продуктов горения
Название сопротивления |
|||||||||||
1. потеря напора при повороте на |
22,83 |
0,7 |
3,1 |
4,805 |
800 |
3,93 |
- |
- |
- |
22,47 |
|
2. потеря напора на опускание газа вниз |
- |
0,7 |
- |
- |
750 |
3,75 |
- |
- |
- |
38,85 |
|
3. потеря напора на трение в вертикальном канале |
22,83 |
0,7 |
7,41 |
27,45 |
750 |
3,75 |
1,71 |
0,1 |
- |
7,2 |
|
4.потеря напора при повороте на |
22,83 |
0,7 |
6,64 |
22,04 |
750 |
3,75 |
- |
- |
- |
66,5 |
|
5. потеря напора в горизонтальном канале до рекуператора |
22,83 |
0,7 |
6,01 |
18,06 |
700 |
3,56 |
1,95 |
0,11 |
- |
4,96 |
|
6. потеря напора на сопротивление рекуператора |
22,83 |
- |
15,22 |
- |
848 |
- |
- |
- |
- |
705,3 |
|
7. потеря напора на сопротивление шибера |
22,83 |
0,7 |
6,01 |
18,06 |
425 |
2,56 |
- |
- |
4,02 |
129,94 |
|
8. потеря напора в горизонтальном канале после рекуператора |
22,83 |
0,7 |
6,01 |
18,06 |
425 |
2,56 |
1,95 |
0,13 |
- |
4,2 |
|
9. потеря напора при повороте на |
22,83 |
0,7 |
6,01 |
18,06 |
400 |
2,46 |
- |
- |
- |
35,84 |
2.2.3 Графическое определение высоты дымовой трубы
По графическому рисунку определяем высоту дымовой трубы.
Масштаб:
для получения реальных результатов уменьшаем в 2 раза,
следовательно,
Высота дымовой трубы при
ГРАФИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТЫ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Высота дымовой трубы Н,м
2.2 Расчет по теплопередаче через стенки печи
Таблица № 7 Показатели стенки печи
, м |
, м |
, |
, |
, |
, |
, ?С |
, ?С |
, м2 |
|
0,23 |
0,20 |
1,163 |
0,116 |
191,71 |
13,96 |
1000 |
15 |
10 |
Определить:
1) частные тепловые соединения (r),
2) суммарное тепловое сопротивление (R),
3) общий коэффициент теплопередачи (К),
4) плотность теплового потока (q),
5) тепловой поток (Q), В
6) температуры на границе слоев (t1; t2; t3), ?С
Расчеты провести для 3 вариантов:
1) Стенка без изоляции;
2) Стенка с одним слоем изоляции;
3) Стенка с двумя слоями изоляции.
Результаты расчетов свести в таблицу и рассчитать снижение потерь тепла во втором и третьем вариантах по сравнению с первым.
где (45)
- коэффициент теплоотдачи от газов внутренней поверхности стенки;
где (46)
толщина шамота, м;
коэффициент теплопроводности шамота, (табл.);
где (47)
коэффициент теплоотдачи от наружной стенки воздуху;
(48)
(49)
(50)
(51)
I участок (52)
II участок (53)
2.2.1 Определение снижения потерь тепла с введением теплоизоляционного слоя
1) Стенка без изоляции
Размещено на http://www.allbest.ru/
В
I участок
II участок
2) Стенка с одним слоем изоляции
Размещено на http://www.allbest.ru/
где (54)
толщина изоляционного слоя, м;
коэффициент теплопроводности изоляции, (табл);
В
I участок
II участок
III участок
3) Стенка с двумя слоями изоляции
Размещено на http://www.allbest.ru/
В
I участок
II участок
III участок
4) Снижение потерь тепла во втором и третьем вариантах по сравнению с первым
Во II варианте
В III варианте
Таблица № 8 Результаты расчетов потерь тепла кладкой при различных условиях теплоизоляции и определенной температуры в стыке слоев.
Вариант |
Температура, °С |
|||||||||
t' |
t1 |
t2 |
t3 |
t" |
||||||
1. без теплоизоляции |
||||||||||
а) тепловые показатели… |
0,275 |
3,636 |
3581,46 |
35814,6 |
------ |
------ |
------ |
----- |
---- |
|
б) температуры, полученные аналитически, °С |
------ |
------ |
------ |
------ |
1000 |
981,3 |
273 |
----- |
15 |
|
2. с теплоизоляцией |
||||||||||
а) тепловые показатели… |
2,0 |
0,5 |
492,5 |
4925 |
------ |
------ |
------ |
----- |
---- |
|
б) температуры, полученные аналитически, °С |
------ |
------ |
------ |
------ |
1000 |
997,4 |
900 |
50,9 |
15 |
|
3. с двойной теплоизоляцией |
||||||||||
а) тепловые показатели… |
3,723 |
0,269 |
264,965 |
2649,65 |
------ |
------ |
------ |
----- |
---- |
|
б) температуры, полученные аналитически, °С |
------ |
------ |
------ |
------ |
1000 |
998,6 |
946,2 |
32,5 |
15 |
|
4. снижение потерь тепла по сравнению с 1-м вариантом, % |
100,0 |
------ |
------ |
------ |
----- |
---- |
||||
во втором варианте |
------ |
------ |
------ |
86,25 |
||||||
в третьем варианте |
------ |
------ |
------ |
92,60 |
Заключение
В процессе написания курсового проекта я ознакомился с технологией плавки медных концентратов в отражательных печах. Изучил конструкцию и принцип работы печи. Ознакомился с технико-экономическими показателями, достоинствами и недостатками печи.
На основе данных горючей массы «Челябинский бурый уголь» провел полный расчет горения топлива. Графическим методом рассчитал высоту дымовой трубы.
Теоретические знания полученные при работе над курсовым проектом пригодятся мне в дальнейшем для выбранной профессии.
печь топливо медный тепло
Список используемых источников
1. Крапухин В.М. Печи для цветных и редких металлов - М: Металлургия, 1980.
2. Уткин Н.И. Металлургия цветных металлов - М: Металлургия, 1985.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая характеристика автогенных процессов. Структура пирометаллургического процесса. Расчет теплового баланса для переработки медного концентрата. Сущность плавки сульфидного сырья во взвешенном состоянии. Печь взвешенной плавки как объект управления.
дипломная работа [5,1 M], добавлен 06.03.2012Расчет тепловой работы методической толкательной печи для нагрева заготовок. Составление теплового баланса работы печи. Определение выхода продуктов сгорания, температур горения топлива, массы заготовки, балансового теплосодержания продуктов сгорания.
курсовая работа [6,6 M], добавлен 21.11.2012Краткое описание печи и взвешенной плавки, общая система охлаждения холодной водой. Модель полного расчета системы водяного охлаждения кессонов печи взвешенной плавки, ее практическое значение. Построение характеристики сети, определение потерь тепла.
курсовая работа [575,8 K], добавлен 20.11.2010Расчет шихты для получения медного штейна методом автогенной плавки "оутокумпу". Проведение расчета шихты для плавки окисленных никелевых руд в шахтной печи. Материальный баланс плавки агломерата на воздухе, обогащенном кислородом, без учета пыли.
контрольная работа [36,4 K], добавлен 15.10.2013Принцип обжига в кипящем слое сульфидов. Конструкции обжиговых печей КС. Определение размеров печи, ее удельной производительности, оптимального количества дутья, материального и теплового баланса окисления медного концентрата. Расчёт газоходной системы.
курсовая работа [131,5 K], добавлен 05.10.2014Расчет 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 24.04.2016Теплотехнический расчет кольцевой печи. Распределение температуры продуктов сгорания по длине печи. Расчет горения топлива, теплообмена излучением в рабочем пространстве печи. Расчет нагрева металла. Статьи прихода тепла. Расход тепла на нагрев металла.
курсовая работа [326,8 K], добавлен 23.12.2014Применение камерной печи с выдвижным подом для отжига, отпуска и закалки тяжелых деталей. Расчет горения топлива, рабочего пространства и теплового баланс печи, тепла, необходимого на нагрев режущего инструмента. Выбор материала для конструкции печи.
контрольная работа [450,3 K], добавлен 20.11.2013Печи для обжига сульфидных концентратов в кипящем слое. Научные основы окислительного обжига медных концентратов. Оценка выхода обоженного медного концентрата и его химический и рациональный состав. Определение размеров печи для обжига в кипящем слое.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.10.2022Обоснование технологии переработки сульфидного медьсодержащего сырья. Достоинства и недостатки плавки. Химические превращения составляющих шихты. Расчет минералогического состава медного концентрата. Анализ потенциальных возможностей автогенной плавки.
дипломная работа [352,2 K], добавлен 25.05.2015Процессы и аппараты нефтепереработки и нефтехимии; приборы для сжигания топлива. Назначение трубчатых печей, конструкция, теплотехнические показатели. Расчет процесса горения: КПД печи, тепловая нагрузка, расход топлива; расчет камер радиации и конвекции.
курсовая работа [122,1 K], добавлен 06.06.2012Разработка программного обеспечения операторской ЭВМ в среде SCADA-системы. Построение структурной схемы сбора информации, функциональной схемы размещения оборудования. Обзор системы контроля технологических параметров отражательной печи по переплавке.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 18.06.2012- Реконструкция технологии обработки медных концентратов на Надеждинском металлургическом заводе (НМЗ)
Развитие медного производства, внедрение взвешенной плавки на НМЗ ГМК "Норильский Никель". Обоснование выбранной технологии, расчёт теплового баланса печи. Внедрение АСУ управления процессом плавки. Охрана окружающей среды; экономическая эффективность.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 01.03.2012 Расчёт горения топлива (коксодоменный газ) и определение основных размеров печей. Теплоотдача излучением от печи газов к металлу, температура кладки печи, её тепловой баланс. Расчёт времени нагрева металла и определение производительности печи.
курсовая работа [158,9 K], добавлен 27.09.2012Главные функции, выполняемые горном доменной печи. Скорость реакции горения топлива, диффузия молекул кислорода в пограничный слой. Количество образующейся окиси углерода, температура и концентрация кислорода в газовой фазе. Окислительные зоны печи.
контрольная работа [145,7 K], добавлен 11.09.2013Основные технические параметры карусельной печи. Характеристика горелок и распределение тепловой мощности по зонам печи. Техническая характеристика рекуператора. Расчет теплообмена в рабочем пространстве печи. Составление теплового баланса печи.
курсовая работа [266,2 K], добавлен 28.09.2015Теоретические основы огневого рафинирования меди. Принцип действия и конструкция печи, преимущества и недостатки использования, автоматизация и контроль. Расчет материального и теплового баланса, печи, освещения, вентиляции, экономических показателей.
курсовая работа [336,1 K], добавлен 26.05.2015Классификация и принцип действия обжарочной печи при обжаривании овощей. Устройство механизированной паромасляной печи. Методика расчёта обжарочной печи: определение расхода теплоты на нагрев, площади поверхности нагрева печи и нагревательной камеры.
практическая работа [256,0 K], добавлен 13.06.2012Классификация печей литейного производства, общая характеристика индукционной канальной печи. Расчет индукционной канальной печи для плавки цветных сплавов (а именно, цинка и его сплавов). Описание работы спроектированного агрегата, техника безопасности.
курсовая работа [441,8 K], добавлен 02.01.2011Подготовка 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 15.11.2008