Расчет процесса горения топлива и установки для его сжигания - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Расчет процесса горения топлива и установки для его сжигания

Классификация металлургических печей по принципу теплогенерации, технологическому назначению и по режиму работы. Тепловая работа барабанно-вращающих печей. Виды, состав твердого топлива и их особенности. Характеристика различных условий процесса горения.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

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
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра металлургии цветных металлов
Расчет процесса горения топлива и установки для его сжигания
1. Классификация металлургических печей
1.1 Классификация печей по принципу теплогенерации
1.2 Классификация печей по технологическому назначению и по режиму работы
1.3 Характеристика вращающихся печей
1.5 Тепловая работа вращающихся печей
3. Итоговая таблица. Характеристика различных условий процесса горения топлива
Топливо -- вещество или несколько веществ, из которых с помощью определённой реакции может быть получена тепловая энергия.
Энергетическим топливом называются горючие вещества, которые экономически целесообразно использовать для получения в промышленных целях больших количеств тепла. Основными его видами являются органические топлива: торф, горючие сланцы, угли, природный газ, продукты переработки нефти.
По способу получения различают природные и искусственные топлива. К природным относятся натуральные топлива: уголь, сланцы, торф, нефть, природные газы. Из твердых топлив к искусственным относятся кокс, брикеты угля, древесный уголь. Из жидких - мазут, бензин, керосин, соляровое масло, дизельное топливо. Из газовых -- газы доменный, генераторный, коксовый, подземной газификации.
Торф, бурые угли, каменные угли и антрациты образовались в процессе последовательной углефикации отмершей растительной массы.
Основная выработка электрической и тепловой энергии производится на твердом топливе.
Характеристики и состав твердого топлива, в том числе выход летучих, спекаемость кокса, оказывают сильное влияние на процесс горения угля. С увеличением выхода летучих и содержания в них более реакционно-способных газов воспламенение топлива становится легче, а кокс благодаря большей пористости получается более реакционно-способным.
По этим свойствам каменных углей проводят их классификацию. Ископаемые угли подразделяются на три основных типа: бурые, каменные угли и антрацит.
1. Классификация металлургических печей
1.1 Классификация печей по принципу теплогенерации
Генерация теплоты в печи происходит путем превращения химической или электрической энергии в теплоту. В зависимости от источника тепловыделения печи делятся на топливные, автогенные и электрические.
Топливные печи. В топливных печах источником теплоты является химическая энергия твердого, жидкого или газообразного топлива. Теплота выделяется в результате сгорания топлива. Теплоносителями являются газообразные продукты сгорания топлива - дымовые газы. Топливные металлургические печи подразделяются на два класса: пламенные и слоевые.
Основной объем рабочего пространства заполнен пламенем и дымовыми газами, передающими теплоту материалу. К классу пламенных печей относятся сталеплавильные (мартеновские) печи, печи для плавки медных концентратов на штейн, печи для рафинирования меди, разнообразные печи прокатного и кузнечно-прессового производства: нагревательные колодцы, методические, кольцевые, роликовые печи, печи с выкатным подом, вращающиеся трубчатые печи для обжига сыпучих материалов. Известны три разновидности слоевых топливных печей: с плотным, "кипящим" и со взвешенным слоем обрабатываемого материала.
В печах с "кипящим" слоем под действием движущихся снизу вверх газов размельченная шихта, в состав которой может входить и размельченное топливо, раз уплотняется. Отдельные частицы шихты потоком газов поднимаются над слоем подобно кипящей жидкости. Иногда вместе с воздушным дутьем снизу в печь подают газообразное топливо. В печах со взвешенным слоем обрабатывают материалы, доведенные до пылевидного состояния. Каждая частица материала находится во взвешенном состоянии под действием потока газов, идущего снизу вверх, и движется вместе с потоком. Применяют в этих печах размолотое и газообразное топливо. Их используют в цветной металлургии для плавки сульфидов цветных металлов.
Автогенные печи. Источником теплоты в этих печах является тепловой эффект экзотермических реакций окисления и горения ряда элементов, содержащихся в обрабатываемых материалах. В черной металлургии примером автогенных печей являются кислородные, сталеплавильные конвертеры и двухванные сталеплавильные печи. В них при продувке жидкого чугуна кислородом происходит окисление углерода и ряда других элементов с выделением теплоты. Этот процесс не требует расхода топлива.
Электрические печи. По способу преобразования электрической энергии в теплоту можно выделить три класса печей, применяемых в металлургии: электродуговые, индукционные и печи сопротивления.
В дуговых печах используется принцип пропускания электрического тока через газовый промежуток между двумя электродами. В газовом промежутке возникает электрическая дуга, представляющая собой яркосветящуюся смесь электронов, положительных ионов, атомов и молекул. Дуга является зоной, в которой энергия электричества преобразуется в теплоту, при этом температура дуги составляет от 3000 до 20000 К.
В индукционных печах используется свойство переменного электрического тока создавать вокруг проводника переменное магнитное поле. Если поместить в такое поле нагреваемое тело, являющееся проводником, то в нем будут индуктироваться вихревые токи. В печах сопротивления можно использовать постоянный и переменный ток. В металлургии электрические печи применяют для выплавки стали, производства ферросплавов, для нагрева металла перед обработкой давлением и при термической и термохимической обработке металлоизделий.
1.2 Классификация печей по технологическому назначению и по режиму работы
Плавильные печи служат для получения и переплавки металлов. В этих печах материалы, как правило, изменяют своё агрегатное состояние. Плавильные печи могут быть чугуноплавильными, сталеплавильными, медеплавильными и т.д. Нагревательные печи служат для нагрева материалов без изменения их агрегатного состояния. Нагревательные печи применяют в металлургии для обжига огнеупорных изделий, известняка, магнезита, для сушки литейных форм, руды, песка, для придания металлу пластических свойств перед обработкой давлением, для термической обработки металла с целью изменения его структуры и механических свойств.
По режиму работы печи можно разделить на два класса: непрерывного и периодического (циклического) действия. К печам непрерывного действия относятся рудовосстановительные дуговые печи, шахтные слоевые печи, печи "кипящего" и взвешенного слоя, туннельные печи для обжига огнеупорных изделий, трубчатые вращающиеся печи, такие печи прокатного производства, как методические печи с шагающими подом или балками, кольцевые и роликовые печи.
К печам периодического действия относятся сталеплавильные дуговые и мартеновские печи, конвертеры, нагревательные колодцы, садочные камерные печи с выкатным и с неподвижным подом, применяемые в кузнечно-прессовом производстве и в термических цехах и отделениях.
1.3 Характеристика вращающихся печей
Обжигом - называются все физико-химические превращения материалов, происходящие при нагревании без доведения до полного расплавления.
По химизму происходящих процессов различают следующие разновидности обжига: окислительный, сульфатизирующий, кальцинирующий, хлорирующий, восстановительный и шлакующий.
По физическому состоянию получающегося обожженного продукта существуют два типа процесса: обжиг на порошок и обжиг со спеканием.
По характеру промышленного осуществления обжига на порошок известны две его разновидности: обжиг в слое и обжиг во взвешенном состоянии.
В цветной металлургии наибольшее значение имеет окислительный обжиг сульфидных руд, концентратов и полупродуктов, применяющийся в производстве меди, никеля, свинца, олова, редких и благородных металлов. В производстве легких металлов - алюминия и магния - применяют шлакующий, спекающий и кальцинирующий обжиг.
Для обжига колчедана существуют печи различных конструкций: механические полочные (многоподовые), вращающиеся цилиндрические, печи пылевидного обжига, печи для обжига в кипящем слое.
В механических полочных печах обжиг колчедана ведут на нескольких полках (сводах, подах), расположенных этажами друг над другом. Перемешивание и перемещение колчедана с пода на под производится механически.
Печи пылевидного обжига получили свое название в связи с тем, что колчедан в них сжигается в виде тонко измельченной взвеси (пыли), подаваемой через форсунки в шахту печи, представляющую собой вертикальный полый цилиндр.
Печи для обжига колчедана в кипящем, или, как принято говорить, во взвешенном слое (псевдоожиженном состоянии), характеризуются тем, что колчедан в печи находится во взвешенном состоянии, напоминающем кипение. Это достигается продуванием через слой с большой скоростью воздуха.
Производительность печей выражают в количестве условного колчедана, содержащего 45% серы, сжигаемого в печи в 1 сутки. Для определения производительности печей введено понятие интенсивность.
Интенсивность работы печи характеризуется количеством колчедана, сжигаемого в сутки на 1 м 2 поверхности рабочих подов печи, в 1 м 3 объема печи или на 1 м 2 сечения шахты печи, т. е. для каждого типа печи принято свое выражение (размерность) интенсивности (напряженности) работы печи.
В соответствии с перечисленными разновидностями применяют следующие типы обжиговых печей:
3. Печи для обжига во взвешенном состоянии;
Остановимся, поподробнее, на печах для обжига во взвешенном состоянии.
В химической промышленности для обжига, прокалки или разложения исходных и промежуточных продуктов широко применяются печи различных конструкций и размеров. Наибольшее распространение из них получили барабанные вращающиеся печи. Данную печь широко применяют для нагрева сыпучих материалов в различных отраслях промышленности.
Корпус печи представляет собой сварной металлический барабан диаметром до 5 м и длиной до 185 м, футерованный изнутри огнеупорным кирпичом. Барабан сваривают из листовой стали. Как правило, диаметр барабана по всей длине одинаков.
Футеровка барабана работает в тяжелых условиях, что связанно с периодическими перепадами температур на поверхности кладки, обусловленными вращением печи и пересыпанием находящегося в ней материала. В зоне спекания на футеровку сильное химическое иабразивное воздействие оказывает материал. В зоне сушки кладка подвержена значительному истиранию цепями или отбойными устройствами. Основным материалом для футеров кипечей глиноземного производства служит шамот. Высокотемпературные зоны печи выкладывают из хромомагнезитового, магнезитового и периклазошпинелидного огнеупорного кирпича. Толщина футеровки составляет 230-350 мм. Чтобы предотвратить разрушение футеровки при остановках печи, барабан должен вращаться до ее полного охлаждения. На наружной поверхности барабана закрепляют стальные опорные бандажи в виде неразрывных колец шириной 400-800 мм. Каждый бандаж опирается на два ролика, вращающиеся во время работы печи. Ширина роликов обычно на 50-100 мм больше ширины бандажа. Опорные ролики установлены на массивных стальных плитах, укрепленных на железобетонных фундаментах такимо бразом, что барабан печи имеет небольшой уклон к горизонту, составляющий 1-3град. Как правило, уклон задают в процентах от общей длины печи (2-4%).
Барабан вращается вокруг своей оси со скоростью 0,6-2,0 об/мин, регулирование числа оборотов барабана производят специальным устройством.
Для остановки вращения печи в любом положении служит электромагнитный фрикционный тормоз, через обмотку которого во время работы печи постоянно пропускается ток. Когда подача тока прекращается, электромагнит выключается и отпускает колодки тормоза, которые и зажимают приводной вал.
Верхний торец печи входит в загрузочную камеру. Сухую шихту загружают в печь с помощью шнекового питателя через патрубок, расположенный в загрузочной камере. Пульпу подают в печь через пульповую трубку ковшом-дозатором или с помощью специальной форсунки. Уловленную пыль возвращают в печь вместе с шихтой, подавая ее либо через дозатор, либо в специальный смеситель.
Нижний конец печи входит в загрузочную (или топочную) камеру. Между ней и барабаном ставят специально кольцевое уплотнение, перекрывающее щель между вращающимся барабаном и неподвижной камерой.
Рис. 1. Барабанная вращающая печь: 1- железный барабан, 2- холодный конец, 3 - горячий конец, 4 - ролики, 5 - бандажи, 6 - подшипники, 7 - приспособление, препятствующее сходу барабана с опор, 8 - двигатель, 9 - венцовая шестерня, 10 - топливная головка. 11 - кольцо с кромкой, 12 - загрузочная коробка, 13 - отбойное приспособление (стальная болванка)
1.5 Тепловая работа вращающихся печей
Тепловая работа любой печи характеризуется рядом показателей, важнейшими из которых являются тепловой и температурный режимы, производительность печи, удельный расход топлива и коэффициент полезного действия. Тепловой режим характеризует изменение во времени тепловой нагрузки, т.е. количества теплоты, подаваемой в печь в каждый момент времени, а температурный режим представляет собой изменение температуры печи во времени или по длине печи.
В рабочем пространстве вращающейся печи протекают процессы выделения теплоты при сжигании топлива, движения газовой среды и материала, внешнего и внутреннего теплообмена. Эффективность тепловой работы печи зависит от того, насколько совершенно осуществляются в ней эти процессы. От организации тепловой работы вращающихся печей зависят не только производительность и экономичность процесса производства глинозема, но и срок службы печи и качество конечного продукта. Процесс спекания осуществляют при достаточно высоких температурах. По мере изменения температуры по длине рабочего пространства вращающихся печей происходят процессы с образованием различных неустойчивых соединений.
В пламенных печах одним из основных и наиболее эффективных способов улучшения их тепловой работы является интенсификация теплообменных процессов за счет совершенствования процессов горения. Рациональное сжигание топлива позволяет создать в рабочем пространстве вращающихся печей необходимые температурный и газовый режимы, предусмотренные технологией глиноземного производства.
При нагреве сыпучих материалов во вращающихся печах теплота поступает в зону технологического процесса за счет одновременного протекания всех трех видов теплообмена. На участках, где температура продуктов сгорания достигает 1200-1600 °С, осуществляется радиационный режим работы печи. По мере продвижения продуктов сгорания топлива по длине печи они охлаждаются до нескольких сот °С и режим тепловой работы печи постепенно становится конвективным. Конкретное распределение в печи зон с конвективным и радиационным режимами работы зависит от вида и параметров технологического процессов. С точки зрения внешнего (по отношению к нагреваемому материалу) теплообмена вращающаяся печи может быть условно разделена на энергетически однородные участки - тепловые зоны, в пределах которых температуру, радиационные характеристики и коэффициент теплоотдачи от газов к материалу можно считать постоянными величинами. Кроме того, в рабочем пространстве происходит и так называемый внутренний теплообмен: поступившая в слой материала теплота распределяется в нем путем теплопроводности. При вращении барабана печи происходит энергичное перемешивание сыпучего материала, температура по высоте слоя практически выравнивается и его можно считать тонким в тепловом отношении телом, нагрев которого может сопровождаться эндо- и экзотермическими реакциями. Перенос теплоты в кладке печи происходит также вследствие теплопроводности. Изменение температуры внутренней поверхности футеровки во времени носит циклический характер. Время цикла равно времени полного оборота печи. Условно его делят на два периода. В первом периоде поверхность кладки находится в контакте с греющими газами и постепенно нагревается, получая от нее теплоту излучением и конвекцией. Ко второму периоду относят время ее контакта с нагреваемым материалом, в течение которого температура поверхности кладки снижается. Анализ данных расчета поля температур кладки, полученных при решении уравнения теплопроводности с использованием численных методов, показал, что колебания температуры во времени происходят на определенном расстоянии от поверхности футеровки, получившим название глубины проникновения тепловой волны. Колебания температуры, достигающие на внутренней поверхности барабана при входе и выходе ее из-под слоя шихты нескольких сотен градусов, распространяются на глубину 1-5 см, чем ближе к поверхности, тем выше термические напряжения, возникающие в кладке, и тем больше вероятность ее разрушения.
Температурный режим работы вращающихся печей не изменяется во времени, индивидуален для каждого вида технологического процесса и в значительной мере определяется химическим и фракционным составом перерабатываемых материалов. Обычно его устанавливают опытным путем и организуют таким образом, чтобы в печи строго соблюдался график нагрева шихты, соответствующий технологии данного процесса.
Рассмотрим температурный режим процесса. Все рабочее пространство вращающейся печи можно условно разделить на четыре зоны, в которых происходят определенные изменения обрабатываемой шихты.
Первая зона, которую называют зоной сушки и обезвоживания, находится в верхней части печи со стороны загрузки шихты. Вначале из шихты испаряется внешняя влага, и температура материала при этом остается практически неизменной близкой к 100 °С. Затем температура высушенной шихты возрастает до 600 °С. Движущиеся навстречу ей газы охлаждаются от 1100 до 240 °С.
Во второй зоне, температура шихты продолжает расти и достигает 1000 °С. В этой зоне происходит полное разложение веществ, требующее затрат теплоты, поэтому температура газов снижается с 1300 до 1100 °С.
Третья зона - зона спекания - характеризуется максимальными значениями температур как шихты (1000-1200 °С), так и газов (1350-1450 °С), так как именно здесь происходит горение.
Четвертая зона - зона охлаждения - располагается за срезом заглубленного в печь топливо сжигающего устройства. Благодаря потоку идущего из холодильника воздуха, имеющего температуру 150-300 °С, обеспечивается охлаждение спека до температуры 1000 °С, что резко увеличивает его механическую прочность (по сравнению с размягченным состоянием), необходимую для перегрузки в расположенный в низу холодильник.
Нужно учитывать, что качество готового продукта, получаемого во вращающихся печах, определяется не только кинетикой, но и движением материала, т.е. временем его пребывания в печи. В зависимости от того, насколько мгновенные скорости отдельных частиц отличаются от средней скорости движения материала. Наличие в печи частиц с различными скоростями движения и неопределенность соотношения таких частиц из-за технологических возмущений, нарушающий установившийся режим, затрудняют надежный контроль и регулирование тепловой работы печей. В то же время одной из главных задач оперативного управления является поддержание всех параметров на заданном уровне, что возможно только при своевременной и непрерывной информации о качестве целевого продукта.
Основное назначение металлургической печи состоит в том, чтобы создать в рабочем пространстве, изолированном от окружающей среды, наиболее благоприятные условия для реализации соответствующего технологического процесса.
Рассчитать процесс горения топлива, заданного состава на воздухе. Состав воздуха: 21 об. % О 2 и 79 об. % N 2 . Коэффициент избытка воздуха б = 1. Состав топлива: С г = 90,0%; Н г = 4,2%; N г = 1,5 %; О г = 2,1%; S г = 2,2%; А с = 12,0%; W р = 3,0%.
Рассчитать процесс сжигания топлива заданного состава на воздухе. Состав воздуха: 30 об. % О 2 и 70 об. % N 2 . Коэффициент избытка воздуха б = 1.
Рассчитать количество кислорода воздуха, продукт полного сгорания топлива. Определить теплотворную способность топлива, калориметрическую и действительную температуру процессов сгорания.
Рассчитать процесс горения топлива на воздухе, обогащённом кислородом. Состав воздуха: 100 об.% О 2 . Коэффициент избытка воздуха б = 1.
Рассчитать процесс сгорания топлива в обогащённом кислородом воздухе. Состав воздуха: 21 об.% О 2 и 79 об.% N 2 . Коэффициент избытка воздуха б = 1,3.
Рассчитать количество кислорода воздуха, продукт полного сгорания топлива, определить калориметрическую и действительную температуру полного сгорания.
Рассчитать процесс горения топлива в атмосфере чистого кислорода.
Состав воздуха: 30 об.% О 2 и 79 об.% N 2 . Коэффициент избытка воздуха б = 1.3.
Рассчитать процесс горения топлива заданного состава в атмосфере чистого кислорода. Состав воздуха: 100 об.% О 2 . Коэффициент избытка воздуха б = 1,3.
Рассчитать количество кислорода воздуха, продукт полного сгорания топлива, определить калориметрическую и действительную температуру полного сгорания.
Перевод состава топлива на рабочую массу (масс. %):
Мольные объёмы O2на 100 кг топлива заданного состава.
Расход кислорода на горение топлива заданного состава
Так как в топливе уже имеется 0,056 мольных объёмов O 2 > из воздуха нужно добавить 7,3575 - 0,056 =7,3015 мольных объёмов.
Определение теплоты сгорания топлива
Расчет процесса горения топлива при составе воздуха:
Общее количество воздуха, поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного состава:
Количество воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
Т - теоретическая (когда все идет по стехиометрическим коэффициентам);
д - действительный удельный расход.
Определение состава и количества продуктов горения при теоретическом расходе топлива (табл. 1)
Таблица 1 - Состав и количество продуктов горения (O 2 - 21 об. %; N 2 - 79 об. %; б = 1)
V Г - объем газа = V пр - продуктов сгорания.
При сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 8,050 м 3 газа.
Таблица 2 - Балансовая таблица сжигания топлива O 2 - 21 об. %; N 2 - 79 об. %;б = 1
Определение калориметрической температуры горения топлива в необогащенном воздухе
V пр. сг. - объем продуктов сгорания, м 3 . V пр. сг. = 8,050 м 3 /кг.
CO 2 0,25811041,48 = 268,806ккал/м 3 ;
H 2 O 0,0324819,18 =26,541ккал/м 3 ;
SO 2 0,00351000,80 = 3,503ккал/м 3 ;
N 2 0,7060632,16 =446,305ккал/м 3 ;
CO 2 0,25811238,79 = 319,732ккал/м 3 ;
H 2 O0,0324984,68 = 31,903ккал/м 3 ;
SO 2 0,00351265,00 =4,427ккал/м 3 ;
N 2 0,7060748,02 =528,102ккал/м 3 ;
Расчет процесса горения топлива при составе воздуха: O 2 - 30 об.%; N2- 70 об.%; б = 1.
Общее количество воздуха, поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного состава:
Количество воздуха необходимое на сгорание 1 кг ( удельный расход):
Определение состава и количества продуктов горения при теоретическом расходе топлива (табл. 3)
Таблица 3 - Состав и количество продуктов горения: (30 об.%; N 2 - 70 об.%; б = 1)
При сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 5,71 м 3 газа.
Таблица 4 - Балансовая таблица сжигания топлива (O 2 - 30 об. %; N 2 - 70 об. %;б = 1)
Определение калориметрической температуры горения топлива в обогащенном воздухе
V пр. сг. - объем продуктов сгорания, м 3 . V пр. сг. = 5,71 м 3 /кг.
CO 2 0,35251041,48 = 367,122ккал/м 3 ;
H 2 O 0,0442819,18 = 36,208ккал/м 3 ;
SO 2 0,00471000,80 = 4,704ккал/м 3 ;
N 2 0,5986632,16 = 378,411ккал/м 3 ;
CO 2 0,35251238,79 = 436,673ккал/м 3 ;
H 2 O0,0442984,68 =43,523ккал/м 3 ;
SO 2 0,00471265,00 = 5,946ккал/м 3 ;
N 2 0,5986748,02 =447,765ккал/м 3 ;
Расчет процесса сгорания топлива в атмосфере чистого O2: O2 - 100 об.%; б = 1.
Общее количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного состава:
Количество воздуха необходимое на сгорание 1 кг ( удельный расход):
Определение состава и количества продуктов горения при теоретическом расходе топлива (табл. 5)
Таблица 5 - Состав и количество продуктов горения: O 2 - 100 об.%; б = 1
При сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 1,897 м 3 газа.
Таблица 6 - Балансовая таблица сжигания топлива (O 2 - 100 об.%; б = 1)
Определение калориметрической температуры горения топлива
V пр. сг. - объем продуктов сгорания, м 3 . V пр. сг. = 1,897 м 3 /кг.
CO 2 0,87461041,48 = 910,878ккал/м 3 ;
H 2 O0,1097819,18 = 89,864ккал/м 3 ;
SO 2 0,01171000,80 = 11,709ккал/м 3 ;
CO 2 0,87461238,79 = 1083,446ккал/м 3 ;
H 2 O0,1097984,68 = 108,019ккал/м 3 ;
SO 2 0,01171265,00 =14,801ккал/м 3 ;
Расчет процесса горения топлива при составе воздуха: O2 - 21 об. %; N2 - 79 об. %; б = 1,3.
Общее количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного состава:
Количество воздуха необходимое на сгорание 1 кг ( удельный расход):
д - действительный удельный расход.
Определение состава и количества продуктов горения при действительном расходе топлива (табл. 7)
Таблица 7 - Состав и количество продуктов горения: (O 2 - 21 об.%; N 2 - 79 об.%; б = 1,3)
При сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 7,35 м 3 газа.
Таблица 8 - Балансовая таблица сжигания топлива (O 2 - 21 об. %; N 2 - 79 об. %;б = 1,3)
Определение калориметрической температуры горения топлива в необогащенном воздухе
V пр. сг. - объем продуктов сгорания, м 3 . V пр. сг. = 7,35 м 3 /кг.
CO 2 0,27821041,48 = 289,740ккал/м 3 ;
H 2 O 0,0349819,18 = 28,589ккал/м 3 ;
SO 2 0,00371000,80 = 3,703ккал/м 3 ;
N 2 0,6139632,16 = 388,083ккал/м 3 ;
O 2 0,0693668,88 = 46,353ккал/м 3 ;
CO 2 0,27821238,79 = 344,631ккал/м 3 ;
H 2 O 0,0349984,68 = 34,365ккал/м 3 ;
SO 2 0,00371265,00 = 4,681ккал/м 3 ;
N 2 0,6139748,02 = 459,209ккал/м 3 ;
O 2 0,0693791,7 = 50,590ккал/м 3 ;
Расчет процесса горения топлива при составе воздуха: O 2 - 30 об.%; N 2 - 70 об.%; б = 1,3.
Общее количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного состава:
Количество воздуха необходимое на сгорание 1 кг ( удельный расход):
Определение состава и количества продуктов горения при действительном расходе топлива (табл. 9)
Таблица 9 - Состав и количество продуктов горения: O 2 - 30 об.%; N 2 - 70 об.%; б = 1,3
При сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 7,348 м 3 газа.
Таблица 10 - Балансовая таблица сжигания топлива (O 2 - 30 об.%; N 2 - 70 об.%;б = 1,3)
Определение калориметрической температуры горения топлива в обогащенном воздухе
CO 2 0,27831041,48 = 289,844ккал/м 3 ;
H 2 O 0,0349819,18 = 28,589ккал/м 3 ;
SO 2 0,00371000,80 = 3,703ккал/м 3 ;
N 2 0,6139632,16 = 388,083ккал/м 3 ;
O 2 0,0692668,88 = 46,286ккал/м 3 ;
CO 2 0,27831238,79 = 292,231ккал/м 3 ;
H 2 O0,0349984,68 = 58,884ккал/м 3 ;
SO 2 0,00371265,00 = 1,139ккал/м 3 ;
N 2 0,6139748,02 = 452,402ккал/м 3 ;
Расчет процесса сгорания топлива в атмосфере чистого O 2 : O 2 - 100 об.%; б = 1,3.
Общее количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного состава:
Количество воздуха необходимое на сгорание 1 кг ( удельный расход):
Определение состава и количества продуктов горения при действительном расходе топлива (табл. 11)
Таблица 11 - Состав и количество продуктов горения: (O 2 - 100 об.%; б = 1,3)
При сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 2,387 м 3 газа.
Таблица 12 - Балансовая таблица сжигания топлива (O 2 - 100 об. %; б=1)
Определение калориметрической температуры горения топлива в обогащенном воздухе
CO 2 0,71831041,48 = 748,095ккал/м 3 ;
H 2 O 0,0901819,18 = 73,808ккал/м 3 ;
SO 2 0,00961000,80 = 9,608ккал/м 3 ;
O 2 0,1787668,88 = 119,529ккал/м 3 ;
CO 2 0,71831238,79 = 889,823ккал/м 3 ;
H 2 O0,0901984,68 = 88,720ккал/м 3 ;
SO 2 0,00961265,00 =12,144ккал/м 3 ;
O 2 0,1787791,70 = 141,427ккал/м 3 ;
3. Итоговая таблица. Характеристика различных условий процесса горения топлива
Все полученные результаты сгорания топлива при различных условиях приведены в таблице 13 .
Таблица 13. Характеристика различных условий процесса горения топлива
Целью данного расчета являлось определение расхода воздуха, количества и состава продуктов горения, а также определение калориметрической и действительной температуры горения при разных составах воздуха и значений коэффициента избытка воздуха (б).
Результаты расчета показывают, что обогащение воздуха, расходуемого на горение топлива, кислородом уменьшает расход воздуха, количество продуктов сгорания, а следовательно, увеличивает калориметрическую температуру горения. По расчетам мы видим, что увеличение величины коэффициента избытка воздуха приводит к увеличению количества образующихся продуктов сгорания, что снижает начальную энтальпию и калориметрическую температуру горения.
Исходя из выше сказанного, наиболее предпочтительным вариантом для нас является состав воздуха: O 2 - 30 об.%; N 2 - 70 об.%; коэффициент избытка воздуха б = 1,3. Существует вероятность того, что из-за низкого коэффициента б в процессе будет недостаточно кислорода, поэтому желательно установить б = 1,3.
металлургический печь топливо горение
1. Прибытков И.А. Теоретические основы теплотехники: учеб. - М.; Академия, 2004. - 463 с.
2. Клец В.Э., Немчинова Н.В., Кокорин В.С. Основы пирометаллургических производств: учеб. пособие - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. - 144 с.
3. Самохвалов В.Г. Металлургические электропечи: учеб. пособие. - М.: Теплотехник, 2009. - 304 с.
4. Процессы и аппараты цветной металлургии: учеб. для вузов / С.С. Набойченко, Н.Г. Агеев, А.П. Дорошкевич [и др.], Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. - 700 с.
5. Кузьмина М.Ю. Теплотехника: программа и метод. указания к выполнению курсового проекта - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2005. - 76 с.
Классификация печей по принципу теплогенерации, по технологическому назначению и режиму работы. Основная характеристика и конструкция стационарной отражательной печи для рафинирования меди. Состав твердого топлива, различные условия процесса его горения. курсовая работа [1,2 M], добавлен 09.10.2014
Процессы 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 06.06.2012
К
Расчет процесса горения топлива и установки для его сжигания курсовая работа. Производство и технологии.
Курсовая Работа На Тему Расчет Затрат На То И Тр Для Автомобиля Урал-377
Курсовая работа по теме Сравнительный анализ гестагенных гормональных препаратов
Отчет По Научно Исследовательской Практике Бакалавра
Курсовая работа по теме Розробка дидактичного проекту та його підготовка до друку
Изложение Сочинение Методика
Курсовая работа по теме Огранка сапфира
Курсовая Работа На Тему Боевая Служба Розыскной Группы
Проблема Транспорта В России Эссе
Реферат по теме Проблема ТБО: ее история и современные масштабы
Курсовая Работа На Тему Гуманистический Подход В Психологии И Его Применение В Социальной Работе
Аудиокниги Скачать Бесплатно Собрание Сочинений
Реферат На Тему Тема Войны В Современной Литературе: Садулаев Г. "Одна Ласточка Еще Не Делает Весны"
Духовная Культура Личности Доклад Реферат
Курсовая работа по теме Инновационная педагогическая деятельность в современном дошкольном образовании
Реферат: Вещи как объекты гражданских прав
Оборудование Машиностроительных Производств Курсовая Работа
Контрольная работа по теме Правовое регулирование использования лесов в Российской Федерации
Реферат: Школы менеджмента 7
Сочинение: Кошачий инстинкт
Реферат: Youth And Adult Problems Essay Research Paper
Целеполагание в управлении - Менеджмент и трудовые отношения курсовая работа
Бизнес-план акционерного общества закрытого типа "Универсал" - Маркетинг, реклама и торговля реферат
Сенсорная панель управления нагрузками. Монтаж осветительных электропроводок - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа