Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Курсовая работа

Тема:

Расчет теплового баланса отражательной анодной печи



Содержание курсовой работы

Осуществить расчет теплового баланса анодной печи, определить расход топлива. Продолжительность всех технологических операций (загрузка, плавление, окисление, восстановление, разливка) составляет ф, час. Топливо - природный газ. Воздух подогревается в рекуператоре до температуры t_в, С. Садка печи m, т. Выход шлака составляет m_ш, т с теплоемкостью 1,14 кДж/(кг·К). Каждое из загрузочных окон открыто 2 часа (в период загрузки). Условно принять суммарный эффект экзо- и эндотермических реакций равным нулю.



Реферат

Тема курсовой работы: «Расчет теплового баланса отражательной анодной печи».

В состав курсовой работы входят: пояснительная записка 30 с., 5 рис., 4 табл., 7 библиогр. наименований.

Анодная печь, черновая медь, тепловой баланс, тепловая работа, приход тепла, расход тепла.

В пояснительной записке содержится информация об особенностях конструкции, тепловой работе и тепловом балансе анодной печи. В ходе работы рассчитан и сведен тепловой баланс, расход топлива, КПД методом статей прихода и расхода тепла, удельная производительность, удельный расход теплоты и удельный расход топлива.



Содержание

• Введение
• 1. Особенности конструкции теплотехнического агрегата
• 2. Тепловая работа проектируемого агрегата
• 3. Тепловой баланс анодной печи
• 3.1 Исходные данные
• 3.2 Расчет горения топлива
• 3.3 Статьи прихода теплоты
• 3.4 Статьи расхода теплоты
• 3.5 Расчет потерь теплоты в окружающую среду
• 3.6 Уравнение теплового баланса
• Заключение
• Библиографический список

Введение

Отражательная анодная печь - это один из видов металлургических печей, предназначенных для переработки твердого медного сырья, удаления примесей из расплава меди и получения анодной меди.

Тепловая работа анодных печей цветной металлургии отличается рядом особенностей, обусловленных видом и параметрами протекающих в них технологических процессов.

Анодные печи широко применяют на заводах цветной металлургии для первичной или вторичной меди и отливки анодов для ее электролитического рафинирования [1].

Изначально поступившую черновую медь окисляют воздухом и переводят примеси в шлак. Соответственно технологический процесс в анодной печи служит для того, чтобы провести операцию огневого рафинирования. После снятия шлака с поверхности расплавленного металла, окисленную медь восстанавливают и разливают в изложницы. Полученные таким образом слитки, то есть аноды, являются исходным сырьём для следующей операции - электролиза меди. Анодные печи позволяют одновременного выпускать аноды двух типов: для отделения безосновной технологии и для отделения цеха электролиза меди.

Обработка в анодной печи включает в себя окисление и восстановление. Остаточная сера окисляется до газового состояния, а железо и никель - до шлака. На стадии окисления часть меди окисляется. Окисленная медь восстанавливается до металлического состояния природным газом, пропаном, сжиженным нефтяным газом или тяжёлым мазутом. Весь цикл производства анодов, от загрузки, плавления, окисления, восстановления, до розлива составляет от 22 до 24 часов.

К несомненным достоинствам процесса следует отнести полную загрузку печи, а именно: от 350 до 380 тонн шихты, высокую производительность (350 тонн анодной меди за одну плавку), возможность переработки шихты любой крупности и влажности, возможность переработки конверторного шлака, высокую степень извлечения нежелательных примесей в шлак, доступность наблюдения за ходом процесса.

К недостаткам анодных печей следует отнести повышенный удельный расход топлива, низкий коэффициент использования вспомогательного оборудования (механизмы для загрузки металла и разливочные машины), обусловленный периодичностью процесса, применение ручного труда (съём шлака, дразнение), затраты на нагрев кладки, как и у многих печей периодического действия.



1. Особенности конструкции теплотехнического агрегата

Анодная отражательная печь представляет собой плавильный агрегат, расположенный на мощном фундаменте, выполненном из бетона в виде монолитном плиты, имеющей небольшой уклон. В поперечном сечении анодные отражательные печи цветной металлургии имеют прямоугольную и цилиндрическую форму. Для анодной отражательной печи характерна скорее прямоугольная форма, цилиндрическая форма - это поворотная отражательная печь. Для печи емкостью 200 т, можно рекомендовать длину наружной печи 14,6 м и ширину 4,5 м при глубине ванны 0,94 м [2].

Поперечный разрез стационарной анодной печи [3] приведен на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 - Схема анодной стационарной печи в поперечном разрезе (пояснения в тексте)

Подина 1 (рисунок 1.1) печи - три обратных свода. Нижний свод - это шамотный кирпич на бетонной подготовке. Два следующих свода - динасовые при кислой ванне; при основной ванне - верхний слой хромомагнезитовый, магнезитохромитовый или периклазошпинелидный, а средний - хромомагнезитовый или шамотный. Толщина сводов: нижнего и среднего по 230 мм и верхнего 380 мм. Между сводами засыпают шамотный, динасовый или магнезитовый порошок слоем толщиной 10-20 мм. Стены печи над откосами выкладывают из динасового, магнезитохромитового, периклазошпинелидного или хромомагнезитового кирпича толщиной460-575 мм. Высота рабочего пространства, включая ванну, для печей емкостью 100-350 т составляет 2000-2800 мм. Свод 4 применяют арочной, распорно-подвесной и подвесной конструкции толщиной 380 мм и стрелой подъема 1:7,5 до 1:10. Арочные своды выкладывают из хромомагнезитового кирпича, распорно-подвесные и подвесные - из магнезитохромитового и хромомагнезитового кирпича. Каркас 3 такой же конструкции, как и каркас отражательной печи. Твердую шихту (чушки, анодные остатки, лом) загружают в печь через 2-3 боковых окна завалочными кранами; жидкий металл через переносный желоб. Ширина рабочих окон до 1,5 м, высота 0,9 - 1,0. Заслонки делают массивными чугунными с пневматическим или электромеханическим подъемным механизмом.

Для предотвращения чрезмерного окисления меди заслонки должны плотно прилегать к рамке; окна тщательно замазывают; щели в стенах и своде печи не допускаются. В термически напряженных и уязвимых местах печи устанавливают водоохлаждаемые элементы. Заслонки также делают водоохлаждаемыми и зафутерованными с внутренней стороны Горелки размещают в торцовой стене; на другой торцовой стене имеется окно для съема шлака; размер окна 600 x 700 мм. Окно закрывается заслонкой, футерованной огнеупорной массой. Вследствие высокой температуры отходящих газов (1100-1300) потери тепла составляют 50-60% [3].

Рисунок 1.2 Схема анодной стационарной печи в продольном разрезе

Продольный разрез печи [7] изображен на рисунке 1.2

В продольном разрезе печи можно отметить три установленных параллельно топливо-сжигающих устройства, загрузочные окна, канал для отходящих газов, так же систему крепления каркаса печи.



2. Тепловая работа проектируемого агрегата

Черновую медь, полученную в конверторах, подвергают огневому и электролитическому рафинированию. Следующим действием является получение анодной меди в анодных печах для отливки анодов, которые в дальнейшем идут на электролиз.

Анодные печи бывают стационарные и наклоняемые, поворотные. Стационарные анодные печи по своему устройству и принципу действия сходны с отражательными печами [3]. Особенности тепловой работы анодной отражательной печи [2] приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Особенности тепловой работы анодной отражательной печи

Показатели	Анодная отражательная печь
Отопление	мазут
Число горелочных устройств	3
Продолжительность плавки, ч	24
Содержание твердого в загрузке, %	100
Характер шихты	слитки черновой меди
Удельная производительность по твердой шихте,
Расход условного топлива от шихты, %	12
Поверхность нагрева котлов - утилизаторов: Температура в голове,	1400
Температура в хвосте,	1300

В анодных печах можно перерабатывать как первичную, так и вторичную черновую медь. Первая получается из руд и концентратов, вторая при переплавке вторичных металлов. В первичной черновой меди количество примесей, к которым относятся мышьяк, сурьма, свинец, олово, сера, железо и т.п., составляет от десятых долей до одного процента; во вторичной 2-4%.

Технологический процесс, осуществляемый в анодных отражательных печах, протекает в четыре стадии, которые включают в себя: загрузку и плавление металла, окисление содержащихся в нем нежелательных примесей кислородом воздуха, восстановление переокисленной меди и разливку металла в изложницы.

Анодные отражательные печи в основном отапливают природным газом, реже используют газо-мазутное отопление. Устройства для сжигания газа устанавливают в специальных отверстиях, расположенных в передней торцевой стенке печи, к которой со стороны печи примыкает камера для предварительного сжигания топлива. В отдельных случаях для отопления рафинировочных печей используют комбинированные газо-мазутные горелки. На большинстве заводов применяют горелки типа «труба в трубе».

Расплавление загружаемого в печь материала, по существу, производится в ванне металла, которая находится на подине печи в самом начале процесса. В анодных печах процесс начинается с заливки в агрегат черновой меди непосредственно из конвертеров. В этом случае, когда шихта полностью состоит из твердого материала, на под печи сначала загружают анодные остатки и мелкий скрап, которые образуют ванну, и только потом осуществляют загрузку крупногабаритных слитков черновой меди (см. табл. 2.1). По ее окончании загрузочные окна закрывают, и начинается процесс интенсивного плавления металла.

Продолжительность первого периода плавки при прочих равных условиях зависит от емкости печи и составляет в среднем 8 - 12 ч, из них 2 -3 ч занимает загрузка, 6-8 ч - процесс плавления и 0,5 ч удаление шлака (см. табл. 2.1). Температура поверхности ванны во время расплавления черновой меди близка к ее температуре плавления и равна 1090-1100. В конце периода температура расплава поднимается до 1150. Средняя температура газов (пламени) в течение всего времени поддерживается на уровне 1450-1600(см. табл. 2.1).

Для сокращения продолжительности процесса плавления используются различные способы интенсификации лучистого теплообмена в рабочей камере печи. К ним относится повышение средней температуры газов (факела) и степени черноты поверхностей, участвующих в теплообмене.

Повышение температуры продуктов сгорания топлива достигается за счет подогрева воздушного дутья до 500-550 и увеличения расхода топлива, который в первом периоде существенно выше (в 1,5-2,5 раза), чем в остальные периоды плавки. Для улучшения оптических характеристик ванны шлак, образующийся при окислении примесей (во второй период), не удаляют из печи, а оставляют на следующий цикл (после разливки меди он оседает на подине). В период плавления, после образования ванны, шлак предыдущей плавки всплывает на ее поверхность и удаляется только после окончания периода. Таким образом, в течение всего процесса ванна расплава покрыта пленкой шлака, степень черноты которого (0,5-0,6) в 3-4 раза выше степени черноты расплавленной меди (0,14-0,16). При газовом отоплении используют горелки с внешним смешением, позволяющие получать хорошо видимое пламя (.

Продолжительность второго и третьего периодов плавки зависит от скорости протекания реакций, обусловленных заданной технологией. В период окисления, который продолжается 1,5-2,0 ч, тепло в ванну поступает в виде суммарного теплового потока излучения и конвекции на ее тепловоспринимающей поверхности, а так же за счет теплогенерации при протекании экзотермических реакций окисления примесей основного металла. Эта энергия расходуется на компенсацию потерь тепла через ограждение печи на уровне ванны и на нагрев воздуха, вдуваемого в ванну, до средней температуры расплава. Температура газов (пламени) в рабочей камере печи поддерживается на таком уровне, чтобы металл не перегревался выше 1150 Для окисления примесей по завершении операции плавления в медь начинают вдувать сжатый воздух под давлением 200-400кПа. На стадии окисления с поверхности расплава периодически снимают шлак, в который переходит большая часть неблагородных примесей. Выход шлака составляет 1,2-4% от массы меди. Обычно рафинировочные шлаки содержат, %: 35-40 Cu; 6-10 Pb; 5-6 Sn; 1,7-2,5 Zn; 0,3-0,35 Ni; 1113 ; 10-16 FeO; 1-2 ; 0,5-1,5 CaO [4].

В третий период плавки, который продолжается 2,5-3 ч, в ванне протекают эндотермические реакции восстановления , образующегося на стадии окисления примесей. В качестве восстановителя используется мазут (таблица 2.1). Тепло, поступающее в ванну, расходуется на нагрев восстановителя, протекания эндотермических реакций и компенсацию потерь тепла через ограждение печи на уровне ванны [5]. При получении качественной пробы (плотная отливка, имеющая в изломе красивый розовый цвет и столбчатую структуру) приступают к разливке меди. Окончательно качество меди проверяют спектральным анализом на содержание серы [4].

В четвертый период происходит разливка металла, его продолжительность определяется производительностью разливочной машины и составляет 5-8 ч. Ванна расплава имеет в течение всего периода постоянную температуру 1150и тепло, поступающее на ее поверхность, расходуется на компенсацию тепловых потерь через ограждение печи [5].

Рисунок 2.1 - Карусельная разливочная машина: 1 - дозировочный качающийся ковш; 2 - изложница; 3 - привод; 4 - зонт; 5 - брызгала; 6 - выталкивающий механизм.

Разливочная машина [4] представляет собой вращающуюся в горизонтальной плоскости кольцевую раму диаметром 6-12 м с числом изложниц 12-28 шт. Изложницы отливают из меди и выполняют массивными, чтобы обеспечить большой теплосъем. Для того чтобы медь не приваривалась к изложницам, перед заливкой их смачивают известковым молоком или водной эмульсией костяной муки. За время прохождения изложницей примерно окружности медь должна полностью охладиться. Перед передачей в электролизный цех у анода обрубают кромки и заусенцы.

Конструкция разливочной машины [4] представлена на рисунке 2.1.

Основной задачей при организации теплового и температурного режимов в анодной отражательной печи является создание условий для ускоренного расплавления металла в первый период процесса и обеспечение минимальных колебаний температуры в ванне в остальные периоды плавки [5].

тепловой баланс анодный печь



3. Тепловой баланс анодной печи

3.1 Исходные данные

Исходные данные по расчету теплового баланса анодной печи представлены в таблице 3.1

Таблица 3.1

Исходные данные

Состав природного газа на сухую массу, % при содержании в нем влаги 20 г/м3	Температура подогрева воздуха	Время технологических операций	Садка печи	Выход шлака
СН4	С2Н6	С3Н8	N2	tв, С	ф, час	m, т	mш, т
92	1	5	2	190	22,5	340	5,1

3.2 Расчет горения топлива

Перерасчет на рабочую массу по данному составу природного газа приведен в таблице 3.2

Таблица 3.2

Перерасчет на рабочую массу

Вещество	Состав на сухую массу, %	Состав на рабочую массу, %
СН4	92	89,76
С2Н6	1	0,9757
С3Н8	5	4,8785
N2	2	1,9514
	0	2,428
Итого:	100	100



где, k - коэффициент пересчета на рабочую массу м³/г;

- содержание влаги в природном газе, 20 г/м³.

Находим число чистого кислорода, необходимого для полного окисления всех горючих элементов:

Определяем расход воздуха для обеспечения полного горения в теоретических (б = 1) и практических (б = 1,1) условиях:

- объем сухого воздуха:

- объем влажного воздуха:

Находим выход продуктов горения и их состав в теоретических

(б = 1) и практических (б = 1,1) условиях:

- при б = 1:

Объём продуктов сгорания при б = 1 составит:

Выход продуктов сгорания при б = 1,1:

Объём продуктов сгорания при б = 1,1 составит:



Состав продуктов сгорания при б = 1,1:

Определяем теплоту сгорания природного газа:

3.3 Статьи прихода теплоты

Приход теплоты за счет химической энергии топлива вычисляем по формуле:

где В - расход топлива м³/с (неизвестен);

Q_н^р - низшая рабочая теплота сгорания топлива, Дж/м³ (из горения топлива = Дж/м³);

ф - продолжительность технологического периода, с (из задания, 81000с).

Физическую теплоту воздуха, подаваемую на сжигание определяем:

где L_б - количество воздуха на единицу топлива, м³/м³ (горение топлива, 11,131 м³/м³);

с_в - теплоемкость воздуха, Дж/(кгК) (горение топлива, 1308 Дж/(кгК));

t_в - температура подогрева воздуха, ⁰С (исходные данные горения, 190 ⁰С).

Физическое тепло топлива нахожу по следующей формуле:

t_т - температура подогрева топлива, ⁰С (исходные данные горения топлива, 0 ⁰C).

3.4 Статьи расхода теплоты

Полезно затраченную теплоту нахожу по следующей формуле:

где с_тв.Cu - удельная теплоемкость твердой меди, Дж/кг•К (464 Дж/(кг•К));

P - садка печи, кг (340 000 кг);

t_плав._Cu- температура плавления меди, ⁰С (1083 ⁰С);

t_нач.Cu - начальная температура меди, ⁰С (20 ⁰С);

- удельная теплота плавления, Дж/кг (210 000 Дж/кг);

с_ж.Cu- теплоемкость жидкой меди, Дж/кгК (435 Дж/(кгК));

t_{перегрева} - температура перегрева меди ^оС (1200 ^оС).

Потеря теплоты с продуктами сгорания находится по формуле:

Дж;

где с_д - теплоемкость дымовых газов Дж/кгК (1475Дж/(кгК));

t_д- температура дымовых газов ^оС (1300 ^оС);

- количество образующихся дымовых газов на единицу топлива, м³/м³ (горение топлива, 12,155 м³/м³).

Потери теплоты вследствие химического и механического недожога найду по формуле:

где q₃ - доли потери теплоты от химического и механического недожога, доли ед, 0,02.



где q₄ - доли потери теплоты от химического и механического недожога, доли ед, 0,01.

3.5 Расчет потерь теплоты в окружающую среду

Набор кладки пода осуществляется на предварительно сформированную бетонную подушку толщиной 70 мм. Затем выкладывается слой из легковесного шамотного кирпича толщиной 230 мм, далее слой шамота 230 мм и на него выкладывается слой из периклазошпинелидных хромитовых огнеупоров толщиной 380 мм.

На границе кладки и облицовочной плиты формируется компенсатор из асбестовых плит и кварцита. Основу кладки стен (над уровнем ванны) и свода составляют периклазошпинеливидные огнеупоры (ПХСС):

· толщина кладки стенок - 460 мм;

· толщина кладки свода - 380 мм.

Наружный размер печи по кладке:

· длина - 17850 мм - 17,85 м; ширина - 5340 мм - 5,34 м;

· высота - 2600 мм - 2,6 м; глубина ванны - 800 мм - 0,8 м.

Внутренний размер печи:

· длина ванны - 14400 мм - 14,4 м; ширина ванны - 3040 мм - 3,04 м;

· высота ванны - 800 мм - 0,8 м.

Площадь боковых стенок ванны будет равна:

F_Б.С.В. = 14,4 0,8 = 11,52 м².

Площадь торцевых стенок ванны равна:

F_Т.С.В. = 3,04 0,8 = 2,432 м².

Внутренний размер печи над уровнем ванны:

· длина - 16650 мм - 16,65 м; ширина - 4140 мм - 4,14 м;

· высота - 740 мм - 0,74 м.

Тогда площадь боковых стенок над уровнем ванны:

F_Б.С.Н.В. = 16,65 0,74 = 12,321 м².

Площадь торцевых стенок над уровнем ванны:

F_Т.С.Н.В. = 4,14 0,74 = 3,06 м².

Толщина боковых стенок составит:

L_Б.С. = = 0,6 м.

Толщина торцевых стенок:

L_Т.С. = = 0,6 м.

Площадь пода равна:

F_под = 16,65 4,14 = 68,93 м².

Площадь свода определяю по формуле:

F_СВ = L_СВ C_дуг,

где L_СВ - длина свода, м; C_дуг - длина дуги свода, м.

C_{ВНЕШ.дуги} = = = 5,14 м,

где r - радиус свода; - угол между крайними точками длины дуги свода - 51^о;

F_{СВ.ВНЕШ.} = 15 5,14 = 77,1 м²;

C_{ВНУТ.дуги} = = 4,8 м;

F_{СВ.ВНУТ.} = 15 4,8 = 72 м²;

F_{СВ.СРЕДН.} = = = 74,55 м².



Потери через свод:

Стандартный свод определяем по формуле для однослойной стенки:

,

- разность температур в рабочем пространстве печи и наружной части свода - 1200 и 120 ^оС соответственно,

S_n- толщина слоя огнеупора - 0,38 м;

Л_n- коэффициент теплопроводности огнеупора, 2,56 Вт/м К.

7275,79 Вт/м²;

Q_св= 7275, 7981000= 43,94 10⁹ Дж.

Потери тепла через под:

Определяю по формуле для многослойной стенки:

- первый слой, толщиной 0,07 м, состоит из бетона;

- второй слой, толщиной 0,23 м, состоит из шамота;

- третий слой, толщиной 0,61 м, состоит из ПХСС.

где t₁ - температура расплава меди - 1100 ⁰С;

t₂ - температура окружающей среды - 20 ⁰С;

S_б, S_ш, S_ПХСС - толщина огнеупорных слоёв, м;

л_б, л_ш, л_ПХСС - коэффициенты теплопроводности каждого слоя, 1; 1,08; 2,5; Вт/м К.

Потери тепла через кладку боковой стенки:

Рассчитываю по формуле передачи тепла через двухслойную стенку :

где t₁ - температура расплава меди - 1100 ⁰С;

t₂ - температура окружающей среды - 20 ⁰С;

S_АСБ, S_ПХСС - толщина огнеупорных слоёв, м;

л_АСБ, л_ПХСС - коэффициенты теплопроводности каждого слоя, 0,25; 2,51; Вт/м К.

Общее количество потери тепла через боковые стенки ванны:

Дж

Потери тепла через торцевую стенку ванны:

Аналогично расчету потерь через боковую стенку:

где t₁ - температура расплава меди - 1100 ⁰С;

t₂ - температура окружающей среды - 20 ⁰С;

S_АСБ, S_ПХСС - толщина огнеупорных слоёв, м;

л_АСБ, л_ПХСС - коэффициенты теплопроводности каждого слоя, 0,25; 2,51; Вт/м К.

Общее количество потери тепла через торцевые стенки ванны:

Потери тепла через боковую стенку над уровнем ванны:

где t₁ - температура печи - 1200 ⁰С;

t₂ - температура наружная - 60 ⁰С;

S_ПХСС - толщина огнеупорного слоёв, м;

л_ПХСС - коэффициент теплопроводности слоя, 2,57; Вт/м К.

Общее количество потери тепла через боковую стенку над уровнем ванны:

Дж.

Q_5Т = =

= 61, 61 10⁹ Дж.

Потери тепла излучением через открытые окна печи:

Дж

где С₀ - коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/(м² К) (5,67 Вт/(м² К));

Т_п- температура в печи (горение топлива, 1473 К);

F - площадь отверстия, м² (1,35 м²);

Ф - коэффициент диафрагмирования отверстия (0,63).

Загрузка шихты осуществляется через три окна с поочередным открыванием окон в течение 2 часов.

Всего окна три. Следовательно:

Потери теплоты излучением через шлаковое окно:

Дж.

Так как шлаковое окно всегда открыто, следовательно:

Потери теплоты излучением через технологические отверстия в кладке:

Дж.

Общую площадь отверстий принимаю как 1,5 % от площади свода:

F_отв = 0,015 74,55 = 1,12 м².



Тепло от систем охлаждения:

Расчет произведен в пакете прикладных программ Excel. Результаты расчетов приведены на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Расчет потерь тепла охлаждением через пятовые балки

Расчет потерь тепла через загрузочные окна приведен на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Расчет потерь тепла через загрузочные окна



Тепло от систем охлаждения рассчитывается по следующей формуле:

Q_5охл= 7,4910⁹+ 2,6310⁹= 10,1210⁹ Дж

Тепло шлакообразования:

Дж;

где М_шл = 5100 кг;

с_шл= 1140 Дж/кгК.

3.6 Уравнение теплового баланса

Составляю уравнение теплового баланса в соответствии с рассчитанными статьями прихода и расхода.

Q_{прихода} = Q_{расхода}

В + B • = + В • + В • 9,04 • 10¹⁰ + 61,61 • 10⁹ + 13,13 • 10⁹ + 10,12 • 10⁹ + 6,98 • 10⁹

По составленному уравнению был рассчитан расход топлива В = 0,28 м³/с.

Тепловой баланс анодной печи приведен в Таблице 3.6

Таблица 3.6

Тепловой баланс анодной печи

Приход	Расход
Статьи прихода	Дж	%	Статьи расхода	Дж	%
1. Хим. энергия топлива	8,406•1011	93,08	1. Полезно затраченная теплота	2,564• 1011	28,4
2. Физ. тепло воздуха	6,249•1010	6,92	2. Потеря теплоты с продуктами сгорания	5,292•1011	58,62
3. Физ. тепло топлива	0	0	3. Потери с недожогом	2,5312•1010	2,8
			4. Потери теплоты теплопроводностью через печные ограждения	61,61•109	6,82
			5. Потери тепла излучением через открытые окна печи	13,13•109	1,45
			6. Потери водоохлаждением	10,12•109	1,12
			7.Тепло шлакообразования	6,98•109	0,773
Итого	9,031•1011	100	Итого	9,028•1011	100

По полученным значениям рассчитан КПД = • 100% = 28%;

Удельная производительность

Удельный расход теплоты

Удельный расход топлива



Заключение

В основе производства анодной меди лежит ванная печь, в которой за счет тепла внешнего топлива (природный газ) производится переплав черновой меди и частичное удаление примесей.

В результате выполненной курсовой работы были изучены конструктивные особенности и тепловая работа выбранного теплотехнического агрегата - анодная отражательная стационарная печь. По заданным исходным данным были рассчитаны статьи расхода и прихода тепла, по которым был найден расход топлива (В = 0,28 м³/с). По расчетам определен тепловой баланс анодной печи и найден её КПД, а также удельная производительность печи, удельные расходы теплоты и топлива.

Исходя из теплового баланса, можно сделать вывод, что наиболее значительный приход тепла происходит от химической энергии топлива. Отсутствует приход физического тепла от подогретого топлива, так как по заданию топливо не подогревалось.

Наиболее значимый расход - это потеря теплоты с продуктами сгорания, чуть меньшую величину имеет полезно затраченная теплота.

Тепловой КПД можно рассчитать исходя из всего прихода и расхода на полезно затраченную теплоту, КПД = 28%.

Удельную производительность можно рассчитать исходя из садки печи, деленную на площадь пода печи и на время технологических операций,

Удельный расход теплоты можно найти по формуле суммы по приходу тепловой энергии, деленной на садку печи,

Удельный расход топлива рассчитывается по формуле расхода топлива, деленный на садку печи,



Библиографический список

1. Кобахидзе В.В. Тепловая работа и конструкции печей цветной металлургии [Текст] / В.В. Кобахидзе. - М.: МИСИС, 1994. - 355 с.

2. Диомидовский Д.А. Металлургические печи цветной металлургии [Текст]/ Д.А. Диомидовский - 2-е изд., доп. и перераб. - Москва: Металлургия, 1970. - 702 с.

3. Басов А.И., Ельцев Ф.П. Справочник механика заводов цветной металлургии [Текст] / А.И. Басов, Ф. П. Ельцев. - М.: Металлургия, 1981. - 495 с.

4. Ванюков А.В., Уткин Н.И. Комплексная переработка медного и никелевого сырья [Текст] / А.В. Ванюков, Н.И. Уткин. - Челябинск: Металлургия: Челяб. отд-ние, 1988. - 431 с.

5. Кривандин В.А. Металлургическая теплотехника. В 2-х томах. Т.2. Конструкция и работа печей [Текст] / В.А. Кривандин, И.Н. Неведомская, В.В. Кобахидзе и др. - М.: Металлургия, 1986, - 592 с.

6. Расчеты металлургических процессов производства меди [Формулы] / Е.И. Елисеев, А.И. Вольхин, Г.Г. Михайлов, Б.Н. Смирнов - Челябинск, ЮУрГУ, 2012

7. Миткалинный В.И., Кривандин В.А., Морозов В.А., Сборщиков Г.С., Егоров А.В. Металлургические печи Атлас / В.И. Миткалинный, В.А. Кривандин, В.А. Морозов, Г.С. Сборщиков, А.В. Егоров - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1987, - 384 с.

Размещено на allbest.ru

...