Стекловаренная печь icon

Стекловаренная печь



НазваниеСтекловаренная печь
Дата конвертации20.07.2012
Размер75.5 Kb.
ТипРеферат
Стекловаренная печь


1.Назначение печи.В данном курсовом проекте будет рассмотрена ванная печь непрерывногодействия. Тип печи-регенеративная ,проточная с подковообразнымнаправлением пламени. Конструктивно печь имеет варочный и выработочныйбассейн, соединенные между собой по стекломассе протоком.Для загрузки шихты и стеклобоя печь оборудована двумя герметизированнымизагрузочными карманами ,расположенными по ее боковым сторонам.Варочный бассейн печи отапливается природным газом. Для отопления варочногобассейна, печь оборудована шестью горелками, расположенными с торцевойстены ванной печи, противоположной ее выработочной части.Удаление дымовых газов из варочного бассейна стекловаренной печиосуществляется через систему дымовых каналов, оснащенных дымовоздушнымиклапанами, отсечным, поворотным шиберами и металлической дымовой трубой припомощи основного и резервного дымососов ДН-9У.Для использования тепла отходящих дымовых газов, печь оборудованарегенераторами с насадкой типа «Лихте» с ячейками 170х170.Тепло отходящих газов используется также в котле-утилизаторе.Производительность печи-70 тонн в сутки.Вырабатываемый ассортимент-бутылкаиз темнозеленого стекла.2.Обоснование производительности.Тип печи-регенеративная, проточная с подковообразным направлением пламени.Производительность печи-70 тонн в сутки. Форма и размеры выработочногобассейна приняты конструктивно из условия размещения одной машинолинии АЛ-118-2 (восьми секционная, двух-капельная). Автомат обслуживается однойбригадой из трех человек в смену(два машиниста и один наладчикстеклоформующей машины). Всего смены три. Вырабатываемый ассортимент-бутылка из темнозеленого стекла. Масса бутылки- 340 грамм. Количество резовсоставляет-80(в минуту). Коэффициент использования стекломассы (КИС)-0,95.Данная стекловаренная печь предусматривает эффективную тепловую изоляциюстен и дна бассейна, стен пламенного пространства, горелок, сводовварочного, выработочного бассейнов, горелок и регенераторов, что заметноувеличит производительность стеклотары на данном участке производства.3.Выбор удельного съема и расчет основных геометрических размеров печи.Химический состав стекла:SiO2-72 %Fe2O3+AL2O3-2,3 %Na2O+К2О-14%CaO+MgO-11,5%SO3-0,2%Максимальная температура варки-1500?CВ температурном интервале от 23 до 1500?С вязкость стекол изменяется на 18порядков. В твердом состоянии вязкость составляет примерно 1019 Па с, врасплавленном состоянии-10 Па с. Температурный ход вязкости показан нарисунке. При низких температурах вязкость меняется незначительно. Наиболеерезкое снижение вязкости происходит в интервале 1015-107 Пас.Кривая температурного хода вязкости.Определяем основные размеры рабочей камеры.Площадь варочной части печи, м2:F=G* 103/g;Где G-производительность печи, кг/сутки; g-удельный съем стекломассы с зеркала варочной части, кг/(м2*сут).Принимаем g=1381 кг/(м2*сут.).Тогда F=70000/1381=50,68 м2.
Длина варочной части для печи с подковообразным направлением пламенирассчитывается из соотношенияL:B=1,2:1L:B=1,2L*B=50,681,2*х*х=50,68х2=50,68:1,2х=6,5м (ширина B)6,5*1,2=7,8 м (длинаL)Соотношение длины и ширины L/B=7,8/6,5=1,2Ширина пламенного пространства на 120 мм больше ширины бассейна, т.е.6,5+0,12=6,62 мВысота подъема свода f=6,62/8=0,83 м.Длина пламенного пространства 7,8+0,2=8 м.Глубина бассейна: студочного мм , варочного мм.Площадь студочной части при температуре варки 1500С принята равной площадиварочной части:Fст= 50,68м2.Ширина студочной части составляет 80% ширины варочной части: 6,5*0,8=5,2 м.Принимаем ширину загрузочных карманов (6,5-0,9)/2=2,8 м, где 0,9 м – ширинаразделительной стенки. Длина загрузочного кармана 1 м.4.Обоснование распределения температур в печи.Термический процесс, в результате которого смесь разнородных компонентовобразует однородный расплав, называется стекловарением.Сыпучую или гранулированную шихту нагревают в ванной печи, в результатечего она превращается в жидкую стекломассу, претерпевая сложные физико-химические взаимодействия компонентов, происходящие на протяжениизначительного температурного интервала.Различают пять этапов стекловарения: силикатообразование,стеклообразование, осветление (дегазация), гомогенизация (усреднение),студка (охлаждение).Отдельные стадии процесса стекловарения следуют в определеннойпоследовательности по длине печи и требуют создания необходимоготемпературного режима газовой среды, который должен быть строго неизменнымво времени. Распределение температур по длине и ширине ванной печи зависитот свойств стекла и условий варки. При варке темнозеленого стеклатемпература в начале зоны варки (у загрузочного кармана) 1400-1420?С, таккак в этой части бассейна печи происходят нагрев, расплавление и проваршихты, т. е. завершение стадий силикатообразования, стеклообразования ичастичное осветление стекломассы. Температура стекломассы у загрузочногокармана 1200-1250?С. В зоне осветления температура газовой средыподдерживается максимальной-1500?С, так как при такой температуре вязкостьстекломассы снижается, происходит интенсивное осветление и завершаетсягомогенизация. В зоне студки температура газовой среды плавно понижается до1240?С, что приводит к увеличению вязкости стекломассы. В зоне выработкитемпературный режим устанавливается в зависимости от требований,необходимых для нормальной выработки стекломассы и формования из неестеклоизделий.Для установления стационарного температурного режима газовой среды в печинеобходимо регулировать количество и соотношение топлива и воздуха,подаваемого в печь, тщательно их смешивать и своевременно отводитьотходящие дымовые газы.Возможность установления определенного температурного режимапредусматривается конструкцией ванной печи.На изменение температурного режима оказывает влияние давление газов врабочей камере печи. Повышение давления до определенных пределовспособствует более равномерному прогреву отдельных частей печи, так какобъем рабочей камеры максимально заполняется пламенем. Создание разряженияв печи приводит к уменьшению распространения пламени и присосу холодноговоздуха через отверстия. Это ухудшает равномерность распределениятемператур и вызывает понижение температур в тех участках печи, кудапроникает холодный воздух.Температурный режим печи зависит также и от температуры факела пламени и еераспределения по длине факела. Температура факела регулируется подачейвоздуха.5.Расчет горения топлива, действительной температуры факела и минимальнойтемпературы подогрева воздуха.Теплоту сгорания топлива определяют по его составу:Qн=358CH4+637C2H6+912C3H8+1186C4H10;Qн=358*93,2+637*0,7+912*0,6+1186*0,6=35200 кДж/м3Уравнения реакций горения составных частей топлива:CH4+2O2=CO2+2H2O+Q;C2H6+3,5О2=2СО2+3Н2О+Q;C3H8+5O2=3CO2+4H2O+Q;C4H10+6,5O2=4CO2+5H2O+Q.Коэффициент избытка воздуха L=1,1.Расчет горения сводим в таблицу:|Состав|Содержани|Расход воздуха на 1м3 |Выход продуктов горения на 1 м3 ||топлив|е газа, |топлива, м3 |топлива,м3 ||а, % |м3/м3 | | | | |О2Т |О2Д |N2Д |VL |CO2 |H2O |N2 |O2 |VД | |CH4-93,2 |0,932 |1,864 |1,96х1,1 |2,16хх3,76 |2,16++8,10 |0,932 |1,864 |- |- |2,796 | |С2Р6-0,7 |0,007 |0,025 | | | |0,014|0,021 |Из воздуха |Из воздуха |0,035 | |С3H8-0,6 |0,006 |0,030 | | ||0,018 |0,024 |8,1 |0,2 |8,142 | |C4H10-0,6 |0,006 |0,039 | | | |0,024|0,030 |- |- |0,054 | |N2-4,4 |0,044 |- |- |- |- |- |- |0,044 |- |0,044 ||СО2-0,5 |0,005 |- |- |- |- |0,005 |- |- |- |0,205 | |Сумма-100 |1 |1,96|2,16 |8,1 |10,26 |0,993 |1,939 |8,144 |0,2 |11,276 | |О2ТиО2Д-расход кислорода соответственно теоретический и действительный, приL=1,1; N2Д- действительный объем азота из воздуха; VL-действительный расходвоздуха для горения 1 м3 газа; VД-объем продуктов горения на 1 м3 газа.Объемный состав продуктов горения, %:CO2=0,993*100/11,28=8,80H2O=1,939*100/11,28=17,20N2=8,144*100/11,28=72,23O2=0,2*100/11,28=1,77_________________________Сумма-100Определим расход топлива:Составим тепловой баланс варочной части печи. Приходная часть1.Тепловой поток ,поступающий при сгорании топлива, кВт: Ф1=QнХ,где Qн-теплота сгорания топлива,кДж/м3; Х- секундный расход топлива, м3/с. Ф1=35200Х кВт.2. Поток физической теплоты, поступающий с воздухом, кВт: Ф2=VLcвtвХ,где VL-расход воздуха для горения 1 м2 топлива,м3;tв- температура нагрева воздуха в регенераторе-горелке?,С;св-удельная теплоемкость воздуха при температуре нагрева(данные взяты изприложения), кДж/(м3?С).Принимаем температуру подогрева воздуха в регенераторе1100?С и повышениетемпературы в горелкена 50?С. Тогда Ф2=10,26*1150*1,455=17150Х кВт.Потоками физической теплоты топлива, шихты и боя пренебрегаем ввиду ихнезначительности.Общий тепловой поток будет равен:Фприх.=35200Х+17150Х=52350Х кВт. Расходная часть1.На процессы стеклообразования, кВт:Ф1=ng,где п- теоретический расход теплоты на варку 1 кг стекломассы, кДж/кг;g- съем стекломассы, кг/с.Так как состав стекла и шихты в расчете не учитываются, то по даннымКрегера, можно принять расход теплоты на получение 1 кг стекломассы ипродуктов дегазации равным 2930 кДж/кг:g=70*1000/24*3600=0,81 кг/с;Ф1=2930*0,81=2373 кВт ,2.Тепловой поток, теряемый с отходящими из печи дымовыми газами, кВт: Ф2=VДtДCДX, Где VД -объем дымовых газов на 1м3 топлива, м3;TД-температура уходящих из рабочей камеры дымовых газов, ?С; принимаетсяравной температуре варки1500? С;CД –удельная теплоемкость дымовых газов при их температуре, кДж/(м3*?С). Удельную теплоемкость продуктов горения подсчитывают как теплоемкостьсмеси газов:сД=cСО2 rCO2+cH2O rH2O+cN2 rN2+cO2rO2,где r-объемная доля компонентов газовой смеси; с-теплоемкость газов, кДж/(м3*?С);СД1500=2,335*0,0880+1,853*0,172+1,444*0,722+ +1,529*0,0177=1,6 кДж/(м3*?С).Определяем тепловой поток:Ф2=11,28*1500*1,6Х=27072Х кВт.3. Тепловой поток, теряемый излучением, кВт: Ф3= ( Со?F(Т1/100)4-(Т2/100)4)/1000.Где Со- коэффициент излучения, равный 5,7 Вт/(м2*К4); ?- коэффициент диафрагмирования; F- площадь поверхности излучения, м2; Т1иТ2- абсолютная температура соответственно излучающей среды и среды, воспринимающейизлучение, Ка ) Излучение через загрузочный карман. Для расчета коэффициентадиафрагмирования ? принимаем отверстие за прямоугольную щель высотойН=0,2м, шириной равной ширине загрузочного кармана –1,7 м, толщиной арки?=0,5 м.ТогдаН/?=0,2/0,5; ?=0,4.Рассчитаем площадь излучения:F=1,7*0,2*2=0,68 м2 (так как загрузочных карманов два).Принимаем температуру в зоне засыпки шихты t1=1400?C,а температуруокружающего воздуха t2=20?С.Тогда (Т1/100)4=78340 (Т2/100)4=73,7Находим тепловой потокФа=(5,7*0,4*0,68(78340-73,7))/1000=121кВт.б) Излучение во влеты горелок. Принимаем суммарную площадь влетов равной 3%площади варочной части:F=50,68*0,03=1,5 м2.Высоту влетов предварительно принимаем равной 0,4м; форма отверстия –вытянутый прямоугольник, размеры которого Н=0,4; ?=0,5:Н/?=0,8(?).Принимаем среднюю температуру в пламенном пространстве варочной частиt1=1450?С, а температуру внутренних стенок горелок t2=1350?С.Тогда(Т1/100)4=44205 и (Т2/100)4=33215.Определяем тепловой поток:Фб=5,7*0,8*1,5(44205-33215)/1000=75,2кВт.Общий тепловой поток излучениемФ3=Фа+Фб=121+75,2=196,2кВт.4. Тепловой поток, теряемый на нагрев обратных потоков стекломассы, кВт:Ф4=(п-1)gcст(t1-t2),где п- коэффициент потока, представляющий собой отношение количествастекломассы, поступающей в выработочную часть, к вырабатываемой; п= 3,5;сст-удельная теплоемкость стекломассы, кДж/(кг*?С);t1 и t2 –температура соответственно прямого и обратного потоков стекломассы1350 и 1250? С;сст=0,1605+0,00011tст=0,3ккал/(кг*град)*4,19=1,26кДж/ /(кг*?С);Ф4=(3,5-1)0,81*1,26*100=255,15 кВт.5.Тепловой поток, теряемый в окружающую среду через огнеупорную кладку,кВт:Ф5=(tвн - tв/S ?/?+1/?2)*F,где tвн- температура внутренней поверхности кладки, ?С tв- температура окружающего воздуха,? С; ?-толщина кладки, м; ?-теплопроводность огнеупора данного участка, Вт/(м*?С);?2-коэффициент теплоотдачи от наружной стенки окружающему воздуху,Вт/(м2*?С).Если принять (tвн - tв/S ?/?+1/?2=q,то формула теплопередачи примет вид, кВт: Ф5=qF.Плотность теплового потока выбираем по таблице, в зависимости оттемпературы внутренней поверхности кладки и термического сопротивления ее r=??/?; при двуххслойной стенке r=?1/?1+?2/?2 , Рассчитываем площади поверхностей, ограждающих печь. Принимаем средниеразмеры варочной части:по длине бассейна 7,8+0,12=7,92м;по ширине бассейна 6,5+0,4=6,9м,по длине пламенного пространства 8+0,4/2=8,2м;по ширине пламенного пространства 6,62+0,4=7,02м,где 0,4м – торцовой и боковых стен пламенного пространства. 1) Площадь дна Fдна=Fв.ч.+ Fз.к. ,К площади варочной части добавляют площадь дна загрузочного кармана, т.е. Fв.ч.=7,92*6,9=54,6м2 ; Fз.к.=6,9*1,6=11,04м2; Fдна=54,6+11,04=65,64м2. 2) Площадь стен бассейна. Верхний F1 и средний F2 ряды имеют одну и ту же площадь: F1, F2 =(7,92+1,6)*0,6*2+6,9*0,6=11,42+4,14=15,56 м2. Складываем площади двух продольных и поперечной стены с учетом площади продольных стен загрузочного кармана. Нижний ряд F3 F3=(7,92+1)*0,4*2+6,9*0,4=9,89 м2. 3) Площадь стен пламенного пространства Fп.п.=2Fпрод.+Fторц.-Fвл.Принимаем предварительно высоту стены пламенного пространства равной 1 м. Fпрод.=8,2*1=8,2 м2.Площадь Fторц. Определяют по эскизу.Определяем площади F1,F2,Fк: при этом Fторц.=F1+F2-2Fк.Где F1,F2 и Fк – площадь сегмента, прямоугольника и под арками загрузочныхкарманов.Для определения площади сегмента применяем упрощенную формулу: Fсегм. =2/3bf,где b-длина хорды; f-стрела подъема свода, равная 1,02м.Тогда Fсегм.= F1=2/3*7,02*1,2 =5,76м2;6.Обоснование выбора печестроительных материалов.Выбор огнеупоров для кладки стекловаренных печей определяется их химическимсоставом и свойствами, а также химическим составом стекломассы и зависит отконструкции и режима эксплуатации печей.Для кладки основных элементов стекловаренной печи использованы следующиеогнеупорные материалы:




Похожие:

Стекловаренная печь iconДокументы
1. /Трубчатая печь/Проектирование трубчатой печи.doc
2. /Трубчатая...

Стекловаренная печь iconСпроектировать шахтную печь с для нагрева до температуры с заготовок из стали 45. Производительность 3000
Спроектировать шахтную печь с для нагрева до температуры с заготовок из стали 45. Производительность 3000 кг/ч
Стекловаренная печь iconСпроектировать шахтную печь с для нагрева до температуры с заготовок из стали 45. Производительность 3000
Спроектировать шахтную печь с для нагрева до температуры с заготовок из стали 45. Производительность 3000 кг/ч
Стекловаренная печь iconДокументы
1. /Дуговая электросталеплавильная печь.doc
Стекловаренная печь iconПечь хлебопекарная Реферат
Цель работы – анализ конструкции и предложения по модернизации для увеличения производительности аппарата
Стекловаренная печь iconМикроволновая печь. Сурикова Александра 9 а
Волновод для передачи излучения от магнетрона к камере; вспомогательные элементы: вращающийся столик
Стекловаренная печь iconУрок литература и технология. Тема урока: Печь согреет, накормит, порадует душу
Ы программы: региональный компонент по литературе, раздел технологии «Кулинария», печное дело
Стекловаренная печь iconХолодно… Тепло, еще теплее пусть будет так всегда. Сахара Плюс
Штирлиц топил печь, к утру она затонула. С вами Сахара Плюс, больше нет за чем волноваться
Стекловаренная печь iconТехнический университет Кафедра культурологии тема: «Масленица»
В калужской губернии, начиная печь заранее блины, хозяйка посылала мальчика лет 8-10 «встречать масленицу»: давала ему блин, с которым...
Стекловаренная печь iconЭлектрические генераторы
Пришлось парням идти к соседям просить дров, чтобы растопить старую русскую печь. Пока парни ходили по деревне, девушки сидели в...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы