1. Расход тепла на дегидратацию глинистых материалов:

q1 = МН2О*6886

где 6886 тепловой эффект реакции , кДж/кг кл.

q1 = 0,01*6886 = 68,86 кДж/кг кл.

2. Расход тепла на декарбонизацию:

q2 = MCaCO3 *1680 + MMgCO3 *816

MCaCO3 = (Мтс * CaCO3) / 100 = (1,55 * 75,63) / 100 = 1,172 кг/кг кл.

MMgCO3 = (Мтс * MgCO3) / 100 = (1,55 * 3,05) / 100 = 0,047 кг/кг кл.

q2 = 1,172 *1680 + 0,047 *816 = 2007,31 кДж/кг кл.

3. Расход тепла на образование жидкой фазы (поскольку в химическом составе сырьевой смеси содержится Fe2O, то жидкая фаза железистая и расход тепла на её образование 200 кДж/кг кл.):

q3 = 200 кДж/кг кл.

4. Приход тепла от образования клинкерных минералов:

q4 = (C3S*528 + C2S*716 + C3A*61 + C4AF*109) / 100

q4 = (55*528 + 22*716 + 8*61 + 12*109) / 100 = 465,88 кДж/кг кл.

Теоретическое тепло реакции клинкеробразования равно:

qт = q1 + q2 + q3 - q4 = 68,86 + 2007,31 + 200 – 465,88 = 1810,29 кДж/кг кл.

1.4 Тепловой баланс печи и определение удельного

расхода топлива на обжиг клинкера

Приход тепла:

1. Химическое тепло от сгорания топлива:

qx = Qнр * б

qx = 36160 * б кДж/кг

2. Физическое тепло топлива:

qф = б * iт

где iт – энтальпия топлива в интервале от 0оС до tт (принимаем tт=10 оС)

qф = 12 * б кДж/кг

3. Физическое тепло сырья:

qфс = Мпс * iс + Мw * iw

где iс – энтальпия сырьевой смеси, кДж/кг

iw – энтальпия воды , кДж/кг

Мw – влажность сырьевой смеси, кг/кг кл.

qфс = 1,552 * 8,8 + 0,873 * 41,9 = 50,24 кДж/кг

4. Физическое тепло воздуха:

qфв = б(Ln * in + Lвт * iвт)

где Ln и Lвт – количество первичного и вторичного воздуха , м3/кг

in и iвт – энтальпия первичного и вторичного воздуха кДж/м3

qфв = б(0 * 0 + 10,08 * 671,2) = 6765,7 * б кДж/кг

Всего приход тепла:

б(Qнр + iт + Ln*in + Lвт*iвт) + (Мпс * iс + Мw * iw)

36160*б + 12*б + 50,24 + 6765,7*б = 42925,7*б + 50,24

Расход тепла:

1. Теоретическое тепло реакции клинкеробразования:

qт = 1810,29 кДж/кг кл.

2. Тепло испарения физической воды:

qисп = Мw * qисп = 0,873 * 2491 = 2174,64 кДж/кг кл.

где qисп – тепло на испарение 1 кг физической воды, равное 2491 кДж/кг кл.

3. Тепло, теряемое с клинкером, покидающим печь:

qк = 1 * iк = 1 * 1114,3 = 1114,3 кДж/кг кл.

где iк – энтальпия клинкера при температуре выхода его из печи, кДж/кг кл.

4. Тепло с отходящими газами:

qотхг = VCO2 * i CO2 + VH2O * i H2O + VN2 * i N2 + VO2 * i O2

VCO2= VCO2т * б + МCO2 / rCO2 = 1,019 * б + 0,54 / 1,977 = 1,019 * б + 0,27 м3/кг кл.

VH2O=VH2Oт*б+(МH2O+Мw)/rH2O=2,157*б+(0,01+0,873)/0,804=2,156*б+1,1 м3/кг кл.

V N2 = V N2т * б = 7,976 * б м3/кг кл.

V O2 = V O2т * б = 0,1 * б м3/кг кл.

qотхг =(1,019*б+0,27)*357,6 + (2,157*б+1,1)*304,4 + 7,976*б*260 + 0,1* б* 267,1=

= 3094,76*б + 458,1 кДж/кг кл.

5. Тепло, теряемое с безвозвратным уносом:

qун = Мун * iун = 0,047 * 185,9 = 8,74 кДж/кг кл.

где iун – энтальпия сырьевой смеси, уносимой из печи, кДж/кг кл.

6. Потери в окружающую среду через футеровку печи:

qп = к‘ * Qнр * б = 0,13 * 36160 * б = 4700,8 * б кДж/кг кл.

где к‘ – принимаем для длинных печей без холодильника 0,13

7. Потери тепла от механического и химического недожога топлива:

qн = к‘‘ * Qнр * б = 0,005 * 36160 * б = 180,8 * б кДж/кг кл.

где к‘‘ – принимаем для газообразного топлива 0,005

Всего расход тепла:

1810,29+2174,64+1114,3+3094,76*б+458,1+8,74+4700,8*б+180,8*б=

= 5566,07 + 7976,36*б

Приравнивая приход расходу, определяем удельный расход топлива:

42925,7*б + 50,24 = 7976,36*б + 5566,07

б = 5515,83 / 34949,34 = 0,158 м3/кг кл.

Удельный расход тепла на обжиг клинкера:

qх = Qнр * б = 36160 * 0,158 = 5713,28 кДж/кг кл.

Подставляя значение б = 0,158 м3/кг кл. в соответствующие уравнения статей баланса, вычисляем их величины и сводим в таблицу.

Тепловой баланс установки на 1кг клинкера:

Технологический КПД печи:

hтех = (qт / qx) * 100% = (1810,29 / 5713,28) * 100% = 31,7 %

Тепловой КПД печи:

hтеп = ((qт + qисп) / qx ) * 100% = ((1810,29 + 2174,64) / 5713,28) * 100% = 69,8 %

1.5 Материальный баланс установки

Материальный баланс установки составляют на 1кг клинкера, данные из материальных балансов топлива и сырья.

Материальный баланс установки:

1.6 Расчет производительности печи

Часовую производительность длинных печей мокрого способа производства определяют по уравнению:

П = (5,25 * n * D1,5 * L * tун0,25) / (1 + (W – 35) * 1,6 / 100) кг/ч

где tун – температура отходящих газов, оС

W – влажность шлама, %

n – коэффициент, равный отношению полной поверхности теплообмена к

внутренней поверхности футеровки

Для вычисления n определяют общую поверхность футеровки печи (Fф), цепей (Fц) и теплообменника (Fт).

Длину цепной зоны вычисляют по формуле:

Lц = 0,07 * L * (0,1 * L / D – 1) = 0,07 * 185 * (0,1 * 185 / 4,6 – 1) = 39,1 м )