Расчет теплового баланса

Статьи прихода тепла

Тепло от горения топлива

Q₁ = Q_н^р * В, (2.15)

где

Q_н^р – теплота сгорания топлива, кДж/кг;

В – расход топлива, м³/час.

Q₁ = 35206 * В, кДж/кг

Тепло вносимое подогретым воздухом

Q₂=L_a *I _B * В, (2.16)

где

L_α – расход воздуха с учетом α (из расчетов), м/м³;

I_B – теплосодержание воздуха при данной температуре (из расчетов), кДж/м³.

Q₂= 11,4 * 1110 * В = 12654 * В, кДж /час ·

Тепло вносимое топливом

Q₃= C^t_т * t_t * В, (2.17)

где

C_т – теплоемкость топлива при t⁰, кДж/кг*град;

t_t – температура топлива, ⁰С.

Q_з = 1,5 * 20 * В = 30 * В, кДж/час

Тепло вносимое материалом

Q₄= G_м * С_м * t_м, (2.18)

где

G_м – масса материала, кг/час;

С_м – теплоемкость материала, кДж/кг*град;

t_м - температура материала, ⁰С.

Q₄=13793 * 1, 05 * 20 = 413790, кДж/час

G = G_обж * 100% / 100 - ∆m_прк, (2.19)

где

∆m_прк – потеря при прокаливании;

G_обж – масса обожженного материала, кг/сек.

G = 12000 * 100% / 100 - 13 = 1200000 / 87 = 13793, кг/час

Тепло вносимое влагой материала

Q₅= G_w * C_w * t_w, (2.20)

где

G_w – масса влаги, кг/час;

С_w – теплоемкость, кДж/кг*град;

t_w – температура влаги, ⁰С.

G_w G_м * 100% / 100 - W_вл, (2.21)

G_w G_м = 13793 * 100 / 100 – 12 = 1379300 / 88 = 15673, кг/час

где

W_вл – влажность влажного материала, кг/сек.

W_вл = Р * w_отн / 100 - w_отн, (2.22)

где

Р – количество сухого материала (шихты) поступающего в печь, кг/сек;

W_отн – влажность материала относительная, %.

W_вл = 12 * 100 – 1 / 1 = 12, кг/сек

W_отн = а₂ – а₁ / а₁, (2.23)

W_отн = 3 – 1,5 / 1,5 = 1, %

G_w = G_сыр – G_сух, (2.24)

G_w = 15673 - 13793 = 1880, кг/час

где

G_сыр – масса сырого материала, кг/час;

G_сух – масса сухого материала, кг/час.

Q₅= 15673 * 4,19 * 20 = 157544, кДж/час

Общий приход тепла

Q_прих = Q₁ + Q₂ + Q3 + Q₄ + Q₅, (2.25)

Q_npux = 305206 * В+12654 * В + 30 * В + 413790 + 157544 = 317890 * В + 571334, кДж/час

Статьи расхода тепла

Расход тепла на химические реакции

Q₁ = g_х * G_х, (2.26)

где

g_х – тепло на эндотермические реакции на 1 кг химического вещества, кДж/кг;

G_x - количество исходного химического вещества в материале, кг/час.

G_х = 0,01 * n * G_м, (2.27)

G_х = 0,01 * 39 * 13793 = 5379, кг/час

где

n – содержание химического соединения в материалах, %;

G_м – масса материала, кг/час;

g_х – 400, кДж/час;

n = 39, %.

Q₁ = 400 * 5379 = 2151600, кДж/час

Расход тепла на нагрев материалов

Q₂ = G_обж * (C_кон * t_к – С_нач * t_нач), (2.28)

где

G_обж – масса обожженного материала, кг/сек;

C_кон – теплоемкость при конечной температуре, кДж/кг*град;

С_нач – начальная теплоемкость, кДж/кг*град;

t_к – температура конечная, ⁰С;

t_нач – температура начальная, ⁰С.

Q₂ = 12000 * (1,3 * 1500 - 0,81 * 20) = 12000 * (1950 - 16) = 23208000, кДж/час

Расход тепла на испарение воды

Q₃ = (2500 – 4,20 * t_м * G_w), (2.29)

где

2500 – теплоемкость парообразования воды, кДж/кг;

4,20 – теплоемкость воды, кДж/кг*град;

t_м - температура материала, ⁰С;

G_w - масса влаги, кг/сек.

Q₃ = (2500 - 4,20* 20)*1880 = 2416*1880 = 4542080, кДж/час

Тепло с уходящими продуктами горения

Q₄ = V_ух.газ * i_ух.газ * В, (2.30)

где

i – энтальпия, кДж/час;

V_ух.газ – объем уходящих газов, м³/час.

Q₄ = 12,3 * 564,0 * В = 6937 * В, кДж/час

Потери тепла с уносом пыли

Q₅ = G_пыли * С_пыли * t_пыли, (2.31)

где

С_пылu = 0,8 кДж/кг*град;

t_пыли = 800⁰С;

G_пыли – 40% от массы материала.

Q₅ = 4800 * 0,8 * 800 = 307200, кДж/час

12000 / Х - 100% / 40, (2.32)

Х = 12000 * 40 = 4800

Потери тепла через футеровку