Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. В.Г. ШУХОВА»

Химико-технологический институт

Кафедра технологии цемента и композиционных материалов

Курсовая работа

«Управление технологическим процессом производства цемента»

на тему: «Определение параметров работы циклонного теплообменника, температуры на границе ступеней циклонного теплообменника, необходимых размеров циклонного теплообменника»

Харченкова М.А.

Белгород

2020 г



Оглавление

• Введение
• Описание технологического процесса
• Принцип работы шаровой мельницы
• Динамический сепаратор
• Поступенчатый тепловой баланс циклонного теплообменника
• Расчет горения топлива
• Расчет пылеуноса по ступеням циклонного теплообменика
• Вращающаяся печь
• V ступень циклонного теплообменника
• IV ступень циклонного теплообменника
• III ступень циклонного теплообменника
• II ступень циклонного теплообменника
• I ступень циклонного теплообменника
• Расчет количества газов на выходе из ступеней циклонного
• теплообменника и печи
• Поступенчатый тепловой баланс циклонного теплообменника
• I ступень циклонного теплообменника
• II ступень циклонного теплообменника
• III ступень циклонного теплообменника
• IV ступень циклонного теплообменника
• V ступень циклонного теплообменника
• Декарбонизатор
• Количество и характеристика пылегазовых потоков по ступеням
• циклонного теплообменника
• Скоростной режим газов
• Размеры циклонного теплообменника
• Вывод
• Список литературы

Введение

Цемент является одним из лучших вяжущих веществ, способных твердеть навоздухе и в воде. Его получают путем обжига при высоких температурах и помола цементного клинкера с гипсом. При смешивании цемента с водой получается пластичное клейкое цементное тесто, которое постепенно твердеет и переходит в твердое камневидное состояние.

Процесс производства цемента состоит из следующих основныхтехнологических операций: добычи сырьевых материалов; приготовления сырьевой смеси, обжига сырьевой смеси и получения цементного клинкера; помола клинкера в тонкий порошок с небольшим количеством некоторых добавок.

В зависимости от способа подготовки сырья к обжигу различают мокрый,сухой и комбинированный способы производства цементного клинкера. шаровая мельница теплообменик

При мокром способе производства измельчение сырьевых материалов, ихперемешивание, усреднение и корректирование сырьевой смеси осуществляется в присутствии определенного количества воды. А при сухом способе все перечисленные операции выполняются с сухими материалами.

Мокрый способ приготовления сырьевой смеси применяют, когдафизические свойства сырьевых компонентов (пластичной глины, известняка, мела с высокой влажностью и т.д.) не позволяют организовывать экономичный технологический процесс производства сырьевой смеси по сухому способу производства.

При комбинированном способе сырьевуюсмесь приготовляют по мокрому способу, затем ее максимально обезвоживают (фильтруют) на специальных установках и в виде полусухой массы обжигают в печи.

Схема производства цемента по сухому способу во вращающихся печах прииспользовании в качестве сырья известняка и глины. Производство цементного клинкера в этом случае складывается из следующих операций: после выхода из дробилки известняк и глину высушивают до влажности примерно 1% и измельчают в сырьевую муку.

Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и недостатки. Способ производства цемента выбирают в зависимости от технологических и технико-экономических факторов: свойств сырья, его однородности и влажности, наличия достаточной топливной базы и др.



Описание технологического процесса

При сухом способе производства портландцемента выбор схемы зависит от физических и химических свойств сырья. Производство портландцементного клинкера в этом случае складывается из следующих операций.

Рис.1. Технологическая схема помола сырья в шаровой мельнице

После выхода из дробилки известняк и глину высушивают до влажности примерно 1%, после чего измельчают в сырьевую муку. Сырьевую муку заданного химического состава получают путем дозирования сырьевых компонентов в мельницу с последующим усреднением и корректированием сырьевой шихты в специальных смесительных силосах, куда дополнительно подается сырьевая мука с заведомо низким или высоким титром (содержанием ).

Исходные материалы (известняк, глина и др.) после дробления подвергаются высушиванию и совместному помолу в шаровой мельнице до остатка 6-10% на сите № 008. Температура сушильного агента составляет 228 и поступает в мельницу отходящими газами из циклонного теплообменника.

В динамическом сепараторе с выносным вентилятором и внешней зоной осаждения использована центробежная поперечно-лопаточная схема зоны осаждения, осуществляемая восходящим потоком воздуха, нагнетаемым внешним вентилятором в корпус сепаратора, и вращающейся крыльчаткой. Материал поступает по патрубкам на диск, вращаемый мотор-редуктором. Крупные частицы под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам и стекают вниз в приемник крупной фракции. Мелкие частицы выносятся воздухом во внешние циклоны, где осаждаютсяи по аэрожелобам направляются в силосадля хранения. Запыленный воздух для очистки транспортируетсяпо газоходу в электрофильтры, а пыль после регенерации фильтров по аэрожелобам, так же направляется на склад[2].

Применение замкнутого цикла помола повышает производительность мельницы на 10 - 20%. Причина этого заключается в систематическом отделении от общей массы размалываемого в мельнице материала мельчайших зерен, которые налипают на мелющие тела и снижают размалываемую способность последних [3].

Рис.1. Шаровая трубная мельница

Принцип работы шаровой мельницы

Принцип действия шаровых мельниц прост. В состав таких устройств входит барабан и мелющие тела (стержни, шары и т.п.). Материал, который необходимо измельчить, помещается в барабан. Барабан начинает вращаться. При этом и мелющие тела, и материал сначала начинают движение по круговой траектории вместе с барабаном, а потом в некоторый момент времени падают вниз. Измельчение материала достигается за счет истирания (частицы материала и мелющие тела перемещаются относительно друг друга) и удара. Наиболее частое применение шаровых мельниц на цементных заводах - это измельчение исходного сырья и тонкий помол цемента.

Широкое распространение шаровых мельниц в процессах измельчения цемента обусловлено несколькими факторами, среди которых стоит выделить относительно простую конструкцию и большую производительность. Однако, такие устройства не лишены недостатков. Так, установлено, что на выполнение непосредственно измельчения идет только от 2 до 20% потребляемой электроэнергии. Остальная же ее часть тратиться на преодоление сил трения, вибрации, звуковые колебания и выделяется в виде тепла. Шаровые мельницы также очень материалоемки, что обусловлено быстрым износом рабочих элементов. Кроме того, такое оборудование характеризуется высоким уровнем шума.



Динамический сепаратор

Сепаратор динамический с выносными циклонами представлен на рис.3. Сепаратор состоит из корпуса, вращающегося диска, вентилятора и осадительных циклонов. Материал подается на вращающийся диск, с которого он сбрасывается в восходящий воздушный поток, создаваемый вентилятором. Мелкие частицы увлекаются потоком и затем осаждаются в циклонах, а крупная фракция выпадает из потока вниз и выгружается через конусную часть сепаратора. Тонкость помола готового продукта регулируется скоростью воздушного потока, создаваемого вентилятором. При увеличении скорости увеличивается крупность материала, выносимого и осаждаемого в циклонах.

Такая схема сепаратора отличается тем, что выносныеосадители могут быть оптимальных размеров. Это позволяет увеличить удельную нагрузку в камере сепаратора, уменьшить ее размеры, а также повысить степень очистки в циклонах-осадителях. При этом увеличивается КПД вентилятора и уменьшается его износ, так как он перерабатывает более чистый воздух.

Рис.3. Динамический сепаратор с выносными циклонами



Исходные данные

Параметр	Значение	Размерность
Кол-во ступеней циклонного теплообменника	5	шт
Удельный расход условного топлива	0,136	кут / кгкл
Температура топлива	10	є С
Коэффициент избытка воздуха	1,05
Коэффициент избытка воздуха IV ступень	1,1
Коэффициент избытка воздуха III ступень	1,15
Коэффициент избытка воздуха II ступень	1,2
Коэффициент избытка воздуха I ступень	1,35
Пылеунос из печи	14	%
Степень декарбонизации материала на входе в печь	70	%
Влажность сырья на входе в циклонный теплообменник	0,6	%
Доля топлива, сжигаемого в декарбонизаторе	45	%
Степень очистки циклонов теплообменника
I ступень	0,9
II ступень	0,85
III ступень	0,8
IV ступень	0,75
V ступень	0,7
Температура вторичного воздуха	780	є С
Температура отходящих газов	305	є С
Температура окружающей среды	20	є С
Температура сырьевой смеси на входе в циклонный теплообменник	55	є С
Производительность печи	160	т/ч

Состав топлива, %

						СО
50	10	0,7	6,3	0	8	10	5	10

Состав сырьевой смеси, %

CaO				MgO		ППП
41,48	14,63	2,11	3,27	1,49	0,10	35,91

Поступенчатый тепловой баланс циклонного теплообменника

Содержание гидратной влаги в сырьевой смеси, %:

H₂O^г=0,35

H₂O^г=0,35

где - содержание оксида алюминия в сырьевой смеси, %.

Содержание углекислого газа в сырьевой смеси,%:

СO₂ = ППП-H₂O^г

СO₂ =35,91 - 1,145 = 34,765

гдеППП - потери при прокаливании сырьевой смеси, %; H₂O^г - содержание гидратной влаги в сырьевой смеси, %.

Теоретический расход сухой сырьевой смеси, кг/кг кл:

Количество углекислого газа, выделяющееся из сырья:

Масса:

объем:

Содержание CaCO₃ сырьевой смеси:

Содержание MgCO₃ сырьевой смеси:

Количество гидратной влаги, содержащейся в сырьевой смеси,:

Расчет горения топлива

Теплота сгорания газообразного топлива, топлива:

358,2 CH₄ + 637,5 C₂H₆ +912,5 C₃H₈ +1168,5C₄H₁₀ + 1460,8 C₅H₁₂ + 126,3CO + 107,9 H₂

358,2 + 637,5 +912,5+1168,56,3 + 126,310 + 107,9 10

= 34 627,3

Теоретический объемный расход воздуха на горение топлива, нм³/ нм³ топлива

нм³/ нм³

Действительный объёмный расход воздуха на горение топлива, нм³/ нм³ топлива

нм³/ нм³

Теоретический массовый расход воздуха на горение топлива, кг/ нм³ топлива

кг/ нм³

Действительный массовый расход воздуха на горение топлива, кг/ нм³ топлива

кг/ нм³

Объем продуктов горения топлива на 1 м³ топлива:

( CO₂ +CH₄ + 2 C₂H₆ +3 C₃H₈ +4C₄H₁₀ + 5 C₅H₁₂ + CO ), нм³/ нм³

(8+50+ 210+3 0,7 +4 6,3+10) = 1,153нм³/ нм³

( 2 CH₄ +3 C₂H₆ +4 C₃H₈ +5 C₄H₁₀ + 6 C₅H₁₂ + H₂ ), нм³/ нм³

( 250+310+4 0,7+ 56,3+10) = 1,743нм³/ нм³

+0,011, нм³/ нм³

+0,011нм³/ нм³

, нм³/ нм³

нм³/ нм³

Масса продуктов горения топлива на 1 м³ топлива:

= 1,977 , нм³/кг

= 1,977 нм³/кг

0,805 , нм³/кг

0,805 нм³/кг

1,251 , нм³/кг

1,251 нм³/кг

1,429 , нм³/кг

1,429 нм³/кг

Объем продуктов горения топлива на 1 кг клинкера:

= X_т, нм³/кг

нм³/кг

, нм³/кг

нм³/кг

X_т, нм³/кг

нм³/кг

, нм³/кг

нм³/кг

Масса продуктов горения топлива на 1 кг клинкера:

, нм³/кг

нм³/кг

, нм³/кг

нм³/кг

, нм³/кг

нм³/кг

, нм³/кг

нм³/кг

Таблица 1

Выход продуктов горения топлива

	На 1 м3 топлива	На 1 кг клинкера
	Объем, нм3	Масса, кг	Объем, нм3	Масса, кг
	1,153
	1,743

Расчет пылеуноса по ступеням циклонноготеплообменика

Вращающаяся печь

Количество пыли, уносимой газами из вращающейся печи:

где ^- количество , выделяющееся во вращающейся печи из сырья, кг/кг кл;

из печи, % от сухого материала.

где ^- степень декарбонизации материала на входе в печь, %.

V ступень циклонного теплообменника

Количество материала, осевшего в циклоне V ступени теплообменника (поступающего из V циклона в печь):

Общее количество материала, поступающего в циклон V ступени теплообменника:

+

где - количество , выделившееся из сырья в циклоне V ступени теплообменника;

- степень очистки циклона V ступени теплообменника

Количество материала, выходящего из циклона V ступени теплообменника с газами:

IV ступень циклонного теплообменника

Количество материала, осевшего в циклоне IV ступени теплообменника (поступающего из IV циклона в декарбонизатор):

где - масса , выделяющегося из сырья в декарбонизаторе.

Общее количество материала, поступающего в циклон IV ступени теплообменника:

где степень очистки циклона IV ступени теплообменника.

Количество материала, выходящего из циклона IV ступени теплообменника с газами:



III ступень циклонного теплообменника

Количество материала, осевшего в циклоне III ступени теплообменника (поступающего из III циклона в IV):

Общее количество материала, поступающего в циклон III ступени теплообменника:

где степень очистки циклона III ступени теплообменника.

Количество материала, выходящего из циклона III ступени теплообменника с газами:

II ступень циклонного теплообменника

Количество материала, осевшего в циклоне II ступени теплообменника (поступающего из II циклона в III):

Общее количество материала, поступающего в циклон II ступени теплообменника:

где степень очистки циклона II ступени теплообменника.

Количество материала, выходящего из циклона II ступени теплообменника с газами:

I ступень циклонного теплообменника

Количество материала, осевшего в циклоне I ступени теплообменника (поступающего из I циклона в II):

,

Общее количество сухого материала, поступающего в циклон I ступени теплообменника:

,,

где - степень очистки циклона I ступени теплообменника.

Количество материала, выходящего из I циклона с газами (пылеунос):

Общее количество материала, поступающего в циклон I ступени теплообменника:

+ ,

где - количество физической влаги в сырьевой смеси, поступающей в циклонный теплообменник.

Действительный расход сухого сырья:

+ ,

Расход влажного сырья:

= ,

Количество физической влаги в сырьевой смеси:



= ,

Общее количество материала, поступающего в циклон I ступени теплообменника из сырьевого бункера:

-,

Таблица 2

Потоки материала в циклонах теплообменника,

№ п/п	Поток материала	Ступени циклонного теплообменника
		I	II	III	IV	V
1	Количество материала, поступающего из предыдущего циклона или сырьевого бункера	1,786	1,934	2,122	2,249	2,121
2	Количество материала, поступающего с газами	0,374	0,562	0,747	0,579
3	Общее количество материала, поступающего в циклон	2,16	2,496	2,829	2,828	1,931
4	Количество осажденного в циклоне материала	1,934	2,122	2,249	2,121	1,352
5	Количество материала, выходящее из I циклона с газами	0,215	0,374	0,562	0,747	0,579



Расчет количества газов на выходе из ступеней циклонного теплообменника и печи

При расчете количества газов на выходе из ступеней циклонного теплообменника принято, что для 5-ступенчатого теплообменника гидратная влага выделяется в III ступени, для 4-ступенчатого - во II ступени. Углекислота из сырья выделяется в декарбонизаторе в соответствии со степенью декарбонизации материала.

1. Углекислота .

Объем на выходе из I-V ступеней циклонного теплообменника:

=+ ,

Объем на выходе из декарбонизатора:

=+ ,

Объем на выходе из печи

=+ ,

где - объем , выделившегося из сырья в печи,;

- объем , выделившегося из топлива в печи,

2. Водяной пар .

Объем водяного пара на выходе из I ступени циклонного теплообменника:

=+ ,

где - объем гидратной и физической влаги, выделившейся из сырья, /кг кл.

/кг кл

/кг кл

/кг кл

Объем водяного пара на выходе из II-III ступеней циклонного теплообменника:

=+,

Объем водяного пара на выходе из IV-V ступеней циклонного теплообменника:

=,

Объем водяного пара на выходе из декарбонизатора:

=,



Объем водяного пара на выходе из печи:

=,

где объем водяного пара, выделившегося из топлива в печи,

3. Азот .

Объем азота на выходе из I-V ступеней циклонного теплообменника и декарбонизатора:

,

Объем азота на выходе из печи:

,

где -объем азота, выделившегося из топлива в печи,

4. Кислород.

Объем кислорода на выходе из I-V ступеней циклонного теплообменника и декарбонизатора:

,

Объем кислорода на выходе из печи:

,

где- объем кислорода, выделившегося из топлива в печи,/кг кл.

5. Воздух, присосанный по ступеням циклонного теплообменника.

Объем воздуха, присосанного в циклонном теплообменнике, рассчитывается для каждой ступени и декарбонизатора с учетом коэффициента избытка воздуха:

= ,

где - коэффициент избытка воздуха на выходе из соответствующей ступени циклонного теплообмнника; - коэффициент избытка воздуха, с которым сжигается топливо.



Таблица 3

Количество газов на выходе из ступеней теплообменника, декарбонизатора и печи на 1 кг кл

Газ	Вращающаяся печь	Декарбонизатор	Ступени циклонного теплообменника
			I	II	III	IV	V
		кг		кг		кг		кг		кг		кг		кг
	0,155	0,306	0,407	0,805	0,407	0,805	0,407	0,805	0,407	0,805	0,407	0,805	0,407	0,805
	0,11	0,089	0,2	0,161	0,265	0,19	0,222	0,179	0,222	0,179	0,2	0,161	0,2	0,161
	0,476	0,595	0,866	1,083	0,866	1,083	0,866	1,083	0,866	1,083	0,866	1,083	0,866	1,083
	0,006	0,009	0,011	0,016	0,011	0,016	0,011	0,016	0,011	0,016	0,011	0,016	0,011	0,016
Воздух	-	-	-	-	0,311	0,402	0,156	0,202	0,104	0,134	0,052	0,067	-	-
Сумма газов	0,747	0,999	1,484	2,065	1,831	2,496	1,662	2,285	1,61	2,217	1,536	2,132	1,484	2,065

Поступенчатый тепловой баланс циклонного теплообменника

I ступень циклонного теплообменника

Расход тепла

1. Потери тепла на испарение физической влаги:

,

2. Потери тепла с отходящими газами:

3.

,

4. С пылеуносом:

,

5. Потери тепла в окружающую среду

,

6. Потери тепла с материалом на выходе из циклона I ступени:

7.

,

6. Итого расход тепла:

,



Приход тепла

1. Приход тепла с присосанным воздухом:

,

2. Приход тепла с сырьём:

,

3. Приход тепла с газами и пылью из циклона II ступени:

,

4. Итого приход тепла:

,

Таблица 4

Тепловой баланс I ступени циклонного теплообменника

Расход тепла	кДж/кгкл	Приход тепла	кДж/кгкл
На испарение физической влаги	27,5	С присосанным воздухом	8,073
С отходящими газами	812,025	С сырьём	86,336
С пылеуносом	63,739	С газами и пылью из циклона II ступени
В окружающую среду	5,256
С материалом на выходе из циклона I ступени
Итого		Итого

Температура газа и пыли на выходе из циклона II ступени :

- теплосодержание газов и пыли при температуре :

,

- теплосодержание газов и пыли при температуре :

,

,

II ступень циклонного теплообменника

Расход тепла

1. Потери тепла с газами и пылью в циклон I ступени ,

2. Потери тепла в окружающую среду , кДж/кг кл.

3. Потери тепла с материалом, поступающим в циклон III ступени:

,

4. Итого расход тепла:

Приход тепла

1. Приход тепла с присосанным воздухом:

,

2. Приход тепла с материалом из циклона I ступени ,

3. Приход тепла с газами и пылью из циклона III ступени:

,

Итого приход тепла:

,



Таблица 5

Тепловой баланс II ступени циклонного теплообменника

Расход тепла	кДж/кгкл.	Приход тепла	кДж/кгкл.
С газами и пылью в циклон I ступени	1 387,465	С присосанным воздухом	4,049
В окружающую среду	10,513	С материалом из I ступени	573,354
С материалом, поступающим в III ступень	1 057,088	C газами и пылью из циклона III ступени	1 877,663
Итого		Итого

Температура газа и пыли на выходе из циклона III ступени рассчитываем таким же образом, как и .,

:

:

,

III ступень циклонного теплообменника

Расход тепла

1. Потери тепла с газами и пылью в циклон II ступени ,

2. Потери тепла в окружающую среду ,

3. Потери тепла с материалом, поступающим в декарбонизатор:

,

4. Потери тепла на дегидратацию глины:

,

5. Итого расход тепла:

,

Приход тепла

1. Приход тепла с присосанным воздухом

,

,

2. Приход тепла с материалом из циклона II ступени ,

3. Приход тепла с газами и пылью из циклона IV ступени:

,



4. Итого приход тепла:

,

Таблица 6

Тепловой баланс III ступени циклонного теплообменника

Расход тепла		Приход тепла
С газами и пылью в циклон II ступени	1 877,663	С присосанным воздухом	2,699
В окружающую среду	13,141	С материалом из II ступени	1 057,088
С материалом, поступающим в декарбонизатор	1 467,772	С газами и пылью из циклона IV ступени	2 440,629
На дегидратацию глины	141,84
Итого	3 500,416	Итого	3 500,416

По результатам расчёта теплового баланса III ступени циклонного теплообменника рассчитывается температура газа и пыли на выходе из циклона IV ступени .

:

,

:

,

IV ступень циклонного теплообменника

Расход тепла

1. Потери тепла с газами и пылью в циклон III ступени ,

2. Потери тепла в окружающую среду ,

3. Потери тепла с материалом, поступающим в декарбонизатор:

,

4. Итого расход тепла:

,

Приход тепла

1. Приход тепла с присосанным воздухом

,

2. Приход тепла с материалом из циклона III ступени ,

3. Приход тепла с газами и пылью из циклона V ступени:

,

4. Итого приход тепла:

Таблица 7

Тепловой баланс IV ступени циклонного теплообменника

Расход тепла	кДж/кгкл	Приход тепла	кДж/кгкл
С газами и пылью в циклон III ступени		С присосанным воздухом
В окружающую среду		С материалом из циклона IIIступени
С материалом, поступающим в декарбонизатор		C газами и пылью из циклона V ступени	2 774,934
Итого		Итого	4 244,056

По результатам расчёта теплового баланса IV ступени циклонного теплообменника рассчитывается температура газа и пыли на выходе из циклона V ступени .

:

:

,

,

V ступень циклонного теплообменника

Расход тепла

1. Потери тепла с газами и пылью в циклон IVступени ,

2. Потери тепла в окружающую среду ,

3. Потери тепла с материалом, поступающим в декарбонизатор:

,

4. Итого расход тепла:

,

Приход тепла

1. Приход тепла с присосанным воздухом

,

2. Приход тепла с газами и пылью из декарбонизатора:

,

3. Итого приход тепла:

Таблица 7

Тепловой баланс V ступени циклонного теплообменника

Расход тепла	кДж/кгкл	Приход тепла	кДж/кгкл
С газами и пылью в циклон IV ступени		С присосанным воздухом
В окружающую среду		С материалом из декарбонизатора
С материалом, поступающим в декарбонизатор
Итого		Итого

Декарбонизатор

Расход тепла

1. Потери тепла с газами и пылью в циклон V ступени ,

2. Потери тепла в окружающую среду ,

3. Потери тепла на декарбонизацию материала

4. Итого расход тепла:

Приход тепла

1. Приход тепла с присосанным воздухом

,

2. Приход тепла с материалом из IV ступени ,

3. Приход тепла с топливом

где - доля топлива, сжигаемого в декарбонизаторе, %;

- температура топлива,

4. Приход тепла с третичнымвоздухом

5. Приход тепла с газами и пылью из печи

6. Итого приход тепла

Таблица 8

Тепловой баланс декарбонизатора

Расход тепла	кДж/кгкл	Приход тепла	кДж/кгкл
С газами и пылью в циклон IV ступени	4 233,12	С присосанным воздухом	0
В окружающую среду	43,191	С материалом из IVступени	1 779,773
Потери тепла на декарбонизацию материала	1 504,776	С топливом
		С третичным воздухом
		С газами и пылью из печи
Итого	5 781,087	Итого	5 781,087

По результатам расчёта теплового баланса декарбонизатора рассчитывается температура газа и пыли на выходе из печи:

:

:

Количество и характеристика пылегазовых потоков по ступеням циклонного теплообменника

Плотность газов при соответствующей температуре для каждой ступени циклонного теплообменника:

, кг/м³

где - плотность газов при нормальных условиях, кг/м³

Плотность газов при нормальных условиях по ступеням циклонного теплообменника:

, кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

Вход

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

Выход

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

Расход газа для каждой ступени циклонного теплообменника:

- расход газа в реальных м³ на кг клинкера:

, ,

где - сумма газов в каждом циклоне,

Вход

Выход

- расход газа в секунду:

, м³/с,

где - производительность вращающейся печи, т/ч.

Вход

м³/с

м³/с

м³/с

м³/с

м³/с

м³/с

Выход

м³/с

м³/с

м³/с

м³/с

м³/с

м³/с

Кинематическая вязкость смеси газов для каждой ступени циклонного теплообменника определяется при соответствующих температурах:

, м²/с,

где ,,, ,- кинематическая вязкость соответствующих газов, м²/с ( рассчитывается по приложению 2).

Вход

I)

II) м²/с

III) м²/с

IV) м²/с

V) м²/с

м²/с

Выход

I) м²/с

II) м²/с

III) м²/с

IV) м²/с

V) м²/с

м²/с

Концентрация материала в газах:

- на входе в циклон (декарбонизатор):

, кг/кг,

где - общее количество материала, поступающего в каждую ступень циклонного теплообменника,кг/кг кл; - суммарная масса газов в циклоне каждой ступени теплообменника, кг/кг кл.

кг/кг

кг/кг

кг/кг

кг/кг

кг/кг

- на выходе из циклона (декарбонизатора):

, кг/кг,

где

кг/кг

кг/кг

кг/кг

кг/кг

кг/кг

Таблица 9

Характеристика пылегазовых потоков

Параметр	Ступени циклонного теплообменника	Декарбонизатор
	I	II	III	IV	V
	Вход	Вы ход	Вход	Вы ход	Вход	Вы ход	Вход	Вы ход	Вход	Выход	Вход	Выход
Температура газов,	475	305	598	475	739	598	891	739	891	891	1160	1160
Плотность газов при 0, кг/н	1,363	1,375	1,377	1,388	1,392	1,392
Плотность газов при t,кг/н	0,497	0,644	0,431	0,502	0,371	0,432	0,325	0,374	0,326	0,326	0,265	0,265
Расход газа, реальные /кг кл	5,017	3,877	5,303	4,554	5,968	5,137	6,549	5,694	6,327	6,327	7,79	7,79
Расход газа, /с	222,978	172,311	235,689	202,4	265,244	228,311	291,067	253,067	281,2	281,2	346,222	346,222
Кинематическая вязкость, /с	7,0,13	4,417	8,903	6,941	11,497	8,879	14,408	11,371	14,377	14,377	19,132	19,132
Концентрация материала в газах,кг/кг	0,865	0,086	1,092	0,164	1,276	0,253	1,326	0,35	0,935	0,28

Скоростной режим газов

Потребная скорость на выходе в каждую ступень:

м/с

м/с

м/с

м/с

м/с

м/с

Скорость на выходе из циклона:

м/с

Аэродинамическое сопротивление каждого циклона:

Таблица 10

Скоростной режим газов

Параметр	Ступени циклонного теплообменника
	I	II	III	IV	V
Скорость газа на входе в циклон, м/с					16,926
Скорость газа на выходе из циклона, м/с					8,06
Аэродинамическое сопротивление циклона, Па					632,521

Размеры циклонного теплообменника

Необходимый диаметр цилиндрической части циклона в свету:

Необходимая площадь сечения входного отверстия в свету:

Диаметр выходной вертикальной трубы в свету:

Общая высота циклона:



Высота цилиндрической части циклона:

Таблица 11

Размеры ступеней циклонного теплообменника

Параметр	Ступени циклонного теплообменника
	I	II	III	IV	V
Диаметр цилиндрической части циклона в свету, м	10,121	10,325	10,873	11,317	11,13
Сечение входного отверстия в свету, м	13,737	14,297	15,855	17,174	16,613
Диаметр выходной вертикальной трубы в свету, м	5,377	5,783	6,087	6,365	6,665
Общая высота циклона, м	9,679	10,409	10,957	11,457	11,997
Высота цилиндрической части циклона, м	4,84	5,205	5,479	5,774	5,999



Вывод

В данной курсовой работе был произведен расчёт параметров работы циклонного теплообменника. По результатам теплового баланса были определены температуры на границах ступеней теплообменника и декарбонизатора. Температуры на входе в ЦТО составили :

· в I ступень - ;

· во II - ;

· в III - 739;

· в IV - ;

· в V - ;

· в декарбонизатор - .

При повышении температуры газо-пылевого потока его кинематическая вязкость увеличилась с м²/с до м²/с - на входе, с м²/с дом²/с - на выходе;

плотность снизилась с кг/м³ до 0,265 кг/м³ - на входе, с кг/м³ до 0, 265 кг/м³ - на выходе. В следствие этого увеличиваются скорости газовых потоков, уменьшается аэродинамическое сопротивление циклонов.

В зависимости от расхода газа, ступени циклонного теплообменника имеют разный размер, и увеличиваются от первой до пятой.



Список литературы

1. Классен, В. К. Технология и оптимизация производства цемента: краткий курс лекций: учебное пособие. - Белгород: изд-во БГТУ, 2012 г. - 308 с.

2. Колокольников В.С. Производство цемента. -Москва: изд-во «Высшая школа», 1967 г. - 303 с.

3. АлексеевБ.В. Технология производства цемента. -Мосвка: изд-во «Высшая школа», 1980 г. - 264 с.

Размещено на Allbest.ru

...