Міністерство освіти РФ
Курсова робота
з дисципліни: «Теплотехніка»
на тему: «Розрахунок воздухоподогревателя доменної печі»
Виконав:
Перевірила:
2005
РОЗРАХУНОК воздухонагревателі доменних ПЕЧІ
Доменна піч об'ємом 3200 м3 обладнана 4 воздухонагревателями, працюючими послідовно.
Витрата повітря на піч VB=95 м3/с (342000 м3/ч). Температура нагріву повітря tB=1 300 ° C. Насадка повітронагрівача виконана з блочного цегли з вертикальними виступами і горизонтальними проходами. Матеріал насадки - динас (верх) і шамот (низ). Нагрівання повітронагрівача проводиться змішаним коксодоменний газом з теплотою згоряння QPн суміші=7.2 МДж/м3.
Визначити геометричні розміри повітронагрівача.
Розрахунок горіння коксодоменний газу з коефіцієнтом витрати повітря n=1,1.
Склад сухих газів: (коксовий) СО2=2,5%, СО=7,38%, Н2=54,92%, N2=3,66%, СН4=25,38%, С2Н4=4,25%, О2=1,66%.
Доменний: СО2=11%, СО=30,5%, Н2=2,5%, N2=55,1%, СН4=0,9%.
Беручи вологість коксового газу рівний Wк=25 г/м3, а вологість доменного газу Wд=25 г/м3, за формулами розраховуємо склад вологих газів:
ХВЛ=хсух? 100/(100 + 0,1242? W),
хквл=хксух? 100/(100 + 0,1242? 25)=0,97? хксух,
хдвл=хдсух? 100/(100 + 0,1242? 30)=0,964? хдсух.
Тоді склад вологих газів: коксовий
СО2=2,42%, СО=7,16%, Н2=53,27%, N2=3,55%, СН4=24,61%, С2Н4=4,12%, О2=1,61%, Н2О=3,26%.
Доменний: СО2=10,6%, СО=29,4%, Н2=2,41%, N2=53,11%, СН4=0,87%, Н2О=3,61 %.
Знаходимо нижчу теплоту згоряння газів:
QPн. кокс=127,7СО + 108Н2 + 358? СН4 + 590? С2Н4 + 555? С2Н2 + 636? С2Н6=127,7? 7,16 + 108? 53,27 + 358? 24,61 + 590? 4,12=17908 кДж/м3.
QPн. будинок=127,7? 29,4 + 108? 2,41 + 358? 0,87=+4326 кДж/м3.
Знаходимо частку кожного газу:
а=(QPн. кокс - QPн. суміші)/(QPн. кокс - QPн. будинок)
=(17908 - 7200)/(17908 - 4326)=0,79
ХСМ=хдом? а + хкокс (1-а)=хдом? 0,79 + хкокс? 0,21,
повітронагрівач піч газ горіння
звідки
СОсм2=10,6? 0,79 + 2,42? 0,21=8,88%,
СОсм=29,4? 0,79 + 7,16? 0,21=24,73%,
Н2см=2,41? 0,79 + 53,27? 0,21=13,09%,
N2см=53,11? 0,79 + 3,55? 0,21=42,7%,
СН4см=0,87? 0,79 + 24,61? 0,21=6,01%,
С2Н4см=0? 0,79 + 4,12? 0,21=0,86%,
О2см=0? 0,79 + 1,61? 0,21=0,34%,
Н2Осм=3,61? 0,79 + 3,26? 0,21=3,54%,
? =100%
Знаходимо витрата кисню для спалювання змішаного газу при коефіцієнті витрати повітря n=1.0:
Vo2=0,01 [0,5 (CO + H2) +? (m + n/4) CmHn]=0,01 [0,5 (24,73 + 13,09) + (1 + 4/4) 6,01 + (2 + 4/4)? 0,86]=0.335 м3/м3.
Витрата сухого повітря при n=1,1
1,75 м3/м3.
де - відношення змісту і в дуття
Знаходжу склад продуктів згоряння:
СОсм2 + СОсм + 2? С2Н4см)=0,01 (6,01 + 8,88 + 24,73 + 2? 0,86)=0,41 м3/м3
+ Н2Осм + Н2см]=0,01 [0,5 (4? 0,86 + 4? 6,01) + 3,54 + 13,09]=0,3 м3/м3
+ 0,01? N2см=1,1? 3,762? 0,335 + 0,01? 42,7=1,81 м3/м3
(1,1 - 1)? 0,335=0,033 м3/м3.
Визначаю сумарний обсяг продуктів згоряння:
0,41 + 0,3 + 1,81 + 0,033=2,56 м3/м3.
Розрахований процентний склад продуктів згоряння:
16%
11,75%
70,75%
1,5%
Правильність розрахунку перевіримо складанням матеріального балансу.
Надійшло, кгПолучено, кгСО2=0,088? 1,963=0,17 СО=0,25? 1,25=0,31 СН4=0,06 · 0,716=0,04СО2=0,41 · 1,963=0,804 Н2О=0,3 · 0,804=0,241С2Н4=0,0086? 1,25=0,01 Н2=0,13? 0,09=0,01 О2=0,0035 · 1,428=0,005 N2=0,427 · 1,25=0,53 Н2О=0,0354 · 0,804=0,03 Всього: 1,105 Повітря: 1,75 · 1,29 =2,26 Разом: 3,36N2=1,81 · 1,25=2,26 О2=0,033 · 1,428=0,047 Всього: 3,35
Приймаючи, що повітря, що надходить у повітронагрівач після повітродувки, має температуру tнв=200 ...
