Тунельная печь

                                                                                    _(2.3)

Масова місткість печі, т

                                                                            _(2.4)

Внутрішні розміри тунелю визначаються з огляду на розміри  вагонетки і висоту садки виробів:

- висота тунелю

                                                                          _(2.5)

- ширина тунелю

                                                                    (2.6)

Внутрішній об’єм печі при цьому буде складати

                                                           _(2.7)

Щільність садки виробів

                                                                              _(2.8)

Продуктивність печі по завантажених виробах

                                                         _(2.9)

Продуктивність печі по випалених  виробах менша за рахунок втрат  залишкової вологи та при прожарюванні

Довжина різних зон печей:

Зона підігріву:

. Кількість позицій (вагонеток у зоні)

 

розраховуємо як . Приймаємо ціле 17 позицій, що буде складати 3 17 = 51 м.

Зона випалу:

. Приймаємо 6,5 позицій, тобто 19,5 м.

Зона охолодження:

. Приймаємо 16,5 позицій, тобто 49,5 м.

Перевірка: вагонетки

або

_{Інтервал  штовхання вагонеток}

_{Число вагонеток, які виходять із печі за 1 год.}

                                                                                  (2.10)

 

Відповідно до кривої випалу, а також по технологічним властивостям матеріалу, що піддається тепловій обробці, приймаємо схему опалювання печі (рис.2.2): охолодження виробів проводиться холодним повітрям, що нагнітається вентилятором  на початку зони охолодження. Частина повітря з температурою 285⁰С відбирається на сушіння, інше повітря з температурою 400⁰С направляється по спеціальних каналах до пальників; відбір димових газів (продуктів горіння) з температурою 385⁰С проводиться по каналах, які розташовані по обидва боки печі в зоні підігріву; гази по колекторах надходять у збірний канал, направляються до димососу та димової труби, за допомогою якої викидаються в атмосферу.

Рисунок 2.2 Схема тунельної печі для випалу шамотних вогнетривів:

1 – трубопровід холодного повітря;

2 – трубопровід відбору повітря на сушку;

3 – відбір повітря на горіння палива;

4,5 – стояки подачі газу і повітря до пальників;

6 – канали відбору димових газів;

7 – збірний канал димових газів

2.1.2 Вибір матеріалів для  футерування та розмірів огороджень  печі

Матеріали і розміри огороджень печі приймаємо згідно з умовами  теплової обробки у окремих дільницях.

Стіни в зоні підігріву  довжиною 51 м викладають із шамотного  легковагу (ρ=1,9 т/м³) товщиною 240 мм, шамотного легковагу (ρ=1,0 т/м³) товщиною 400 мм. Склепіння на цій дільниці викладається із шамотного легковагу (ρ=1,9 т/м³) товщиною 300 мм, шамотного легковагу (ρ=1,3 т/м³) товщиною 100 мм, шамотної засипки товщиною 100 мм та шамотного легковагу (ρ=1,3 т/м³) товщиною 100 мм.

Стіни в зоні випалу довжиною 19,5 м викладаються із магнезітохроміта товщиною 180 мм, шамотного легковагу (ρ=1,9 т/м³) товщиною 40 мм, динасової цегли (ρ=1,1 т/м³) товщиною 860 мм, шамотної засипки товщиною

120 мм та керамічної  цегли товщиною 60 мм; склепіння –  із шамотного легковагу (ρ=1,9 т/м³) товщиною 300 мм, шамотного легковагу (ρ=1,3 т/м³) товщиною 100 мм, шамотної засипки товщиною 80 мм, шамотного вогнетриву (ρ=0,8 т/м³) товщиною 200 мм.

Зона охолодження довжиною 49,5 м викладена: стіни – із шамотного  легковагу (ρ=1,9 т/м³) товщиною 240 мм, шамотного легковагу (ρ=1,3 т/м³) товщиною 400 мм; склепіння – із шамотного легковагу (ρ=1,9 т/м³) товщиною 300 мм, шамотного легковагу (ρ=1,3 т/м³) товщиною 100 мм, шамотної засипки товщиною 100 мм та шамотного легковагу (ρ=1,3 т/м³) товщиною 100 мм.

Вагонетки (під печі) футеруються  динасовою цеглою товщиною 120 мм, шамотним легковагом (ρ=1,3 т/м³) товщиною 490 мм і керамічною цеглою товщиною 245 мм.

Для зручності наведені дані подані у вигляді таблиць (табл. 2.1, табл. 2.2 )

Таблиця 2.1 – Характеристика футерівки вагонетки

Номер шару	Вид вогнетриву	Товщина шару, м	Щільність, кг/м3	Маса шару, кг	Теплоємкість, кДж/(кг град)
1	Динасовий	0,12	1900	2120,4	0,795+335 10-6
2	Шамотний легковагий	0,490	1300	5924,1	0,837+264 10-6
3	Керамічна цегла	0,245	1800	4101,3	0,837+264 10-6
4	Метал	-	7800	1450

 
Розрахунок маси шарів вагонетки  проводимо з огляду на об’єм шару та його щільність. Знаходимо маси шарів:

Маса шару динасу (ρ = 1,9т/м³):

Маса шару шамотного  легковагу (ρ = 1,3т/м³):

Маса шару керамічної цегли:

Таблиця 2.2 – Матеріал та товщина шару футерування стін і  склепіння на різних дільницях печі

Назва дільниці	Довжина дільниці,м	Назва огородження	Матеріал футерівки	Товщина шару, м
Підігрів	51	Стіна	1. Шамотний легковагий (ρ=1,9 т/м3) 2. Шамотний легковагий  (ρ=1,0 т/м3)	0,240 0,400
		Склепіння	1. Шамотний легковагий (ρ=1,9 т/м3) 2. Шамотний легковагий (ρ=1,3 т/м3) 3. Шамотна засипка 4. Шамотний легковагий (ρ=1,3 т/м3)	0,300 0,100 0.100 0,100
Випал	19,5	Стіна	1. Магнезітозхроміт 2. Шамотний легковагий  (ρ=1,9 т/м3) 3. Динасова цегла (ρ=1,1 т/м3) 4. Шамотна засипка 5. Глиняна цегла	0,180 0,040 0,860 0,120 0,060
		Склепіння	1. Шамотний легковагий (ρ=1,9 т/м3) 2. Шамотний легковагий (ρ=1,3 т/м3) 3. Шамотна засипка 4. Шамотний легковагий (ρ=1,3 т/м3)	0,300 0,100 0,080 0,200
Охолодження	49,5	Стіна	1. Шамотний легковагий (ρ=1,9 т/м3) 2. Шамотний легковагий  (ρ=1,3 т/м3)	0,240 0,400
		Склепіння	1. Шамотний легковагий (ρ=1,9 т/м3) 2. Шамотний легковагий (ρ=1,3 т/м3) 3. Шамотна засипка 4. Шамотний легковагий (ρ=1,3 т/м3)	0,300 0,100 0.100 0,100

 

3. ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ПЕЧІ

Містить розрахунок горіння палива, складання теплового  балансу зон підігріву та випалу з метою визначення витрат палива, складання теплового балансу зони охолодження з метою визначення кількості повітря, що подається на охолодження виробів (відбирається на сушіння і горіння) та складання загального теплового балансу для перевірки правильності проведених розрахунків.

1. РОЗРАХУНОК ГОРІННЯ ПАЛИВА

Розрахунок горіння  палива може виконуватися на ЕОМ за програмою “GGT” або аналітичним способом.

Склад природного газу дашавського родовища наведений у табл. 3.1.

Таблиця 3.1 –  Склад природного газу дашавського родовища, об %

Компоненти	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	СО2	N2	Разом
Вміст	97,9	0,5	0,2	0,1	0,1	1,2	100

Проводимо перерахунок  складу газу на робочий:

 Дані розрахунку наводимо в табл. 3.2.

Таблиця 3.2 –  Робочий склад, об %

Компоненти	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	СО2	N2	Н2О	Разом
Вміст	96,921	0,495	0,198	0,099	0,099	1,188	1,0	100

Теплотворна здатність  палива:

кДж/м³.

Теоретичні витрати  сухого повітря:

м³/м³

Теоретичні витрати атмосферного повітря при вологовмісті d=10 г/кг сухого повітря:

м³/м³.

Теоретичний вихід  димових газів (продуктів горіння):

Усього продуктів  горіння:

Відсотковий теоретичний  склад продуктів горіння:

Усього 100%.

Розраховуємо коефіцієнт надлишку повітря, при якому забезпечується робоча температура в печі:

                                                    (3.1)

де і_заг. = с_д·t_к - тепломісткість димових газів при калориметричній температурі горіння палива, кДж/м³.

Тепломісткість визначаємо за складом димової суміші та ентальпії її компонентів при дійсній температурі горіння t_д:

                                                                  (3.2)

де і_д (і_заг) - тепломісткість димових газів при дійсній температурі, яка зазвичай на 50 – 100°С вища, ніж температура випалу матеріалу.

t_д = 1390 +50 = 1440°С

η - пірометричний коефіцієнт горіння палива (для тунельних  печей прийнято η = 0,80 [1]).

                                                                               (3.3)

для СО₂ і = 3371,2 кДж/м³

для Н₂О і = 2669,2 кДж/м³

для N₂ і = 2087,6 кДж/м³

 кДж/м³

Дійсні витрати  сухого повітря, м³/м³.

Дійсні витрати атмосферного повітря, м³/м³

Кількість та склад  продуктів горіння:

Усього продуктів  горіння  .

Відсотковий склад  продуктів горіння:

Складаємо матеріальний баланс процесу горіння на  100 м³ газу при α = 1,43 (табл. 3.3).

Таблиця 3.3 - Матеріальний баланс процесу горіння на 100 м³ газу при α=1,43

Прибуток	кг	Витрати	кг
Природний газ		Продукти горіння
СН4 = 96,921·0,717 С2Н6 = 0,495·1,356 С3Н8 = 0,198·2,02 С4Н10 = 0,099·2,84 СО2 = 0,099·1,977 N2 = 1,188·1,251 Н2О = 1,0·0,804	69,492 0,671 0,40 0,281 0,196 1,486 0,804	СО2 = 0,99·100·1,977 Н2О = 2,2·100·0,804 N2 = 10,62·100·1,251 О2 = 0,85·100·1,429     Непогодженість	195,72 176,88 1328,56 121,47     -1,9
Повітря
О2 = 197,2·1,43·1,429  N2 = 197,2·1,43·3,762·1,251     Н2О = 0,16·10·13,43·0,804	402,97 1327,15 17,28
Разом	1820,73	Разом	1820,73