Стены над уровнем расплава

Введение

Печь имеет площадь сечения A B и высоту H. Высота уровня расплава в печи h.

Для поддержания заданного уровня температуры расплава в рабочем пространстве печи сжигают органическое топливо заданного состава.

Температура продуктов сгорания - ;

Температура отходящих газов - ;

Температура расплава на поверхности - ;

Падение температуры расплава на поверхности 105 град/м;

Температура наружной стенки под уровнем расплава - 70 град;

Температура наружной стенки над уровнем расплава - 90 град;

Температура наружной поверхности свода - 250 град;

Температура наружной поверхности подины - 110 град;

Режим работы печи - непрерывный.

1. Разработать конструкцию ограждений печи.

2. Рассчитать процесс сжигания топлива при заданных температурных условиях печи.

. Составить тепловой баланс печи и определить расход топлива.

. Выбрать и рассчитать сожигательное устройство.

A=7973 мм

B=24915 мм

H=3200 мм

h=1024 мм

=1581 ºС

=1308 ºС

=1155 ºС

Состав топлива, % об.

5,0%

20,9%

2,4%

66,6%

2,6%

1,0%

1,5%

Средний химический состав расплава, % масс.

Фосфорный шлак №1:

54,9%

9,3%

26,2%

5,0%

1,3%

0,1%

Свод печи - распорно-подвесной.

Расчет процесса сжигания топлива при заданных температурных условиях печи

Определим режим сжигания, состав и объем продуктов сгорания

сжигание печь тепловой баланс

Т.к. длина печи составляет 24915 мм, принимаем решение сжигать топливо с помощью форсунок высокого давления с двойным распылением. Значит, примем коэффициент расхода воздуха .

Расчет горения топлива при :

Рассчитаем исходное теплосодержание продуктов сгорания топлива заданного состава при принятом коэффициенте расхода воздуха.

Определим теплосодержание продуктов сгорания при заданном значении и .

Рассчитаем калориметрическую температуру продуктов сгорания при заданном значении .

Теплосодержание продуктов сгорания при (по приложению 43 [2]):

В связи с тем, что расхождение теплосодержаний находится в пределах погрешности расчета (5%), обеспечить заданное значение при сжигании топлива с можно без подогрева воздуха.

Конструирование ограждений печи

Стены над уровнем расплава

Выбор материала и толщины рабочего слоя

Данные:

;

Продукты сгорания содержат окислительные реагенты ();

Футеровка печи работает без теплосмен (печь непрерывного действия).

По приложению 53 [2] с учетом данных таблицы 16.3 [2] выбираю динасовый огнеупор со следующими свойствами:

; .

Высота надслоевого пространства

По таблице 16.6 [2] выбираю толщину рабочего слоя: .

В соответствии с условием температура наружной поверхности стенки над уровнем расплава не должна превышать 90ºС. По таблице 16.7 [2] определяю плотность теплового потока от вертикальной стенки:

при

Расчет температуры наружной стены рабочего огнеупора.

Для определения задаюсь предварительно значением =

;

Сопоставляю расчетное значение с принятым значением :

Повторяю расчет , приняв для определения :

Окончательно принимаю температуру наружной поверхности рабочего слоя огнеупора .

Толщина слоя

Подбор легковесного огнеупора для второго слоя футеровки

По приложению 54 [2] и условию 16.4 [2], с учетом таблицы 16.4 [2], принимаю к установке шамотный легковес ШЛА - 1,2 со следующими рабочими свойствами:

В качестве теплоизоляционного материала по приложению 55 [2] выбираю пенодиатомитовый кирпич ПД:

Из условия 16.5 [2] определяю наружную температуру второго слоя :

;

Толщина δ₂ слоя легковеса:

Принимаю

Так как принятая температура не равна рассчитанной, проверяю, как изменится температура на наружной поверхности легковеса.

Окончательно принимаю

Расчет толщины слоя теплоизоляции

В качестве третьего слоя футеровки был принят пенодиатомитовый кирпич ПД:

Принимаю

Так как ≠ (245,34≠90 ºС), принимаю решение использовать обмазку. По приложению 55 [2] выбираю в качестве обмазки асбузурит мастичный со следующими рабочими свойствами: =900ºС