Расходные статьи теплового баланса

Оптимизация работы цементных вращающихся печей, основной критерий оптимизации.

Задачи оптимизации:

Увеличение:

1. производительности печи – G_кл, (т/ч);

2. качества клинкера – А_кл (МПа);

3. гранулометрии клинкера – КП, (%);

4. стойкости футеровки - N_фут, (сут);

Снижение:

5. удельного расхода топлива – Х_Т, (кут/т) или q_уд, (кДж/кг);

6. пылеуноса из печи – ПУ (%).

Производительность печи определяется размером печи, а размер печи определяет тепловую мощность печи (это количество теплоты (энергии), которое можно реализовать в данном агрегате в единицу времени), т.е. увеличить производительность печи можно уменьшением удельного расхода топлива.

Гранулометрия клинкера. Зачастую возникает на печах ситуация, когда клинкер гранулируется частично и большая доля его выходит в виде мелкой фракции, менее I мм, т.е. клинкерная пыль. При клинкерном пылении увеличивается удельный расход топлива и при увеличенном расходе топлива увеличивается клинкерное пыление.

Стойкость футеровки. Выражается сроком службы огнеупоров в самой напряженной зоне (спекания).

Критерий оптимизации (основной показатель, который определяет большинство решаемых задач) должен соответствовать 2-м условиям:

1. Д.б. связан со всеми остальными

2. Не д.б. экстремума

Зависимости:

Тепловая мощность печи:

1) Q_п=V_г·(Q_н^р/τ)=14000·(33,5/3600)=130 МВт

2) Q_п=V_п·43=3000·43=130000 кВт=130 МВт

Производительность: G_кл=Q_п /q_уд

Стойкость футеровки: N_фут=f(Q_фут, кВт/м²)=1/q_уд;

Качество клинкера: А кл -?

КП=f(q_уд)< >q_уд=f(КП);

Расход топлива: Х_Т=К·q_уд;

Пылеунос: ПУ=k·ω⁴_газа

V_газа^сумма=V_газа^с + V_газа^м; V_газа^с=1,5 м³; V_газа^м=2,0 м³; ПУ=К·q²_уд.

Приведенные данные однозначно свидетельствуют, что все показатели печи зависят от удельного расхода топлива, а именно при уменьшении удельного расхода топлива пропорционально увел. производительность печи, повышается стойкость футеровки, предотвращается клинкерное пыление. С пылевыносом из печи и уменьшается объем отходящих газов и выброс СО2 в атмосферу в результате чего улучшается экология окружающей среды.

Расходные статьи теплового баланса

Общий расход тепла составляет6000 кДж/кг.кл.

Расходные статьи:

- ТЭК: Q_ТЭК=Q_энд-Q_экз; Q_энд=Q_дек+Q_дег+Q_ж.ф.; Q_экз=Q_экз^кл;

или ТЭК=ΣQ_расх-ΣQ_приход;

- Затраты на испарение влаги из сырья: Q_исп=2500·G^w_воды

- Потери тепла с отходящими из печи газами:

- Потери тепла с выносимой из печи пылью: Q_п=Q_п^общ·С_п^общ·t_п^общ;

- Потери тепла в окружающую среду:Q_о.с.=(S·α·(t_п-t_о.с.))/В_кл;

Если рассмотреть расходные статьи теплового баланса печи. То видно, что в холодной ее части из общих 6000 кДж/кг.кл расходуется около 3600(60%) из них 2500 на испарение воды, 1000 с отходящими газами и 100 через корпус, который связан с теплопотерями через корпус. В горячей части печи потери, исключая ТЭК составляют около 700 кДж/кг.кл, которые связаны с теплопотерями через корпус и с клинкером(200), отсюда казалось бы очевидный вывод, что в первую очередь надо снизить затраты тепла в холодной части печи и особенно на испарение воды. Однако практика показывает, что такой подход не всегда оправдан, так например данные по ФРГ свидетельствует, что эта зависимость не всегда соблюдается.

Роль потерь тепла в горячей части печи с учетом работ Эйгена

Эйген разбил печь на две тепловые системы и написал ур-я теплового баланса для гор.

Где: q_г – потери с газовым потоком; q_м – приход с материалом; q_тk – ТЭК; t – t-ра газа на границе системы; ∆Х – уд. расход топлива.

х+q_м=q_тk +q_г+q_чк+q_кл

х-q_г=q_тk –q_м+q^гтс_чк+q_кл

q=(L_пг/Q^p_н )·х·с·t

х-(L_пг/Q^p_н )·х·с·t= q_тk –q_м+q^гтс_чк+q_кл

х(1- L_пг/Q^p_н с·t)= q_тk –q_м+q^гтс_чк+q_кл

х=(q_тk –q_м+q^гтс_чк+q_кл)/ (1- L_пг/Q^p_н с·t)

Х=mq_oc+ mq_пот ∆Х=m∆q^гтс_пот

(L_пг/Q^p_н)∙ С=0,0005

m=1/(1- 0,0005t) коэффициент теплопотерь

Физическая сущность уравнений Эйгена

закон Стефана-Больцмана, но для печи предложил Блохх

5,67 - излучение абсолютно черного тела;

Е_м - степень черноты материала не превышает 1;

Е_ф - степень черноты газа;

Т_ф – t-ра факела; а_г - поглощающая способность газа;

Т_м – t-ра м-ла по абсолютной шкале.

Если на 5 % уменьшить температуру газа, то теплообмен уменьшается на 20 % и следовательно Q снизится.

t_ф=(х+ q_в- Q_л)/V_п.гС_п.г

Пример:

1)

m=∆Х/∆q^гтс_пот=1000/1000=1

2)

m=∆Х/∆q^гтс_пот=6000/1000=6

3)

m=∆Х/∆q^гтс_пот=12000/1000=12

Коэффициент m зависит не только от t-ры, но и от соотношения L_nг/Q_н^Р (от состава, вида топлива и количества избытка воздуха). Чем больше будет это отношение, тем больше будет коэффициент теплопотерь. Наибольшее это отношение имеет газообразное топливо затем мазут и уголь.

Влияние α. При переходе от газа у углю теоретическая температура горения увеличивается.

Это положение имеет важное практическое значение при управлении печью, так например, чтобы разогреть клинкер в зоне спекания при несколько пониженной температуре необходимо на газе затратить 40-60 минут,а на угле 10-15 минут. => чем выше α, тем ↑ объем продуктов горения и следовательно > будет m. При α=1.1 мах m для газа равен 12, для мазута 8,для сухого угля.

ЗНАЧЕНИЕ ПОДСОСОВ ХОЛОДНОГО ВОЗДУХА В ГОРЯЧЕЙ ЧАСТИ ПЕЧИ

; ;

Δt_в^в = 120 ^оС; Δt_ф = 1800 – 1710 = 90 ^оС (5%)

ΔQ_л = 120 – 101 = 19 кВт/м² ≈ 16%

В связи с тем что м/у вращающейся печью и головкой холодильника имеется некоторый зазор через который подсасывается воздух. Учитывая, что температура холодного воздуха достаточно низкая и имеет пониженную вязкость, особенно при увеличении разряжения в горячей головке печи. это приводит к понижению температуры вторичного воздуха и факела и следовательно к значительному уменьшению Q (теплообмена).

Если t-ра понизится на 5%(90⁰),то теплообмен ухудшится на 16%,а это значит. что надо либо увеличивать расход топлива, либо снизить производительность печи на 16%.

Увеличить теплообмен в горячей части печи можно двумя способами

1. Осуществляется тщательное уплотнение

2. Уменьшить разряжение влияние которого указано в таблице.

Поиск по сайту: