Химический состав топлива с учётом влажности, %
СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	С2Н4	N2	Н2О	Σ
92,90	3,10	0,60	0,20	0,80	-	1,20	1,2	100,00

Зольность топлива примем 0,0 %.

Теплота сгорания топлива с учетом его влажности

Состав сухого воздуха, используемого для горения топлива, примем как азота N2 – 79%, кислорода O2 – 21%.

Теоретический расход сухого воздуха на горение

м3/м3.

Теоретический расход влажного атмосферного воздуха

м3/м3,

где d – влажность атмосферного воздуха, г/м3.

Действительный расход сухого воздуха

, м3/м3,

где αизб – коэффициент избытка атмосферного воздуха, назначается из опыта эксплуатации печей данного типа. Диапазон принимаемых значений αизб=1,03..1,08.

Действительный расход влажного атмосферного воздуха

, м3/м3.

2.3.2 Приход теплоты в печь при обжиге

Химическая теплота горения топлива

, кДж/кг,

где – удельный расход топливного газа на производство 1 килограмма клинкера, м3/кг.

Физическая теплота топлива, подаваемого в печь

, кДж/кг,

где – объемная теплоемкость топлива при p=const, кДж/(кг· °С);

– температура газа в горячем конце печи, °С.

Физическая теплота шлама, подаваемого в печь

, кДж/кг,

где , – энтальпии сырья (шлама) и воды, поступающих в печь, кДж/кг;

, – массовые расходы сырья и воды, кг/кг.

Физическая теплота воздуха, подаваемого в печь

где β – доля первичного воздуха (не более 0,30), кДж/кг;

– объемная теплоемкость воздуха при p=const, кДж/(кг· °С);

, – температура первичного и вторичного воздуха на входе в печь, °С.

Значения физической теплоты воздуха в течении года приведены в таблице 9.

Всего приход теплоты в печь при обжиге 1 кг клинкера

кДж/кг.

2.3.3 Расход теплоты из печи при обжиге

Затраты теплоты на клинкерообразование:

, кДж/кг.

Т.е. – теплота на превращение сухого химического состава в клинкер.

Методика расчета каждого из четырех слагаемых приведена в пп. 1-4:

Расход теплоты на дегидратацию сырьевой смеси

кДж/кг,

где – расход гидратной воды, кг/кг.

Расход теплоты на декарбонизацию карбоната кальция и магния

кДж/кг.

Расход тепла на образование жидкой фазы

, кДж/кг.

Приход тепла при образовании клинкерного материала в ходе экзотермических преобразований реакций твердофазного синтеза

где минералогический состав обжигаемого клинкера определяется по методике:

63,30

14,73

Теплота на испарение физической воды

, кДж/кг,

где r – теплота парообразования, кДж/кг.

Теплота клинкера на выходе из печи

, кДж/кг,

где – энтальпия клинкера на выходе из печи на горячем конце печи, кДж/кг.

Теплота пылеуноса

, кДж/кг,

где – энтальпия клинкера на выходе из печи на холодном конце печи, кДж/кг.

Потери тепла от механической и физической неполноты горения топлива:

, кДж/кг,

где – коэффициент неполноты горения, = 0,05.

Теплота, теряемая от корпуса печи через окружающую среду

, кДж/кг,

где – коэффициент потерь от корпуса печи,

= 0,15..0,30.

Значение коэффициента потерь от корпуса печи зависит от температуры окружающей среды, скорости ветра, технического состояния печи.

Тепло, уносимое уходящими газами с холодного конца печи

430,8

где – объем газа в уходящих газах, м3/м3;

– энтальпии соответствующих газов в составе уходящих газов, кДж/м3.

, где – объемная теплоемкость газа при p=const, кДж/(м3· С0),

=180– температура газа в холодном конце печи, °С.

Всего расход теплоты в печь при обжиге 1 килограмма клинкера

2.3.4 Расход газа на производство 1 килограмма клинкера

1. Расход газа на производство 1 килограмма клинкера

Для печи выполняется тепловой баланс: , кДж/кг, т.е.

2. Определение расхода условного топлива на производство 1 килограмма клинкера

Тепловой баланс вращающейся печи с учётом удельного расхода газа представлен в табл. 8.

Таблица 8 Тепловой баланс вращающейся печи

Статьи прихода	Приход теплоты в печь, кДж/кг	Статьи расхода	Расход теплоты в печи, кДж/кг
	6308		1877
	1		2291
	57		996
	1022		9,16
	7331		32
			1262
			491
			7388

2.4 Расчет производства клинкера заводом

Производительность печей в течение года меняется в зависимости от влажности шлама, температуры уходящих из печи дымовых газов, и потерей от корпуса печи, кот увеличиваются в период эксплуатации.

Общая годовая производительность клинкера по заводу рассчитывается в зависимости от декадного графика работ печей. Подекадный график производства клинкера цементным заводом представлен на рис. 1. Суммарное производство клинкера цементным заводом составляет 4,308 млн.т/год.

Рис. 1. Подекадное производство клинкера

2.5 Расчёт производства цемента заводом

На заводе производится цемент двух марок ОД(без добавки) и 20Д с 20-ти %-й инертной добавкой. Основная часть клинкера идет на производство цемента марки 0Д – 80% от общего объема клинкера, на производство цемента марки 20Д идет 20% клинкера. Годовая производственная программа цементного завода приведена. В летние месяцы (июнь-август) из клинкера госрезерва производят цемент марки ОД. Подекадное производство цемента заводом представлено на рис. 2. Всего за год завод производит 4,583 млн. т.

Рис. 2. Подекадное производство цемента заводом

2.6 Расчет потребления газа печами цементного завода

Зная расход условного топлива на производство 1 кг клинкера, можно определить расход газа на производство клинкера, затрачиваемого каждым типом печей подекадно.

Для печного агрегата ПА-1 декаду января:

Расход газа определяется для каждой печи в каждую декаду, затем суммированием находим потребление газа всем заводом в каждую декаду.

Расход газа на производство клинкера заводом в первую декаду января:

Расход газа на производство клинкера заводом в год будет равен 774943667 м3.

График потребления газа заводом представлен на рис. 3.

Рис. 3. Подекадное потребление заводом газа

3. Потребление воздуха на заводе

Для обеспечения непрерывного процесса выпуска цемента заводу требуется сжатый воздух. Воздух необходим для помола цемента, для обеспечения процесса горения газа и насыпки цемента. Также воздух подаётся на аэрацию шлам-бассейнов и цементных силосов. Рассчитаем необходимое количество воздуха для завода. Примем, что заводу необходимо воздуха в 1,05…1,15 раз больше, чем газа. Тогда в первую декаду потребление воздуха составит:

Подекадное потребление воздуха представлено на рис. 4.

Рис. 4. Подекадное потребление воздуха

Средний расход воздуха составляет 70000 м3/ч. Для обеспечения завода необходимым количеством воздуха в заводской компрессорной установим 4 компрессора марки К500А, один из которых резервный. Производительность компрессора 500 м3/мин.

4. Потребление электроэнергии

Рассчитаем подекадное потребление электроэнергии заводом из условия, что на 1 тонну произведённого цемента потребляется 110 кВт электроэнергии. Для первой декады:

Подекадный график потребления электроэнергии представлен на рис.5.

Рис. 5.Подекадное потребление электроэнергии

5. Расчет потребления оборотной воды заводом

Используя формулы термодинамики произведем расчет тепловых потоков.

Определим температуру после каждой ступени сжатия.

· Температура воздуха после первой ступени сжатия:

;

- температура на входе в компрессор;

-температура воздуха после i-той ступени сжатия

- степень повышения давления, одинаковая для всех трех ступеней компрессора;

;

Р1-начальное давление воздуха перед компрессором, Р1=1ат;

Р2-конечное давление воздуха после компрессора, Р2= 9ат.

k =1,4 – показатель изоэнтропы для двухатомных газов;

- внутренний КПД ступени;

;

Температура, до которой охлаждается воздух в холодильниках компрессорной станции равны 35, 40, 45 °С

Среднее снижение температуры оборотной воды равно 4°С

Номинальная подача сжатого воздуха V=500м3/мин

;

· Перепад энтальпий воздуха в первом промежуточном холодильнике:

· Температура воздуха после второй ступени сжатия;

· Перепад энтальпий воздуха во втором промежуточном холодильнике:

· Температура воздуха после третьей ступени сжатия;

· Перепад энтальпий воздуха в концевом холодильнике:

· Суммарный перепад энтальпий воздуха в всех холодильниках:

· Тепловой поток от холодильников:

Имея расходы сжатого воздуха можно вычислить расход оборотной воды для охлаждения сжатого воздуха в промежуточном и концевом холодильниках. Для 1-й декады января это значение равно:

Расход воды на охлаждение воздуха при работе 6-ти компрессоров:

Расход воды на охлаждение масла, подшипников,

кг/с,

Расход воды на шлам:

Необходимое количество воды:

Действительное количество воды

Определим недостаток воды в шламе

Действительный расход воды:

Полный расход оборотной воды в 1 декаде января:

Для остальных 35 рабочих декад расчет аналогичен, по полученным результатам строится гистограмма расхода оборотной воды (рис 6).

Рис 6

6. Разворот мазутного хозяйства

Рис. 7

6.1 Расчет расход мазута на печи

В соответствии с ГОСТ10585-75 был выбран мазут 40В с параметрами

=9700ккал/кг,

Tвсп=100 0С.

Расход мазута на печи составил:

Мазут должен хранится на складе в зависимости от годовой производительности завода на 1 декаду. Максимальный расход составил в 29 декаду 85055тонн.

В среднем расход мазута составил 350 тонн/час.

6.2 Расчет расхода пара на обогрев мазута

Выполняется тепловой баланс:

В соответствии с ВНТП 06-86 выбираем параметры пара:

T=187.9 0C

P=1.2MПа

Где теплоемкость мазута в ккал/(кг*0С) считается по формуле сТ=0,415+0,0006*t, t – температура топлива, 0С.

Среднюю температуру мазута принимаем зима- -20, лето 20, весна 0 0С.

Аналогично производим расчет для остальных декад.

График расхода пара строим с учетом расхода пара на отопление – 4 процента от расхода на печи

6.3 Расчет расхода мазута на котельную

Средний расход пара составил 30 тонн/час.

Максимальный 48 тонн/час.

Поэтому комплектуем котельную 5 котлами типа ДЕ-10.По паспортным данным его расход составляет 624 кг/час на 1 котел. Скорректированный график расхода мазута показан на рис

Для 29 декады расход мазута на котельную составил 1666 тонн.

Рис. 8

Заключение

По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы:

Объектом исследования данного курсового проекта является цементный завод, а также его энергетические потоки.

1. Часовая производительность вращающейся печи 3,6Х150 равна 43,4 т.кл/ч клинкера, а часовая производительность вращающейся печи 4Х150 равна 37,32 т клинкера в час.

2. Составлен подекадный график работы печных агрегатов.

3. Основные фактические модули, характеризующие клинкер печей:

Глиноземный модуль р=1,82;

Кремнеземистый модуль n=2,86;

Коэффициент насыщения клинкера КН=0,94.

3. Составлены материальные и тепловые балансы для каждого типа вращающейся печи.

4. Расход условного топлива на производство 1 т клинкера печами цементного завода в среднем равен 0,212 кг у.т./кг кл.

5. Выход клинкера за год равен 4308 млн т кл.

6. Завод выпускает цемент двух марок: без добавок 80% и с добавками 20%. Производство цемента заводом в год равно 4583 млнт ц/год.

7. Расход газа на производство клинкера заводом в год равен 774943 667м3/год.

8. Потребление сжатого воздуха цементным заводом от компрессорной станции равно 852438 033 м3/год.

9. Рассмотрено мазутное хозяйство завода.

Таким образом, можно сделать вывод, что цель курсового проекта достигнута.

В ходе исследования, я научилась составлять энергобалансы промышленного предприятия на примере цементного завода, что позволило мне лучше понимать процессы, происходящие в ходе экономической и инженерной деятельностей предприятия. Свои знания и навыки я смогу применить при разработке дипломного проекта, а также в последующей работе на реальном заводе.

Страницы: 1, 2

Новости

Мои настройки

Наверх