知識點十一 隧道窯初步設計計算(2 / 3)

計算實例:

1.助燃空氣量計算

所用燃料為天然氣,低位發熱量:Q,ar=36000kJbrm3。

查資料,天然氣燃燒的理論空氣量計算公式:

V0a=0.264×Q,ar1000+0.05(m3brm3)

則燃燒理論空氣量為:

V0a=0.264×360001000+0.05=9.554(m3brm3)

取空氣過剩係數為1.2,則實際需要空氣量為:

Va=αV0a=1.2×9.554=11.4648(m3brm3)

2.燃燒煙氣量計算

查資料,天然氣燃燒理論煙氣量計算公式:

V0=0.264×Q,ar1000+1.05(m3brm3)

則燃燒理論煙氣量為:

V0=0.264×360001000+1.05=10.554(m3brm3)

實際煙氣量為:

V=V0+(α-1)V0a=10.554+(1.2-1)×9.554=12.4648(m3brm3)

3.燃燒溫度計算

理論燃燒溫度的計算公式為:

tth=(Q.ar+Vacata+cftf)br(Vc)

查資料:在t=1730℃時的煙氣比熱容為c=1.64kJbr(m3·℃),在室溫20℃時空氣比熱容為ca=1.30kJbr(m3·℃),天然氣的比熱容為cf=1.56kJbr(m3·℃),代入公式得:

理論燃燒溫度為:tth=36000+11.4648×1.30×20+1.56×2012.4648×1.64=1777(℃)

相對誤差為:1777-17301777=2.64%<5%,認為合理。

取高溫係數η=0.8,則實際燃燒溫度為tp=ηtth=0.8×1777=1421.6(℃)1421.6-1220=201.6(℃),比燒成溫度高出201.6℃,基本合理。

(六)物料平衡計算

包括每小時燒成的幹製品質量、進入窯內的幹坯質量、濕坯質量、蒸發的自由水質量、產生的CO2質量、排除的結構水的質量、窯具的質量等。主要為熱平衡計算提供數據。

計算實例

1.每小時燒成幹製品的質量

每車裝製品18件,單件製品平均質量按25.3kg計算,每車製品質量455kg,每小時進3.2車。

Gm=推車速度×每車載重=3.2×455=1456(kgbrh)

2.每小時入窯幹坯的質量

G1=Gm·100100-w(I.L)×100=1456×100100-4.8=1529.4(kgbrh)

3.每小時欲燒成濕製品的質量

G2=G1·100100-w=1529.4×100100-2.2=1563.8(kgbrh)

4.每小時蒸發的自由水的質量

GW=G2-G1=1563.8-1529.4=34.4(kgbrh)

5.每小時從精坯中產生的CO2的質量

(1)每小時從精坯中引入的gO質量計算

GCaO=G1·w(CaO)=1529.4×0.32%=4.894(kgbrh)GMgO=G1·w(MgO)=1529.4×0.23%=3.518(kgbrh)

(2)產生的CO2質量

GCO2=Giddot;MgO·MgO=4.894×4456.1+3.518×4440.3=7.68(kgbrh)

6.每小時從精坯中排除結構水的質量Gip

Gip=G1×w(I.L)-GCO2=1529.4×4.8%-7.68=65.73(kgbrh)

7.窯具的質量Gb

每車有20個火道支柱,20個支帽,12根橫梁,14塊棚板,共重約300kg。

每小時進入的窯具質量為:Gb=300×3.2=960(kgbrh)

(七)預熱帶及燒成帶的熱平衡計算

隧道窯的熱平衡計算分為兩部分:一部分是預熱帶和燒成帶的熱平衡,其目的是計算每小時的熱耗,即每小時的燃料消耗量。另一部分為冷卻帶的熱平衡,其目的是計算冷空氣鼓入量和熱風抽出量。

通過熱平衡計算,除了能求出每小時全窯的燃料消耗量以外,還可以從熱平衡的各個項目中判斷出窯的工作係統、結構等各方麵是否合理,哪些項目熱耗最大,能否采取措施改進等。

1.預熱帶和燒成帶熱平衡計算的主要工作

(1)確定熱平衡計算基準 因為隧道窯是連續生產的,燃料是源源不斷地燃燒,製品不斷地推進推出,計算時必須劃出一個時間階段作為基準,通常以1h作為時間基準,以0℃作為基準溫度。

(2)確定熱平衡計算範圍 計算燃料消耗量時,熱平衡的計算範圍為預熱帶和燒成帶,不包括冷卻帶。

(3)畫熱平衡示意圖 為了防止將熱收入和熱支出的項目遺漏,常用一個方框圖把預熱帶、燒成帶的所有熱收入和熱支出逐項表示出來。

畫圖時要注意:凡有製品、氣體、燃料等進窯就有熱收入,凡有產品、氣體等離窯就有熱支出。此外還有製品在窯內的物化反應耗熱,通過窯牆、窯頂的散熱,以及其他不可估計的熱損失。

(4)對各項熱收入和熱支出項目分別計算 列出熱平衡方程,求出燃料消耗量。

2.熱收入項目計算

(1)坯體帶入顯熱Q1計算公式:

Q1=G1·c1·t1

式中:Q1——坯體帶入顯熱,kJbrh;

G1——入窯坯體的質量,kgbrh;

c1——入窯坯體的平均比熱容,kJbr(kg·℃);

t1——入窯坯體的溫度,℃。

(2)窯具或棚板等帶入顯熱Q2計算公式:

Q2=G2·c2·t2