Với năng suất 113,0597 T/h, ta chọn thiết bị làm lạnh kiểu ống chùm. Tham khảo giáo trình lò silicát tập 3, chọn thiết bị làm lạnh kiểu ống chùm có các đặc tính kỹ thuật sau:
Năng suất theo clinker: 113,0597 T/h
Đường kính ống: D = 2.1 m
Chiều dài hữu ích: Lhi = 20 m
Chiều dài toàn bộ: Ltb = 20.9 m
Số lượng ống chùm (lò con): 9 ống
Trong thiết bị làm lạnh kiểu ống chùm có hàn thêm cánh sới để tăng bề mặt trao đổi nhiệt. Ngoài ra nơi clinker vào ống chùm được lót bằng gạch chịu lửa sa mốt và ống nối được chế tạo bằng thép chịu nhiệt có các gân toả nhiệt.
61 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 5716 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tính toán và thiết kế phân xưởng lò nung phối liệu sản xuất PC40 theo phương pháp ướt lò quay với năng suất 1.000.000 tấn/năm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
3–Lượng nước cung cấp hàng năm:
Lượng nước lý thuyết:
(tấn/năm)
Lượng nước thực tế:
(tấn/năm)
3.2.4.4–Lượng nhiên liệu tiêu tốn hàng năm:
Lượng nhiên liệu theo lý thuyết:
Dlt= GAd.N =0.198*909000 = 179982 (tấn/năm)
Lượng nhiên liệu thực tế:
Dtt = GAttd.N = 0.200*909000 = 181800 (tấn/năm)
Bảng 3.5-Bảng tổng kết lượng nguyên liệu ẩm thực tế tiêu tốn:
Nguyên liệu
Lượng nguyên liệu cần thiết dùng
T/năm
T/ngày
T/giờ
%
Đá vôi
1177609.5
3226.32
134.430
59.22809182
Đất sét
651389.40
1784.63
75.360
32.76203904
Đá đỏ
48267.900
132.240
5.510
2.427633608
T cao&p gia
111000.11
304.109
12.670
5.582235538
Tổng
1988266.9
5447.29
226.97
100.00
Bảng 3.6-Bảng tổng kết lượng nước và than tiêu tốn:
Thành phần
Tấn/năm
Tấn/ngày
Tấn/giờ
Tấn/tấn clinker
Nước
430502.4
1179.45863
49.1441
0.4736
Than
181800.0
498.0822
20.7534
0.2000
CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO LÒ NUNG
4.1–Lượng vật chất vào lò:
4.1.1–Lượng nhiên liệu tiêu tốn để nung 1kg clinker:
Gt = 0,190 (kg than/kg clinker)
4.1.2–Lượng nguyên liệu vào lò có kể đến lượng bụi tổn thất do khí thải cuốn ra khỏi lò:
4.1.2.1–Lượng nguyên liệu khô:
(kg/kg clinker)
(Công thức 7.1–Trang 101–Thiết kế nhà máy xi măng)
Trong đó:
là lượng nguyên liệu khô lý thuyết.
att là lượng tổn thất nguyên liệu theo bụi ra ngoài.
Với phương pháp ướt ta chọn att = 0,4%.
Vậy: (kg/kg clinker).
4.1.2.2–Lượng nguyên liệu ẩm vào lò:
= (kg/kg clinker)
(Công thức 7.2–Trang 101–Thiết kế nhà máy xi măng).
WC là độ ẩm của phối liệu (vì đây là phương pháp ướt nên ta chọn độ ẩm là 32%).
Vậy: = (kg/kg clinker).
4.1.3–Lượng không khí ẩm thực tế vào lò nung:
Gk = rk*Lα*Gt (kg/kg clinker)
Trong đó:
rk là khối lượng riêng của không khí (rk = 1,293 kg/m3không khí).
Lα là lượng không khí ẩm thực tế (m3/kg than).
Gt là lượng nhiên liệu tiêu tốn để nung 1kg clinker (Gt = 0,190 kg than/kg clinker).
Mà L0 = (1+0,00124*dkk)* ; (m3/kg).
(Công thức 1.10–Trang 11–Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp tập 1)
Với:
là lượng không khí khô lý thuyết (m3/kg).
L0 là lượng không khí ẩm lý thuyết (m3/kg).
dkk là hàm ẩm của không khí ẩm (kg ẩm/kg kkk).
Xác định hàm ẩm của không khí:
(kg ẩm/kg kkk).
(Công thức 7.11–Trang 95–Sổ tay quá trình thiết bị tập 2).
Tra STQTTB tập 2–trang 101 ta có:
ttb = 26,90C
φ = 83%
p = 757 mmHg ≈ 1at.
p = 757*133,3 = 100908,1 (N/m2).
từ ttb = 26,90C (tra bảng I.253–Trang 317 STQTTB tập 1).
ở 260C có p = 25,2 (mmHg) = 3359,16 (N/m2).
ở 270C có p = 26,7 (mmHg) = 3559,11 (N/m2).
Vậy ở 26,90C ta có p = 3539,115 (N/m2), bằng cách ta dùng phần mềm nội suy.
(kg ẩm/kg kkk).
= 18,65 (gam ẩm/kg kkk).
Lượng không khí khô lý thuyết:
= 0,0889*Clv + 0,2667*Hlv + 0,0333*(Slv – Olv)
= 0,0889*79 + 0,2667*2,94 + 0,0333*(0,8 – 1,25)
= 7,8 (m3/kg than).
(Công thức 1.9–Trang 11–Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp tập 1)
Vậy L0 = (1 + 0,00124*18,65)*7,8 = 7,98 (m3/kg than).
Lα = α*L0 = 1,1*7,98 = 8,778 (m3/kg than).
Ta được Gk = 1,293*8,778*0,190 = 2,156 (kg/kg clinker).
Tổng lượng vật chất vào lò:
∑Gvào = Gt + + Gk = 0,190 + 2,292 + 2,156 = 4,638 (kg/kg clinker).
4.2–Lượng vật chất ra khỏi lò:
4.2.1–Lượng clinker ra khỏi lò nung: 1kg
4.2.2–Lượng khí CO2 của phối liệu:
; (kg/kg clinker).
(Công thức 7.14–Trang 103–Thiết kế nhà máy xi măng).
Trong đó:
là lượng CO2 liên kết trong phối liệu %
%
(Công thức 7.15–Trang 103–Thiết kế nhà máy xi măng).
β = 0,3 ÷ 0,6 là mức độ phân hủy hoàn toàn cacbonat của bụi không thu hồi lại chọn β = 0,4.
= 0,544 (kg/kg clinker).
(m3/kg clinker).
(Công thức 7.16–Trang 103–Thiết kế nhà máy xi măng).
4.2.3–Ẩm của phối liệu thoát ra:
4.2.3.1–Ẩm lý học của phối liệu:
(kg/kg clinker).
(Công thức 7.17–Trang 103–Thiết kế nhà máy xi măng).
(kg/kg clinker).
4.2.3.2–Ẩm hóa học của phối liệu:
(kg/kg clinker).
(kg/kg clinker).
Trong đó:
M2H2O; MAl2O3 là KLPT tương ứng cảu hai phân tử nước và một phân tử oxyt nhôm.
Al2O3C là phần trăm oxyt nhôm có trong phối liệu.
4.2.4–Lượng bụi của phối liệu bay ra:
; (kg/kg clinker).
(Công thức 7.19–Trang 104–Thiết kế nhà máy xi măng).
Trong đó:
β = 0,3 ÷ 0,6 là mức độ phân hủy hoàn toàn cacbonat của bụi không thu hồi lại chọn β = 0,4.
(kg/kg clinker).
4.2.5–Lượng khí thải bay ra (sử dụng nhiên liệu rắn):
(Sử dụng công thức 1.14–trang 102–tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp tập 1).
VCO2 = 0,0187*Clv = 0,0187*79 = 1,4773 (m3/kg than).
VH2O = 0,112*Hlv + 0,124*Wlv + 0,00124*dkk*Lα
= 0,112*2,94 + 0,124*3,17 + 0,00124*18,65*8,778
= 0,925 (m3/kg than).
VSO2 = 0,007*Slv = 0,007*0,80 = 0,0056 (m3/kg than).
VO2 = 0,21*(α – 1)*L0 = 0,21*(1,1 – 1)*7,98 = 0,167 (m3/kg than).
VN2 = 0,008*Nlv + 0,79*Lα = 0,008*1,42 + 0,79*8,778 = 6,946 (m3/kg than)
Vậy: Vα = VCO2 +VH2O + VSO2 + VO2 + VN2
= 1,4773 + 0,925 + 0,0056 + 0,167 + 6,946 = 9,5209 (m3/kg than).
Mà:
GCO2 = VCO2*γCO2 = 1,4773*1,964 = 2,901 (kg/kg than).
GH2O = VH2O*γH2O = 0,925*0,804 = 0,744 (kg/kg than).
GSO2 = VSO2*γSO2 = 0,0056*2,714 = 0,015 (kg/kg than).
GO2 = VO2*γO2 = 0,167*1,43 = 0,239 (kg/kg than).
GN2 = VN2*γN2 = 6,946*1,25 = 8,682 (kg/kg than).
Lượng khí thải do nhiên liệu thoát ra:
= (2,901 + 0,744 + 0,015 + 0,239 + 8,628)*0,019
= 2,4 (kg/kg clinker).
= 9,5209*0,190 + 0,277 + 0,911 + 0,0282
= 3,02 (kg/kg clinker).
Tổng lượng vật chất ra khỏi lò:
= 1 + 0,544 + 0,7335 + 0,0227 + 0,0053 + 2,4
= 4,7055 (kg/kg clinker).
Sai số giữa lượng vật chất ra và vào lò nung là:
(chấp nhận).
CHƯƠNG 5: CÂN BẰNG NHIỆT
5.1–Cân bằng nhiệt cho lò nung:
5.1.1–Nhiệm vụ và yêu cầu của phân xưởng lò nung:
Phân xưởng lò nung là phân xưởng trọng tâm của nhà máy (xí nghiệp), vì toàn bộ các phân xưởng khác như khai thác, chuẩn bị nguyên liệu để nung, nghiền tháo xi măng đều phải lấy cơ sở những chỉ tiêu cơ bản từ phân xưởng lò nung phải dự trữ năng suất đảm bảo cho phân xưởng lò nung làm việc liên tục.
Phân xưởng lò nung đóng vai trò quan trọng, đảm bảo cho nhà máy xí nghiệp sản xuất ra xi măng chất lượng cao và ổn định, vì chất lượng xi măng thì phụ thuộc vào chất lượng của clinker do phân xưởng lò nung sản xuất ra. Nếu clinker chín tốt, có tỷ trọng cao, kết khối tốt và chín thấu đồng đều toàn viên clinker, thì lúc nghiền ra xi măng chắc chắn có chất lượng cao.
Clinker ra khỏi lò phải đạt các yêu cầu kỹ thuật sau:
Clinker chín đều, không bị tả.
Dung trọng đạt: 1400÷1500 g/l.
Các hệ số cơ bản đều đạt như tính toán:
KH
n
p
0,88
1,89
1,31
Thành phần các khoáng đạt yêu cầu như tính toán:
C3S
C2S
C3A
C4AF
52,199
21,602
9,076
15,419
Chế độ làm việc của phân xưởng như sau:
Thời gian đại tu: 20 ngày
Thời gian trùng tu, và kiểm tra kỹ thuật: 10 ngày
Thời gian làm việc của lò: 365 – 30 = 335 ngày
5.2–Nung luyện clinker trong lò quay theo phương pháp ướt:
5.2.1–Zôn sấy:
Tại đây xảy ra quá trình mất nước lý học, phối liệu vào zôn sấy dưới dạng bùn lỏng, nhờ xích trao đổi nhiệt mà cường độ sấy tăng lên, độ ẩm phối liệu giảm dần, độ nhớt tăng lên, vật liệu vón thành cục. Do tác động va đập của xích và sự quay của lò mà vật liệu được tạo viên, và có kích thước khác nhau. Cuối zôn nhiệt độ vật liệu đạt khoảng 2000C, khi đó đất sét mất một phần tính dẻo, hạt vật liệu có kích thước tương đối nhỏ.
Chiều dài zôn sấy chiếm khoảng 25÷35% tổng chiều dài lò.
5.2.2–Zôn đốt nóng:
Nhiệt độ vật liệu đạt 200÷6500C, ở nhiệt độ 450÷5000C chủ yếu là mất nước hóa học của đất sét, khi đó đất sét mất hoàn toàn tính dẻo cường độ hạt phối liệu giảm, đồng thời các chất hữu cơ bị cháy.
Chiều dài zôn đốt nóng chiếm khoảng 20÷30% tổng chiều dài lò.
5.2.3–Zôn thu nhiệt (zôn phân hủy cacbonat):
Nhiệt độ vật liệu đạt 650÷11000C, ở zôn này CaCO3 và MgCO3 được phân hủy hoàn toàn, đồng thời các khoáng của đất sét cũng bị phân hủy thành các oxyt hoạt tính như: SiO2; Al2O3; Fe2O3; khi đó CaO sẽ kết hợp với các khoáng này tạo thành các khoáng C2F; CA; C2S.
Chiều dài zôn phân hủy chiếm khoảng 20÷23% tổng chiều dài lò.
5.2.4–Zôn tỏa nhiệt (zôn phản ứng pha rắn):
Nhiệt độ vật liệu đạt 1200÷13500C, các khoáng tạo thành ở zôn này là C3A; C4AF; C5A3, sản phẩm ra khỏi zôn này là các khoáng C2S; C2F; C3A; C4AF; MgO và một lượng CaO tự do, hạt vật liệu đạt kích thước 2÷10mm.
Chiều dài zôn tỏa nhiệt chiếm khoảng 5÷7% tổng chiều dài lò.
5.2.5–Zôn nung (zôn kết khối):
Nhiệt độ vật liệu đạt 1350÷14500C, ở nhiệt độ 13500C một phần vật liệu bị nóng chảy tạo chất lỏng. Sản phẩm đi vào khu vực kết khối gồm C3A; C4AF; C2S; C2F; MgO; và một lượng CaO tự do, khoáng chủ yếu được tạo thành ở zôn kết khối là C3S do sự tác dụng của C2S và CaO tự do khi xuất hiện pha lỏng trong clinker.
Chiều dài zôn kết khối chiếm khoảng 11÷15% tổng chiều dài lò.
5.2.6–Zôn làm lạnh:
Nhiệt độ vật liệu đạt 1000÷13000C, một phần pha lỏng được kết tinh còn C2S; C3A; C4AF; MgO; CaO tự do và một lượng nhỏ C3S tách ra khỏi pha lỏng ở dạng tinh thể một phần pha lỏng đóng cứng lại tạo thành thủy tinh clinker.
Chiều dài zôn lam lạnh chiếm khoảng 2÷4% tổng chiều dài lò.
Clinker ra khỏi zôn làm lạnh có nhiệt độ khoảng 8000C sau đó đi vào thiết bị làm lạnh kiểu ống chùm.
5.3–Thiết bị làm lạnh clinker:
Ta sử dụng thiết bị kiểu ống chùm, thiết bị này ngoài việc làm lạnh clinker xuống đến giới hạn an toàn còn tận dụng được dòng khí nóng đưa vào lò.
5.4–Gạch chịu lửa trong lò:
Gạch chịu lửa trong lò có nhiệm vụ bảo vệ lò chống lại tác động nhiệt độ cao và sự bào mòn của vật liệu, đồng thời giảm bớt tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh. Vì các zôn khác nhau có các điều kiện làm việc khác nhau, nên ta phải căn cứ vào tính chất của từng loại gạch chịu lửa để lựa chọn cho phù hợp.
Khi lựa chọn gạch chịu lửa phải căn cứ vào những tiêu chuẩn sau:
- Độ chịu lửa của gạch.
- Độ bền cơ học, nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng 2kg/cm2.
- Độ bền nhiệt của gạch.
- Độ bền hóa của gạch.
- Độ giãn nở nhiệt của gạch.
- Độ xốp của gạch và các đặc tính khác.
- Điều kiện làm việc của gạch chịu lửa trong lò ở zôn kết khối là quan trọng nhất.
5.5–Lượng không khí cần cung cấp cho lò:
Trong đó:
là lượng không khí khô thực tế cần cung cấp để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu.
(m3/kg than).
G0 là năng suất lò (G0 = 113,0597 tấn clinker/h).
p là lượng than tiêu tốn cho 1kg clinker (p = 0,2 kg than ẩm/kg clinker).
V = 113,0597*8,58*0,2*1000 = 194010,44 (m3/h).
Lượng không khí cần sử dụng ở điều kiện làm việc 26,90C.
V’ = V*[1 + (26,9/273)] = 194010*[1 + (26,9/273)] = 213127,2 (m3/h).
Chọn hệ số dự trữ trong lò (k = 1,1).
V” = V’*k = 213127,2*1,1 = 234439,92 (m3/h).
5.6–Cân bằng nhiệt cho lò nung:
Các thông số đối với lò quay:
- Độ ẩm của bùn: Wp = 32%
- Nhiệt độ của bùn: tp = 250C
- Nhiệt độ của khí thải: tkt = 2500C
- Nhiệt độ của clinker ra khỏi lò: tcl = 10000C
- Nhiệt độ của môi trường: 26,90C
- Nhiệt độ của than phun vào lò: tth = 600C
- Lượng không khí sơ cấp (gió 1): k = 0,25
- Lượng không khí thứ cấp (gió 2): 1 – k = 0,75
5.6.1–Phần thu:
5.6.1.1–Nhiệt hóa học của nhiên liệu:
(kcal/kg clinker).
(Công thức 8.1–Trang 105–Thiết kế nhà máy xi măng).
Trong đó:
p là lượng than tiêu tốn cho 1kg clinker (kg than/kg clinker).
Qt là nhiệt trị thấp của nhiên liệu (Qt = 7091,520 kcal/kg than).
5.6.1.2–Nhiệt lý học của nhiên liệu:
qlh = p*Cnl*tnl ; (kcal/kg clinker).
(Công thức 8.2–Trang 106–Thiết kế nhà máy xi măng).
Trong đó:
p là lượng than tiêu tốn cho 1kg clinker (kg than/kg clinker).
Cnl là nhiệt trị của nhiên liệu (kcal/kg độ)
tnl là nhiệt độ của than (tth = 600C)
Cnl = 837 + 3,7*tnl + 625*Vlv = 837 + 3,7*60 +625*8 = 6059 (J/kg độ).
= 1,447 (kcal/kg dộ)
qlh = p*1,447*60 = 86,82*p (kcal/kg clinker)
5.6.1.3–Nhiệt lý học do không khí đem vào lò:
Không khí 1:
Lượng không khí ẩm thực tế: Lα = α*L0 = 1,1*7,98 = 8,778 (m3/kg than).
Tương ứng với khối lượng: (m3/kg than).
qkk1 = Gα*k*Ckk1*tkk1*p (kcal/kg clinker)
= 11,36*0,25*0,311*26,9*p = 23,76*p (kcal/kg clinker).
Ta có:
tkk1 = 26,90C (gió 1 chiếm 25%).
(Dựa vào bảng phụ lục II–trang 206–Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp tập 1).
Ta có:
ở 00C ta có Ckk1 = 0,3107 (kcal/m3 độ).
ở 1000C ta có Ckk1 = 0,3117 (kcal/m3 độ).
Với tkk1 = 26,90C, dùng phần mềm nội suy ta tính được:
Ckk1 = 0,311 (kcal/m3 độ)
tkk2 = 5200C (gió 2 chiếm 75%), tương tự ta tính được:
ở 5000C ta có Ckk2 = 0,321 (kcal/m3 độ).
ở 6000C ta có Ckk2 = 0,3244 (kcal/m3 độ).
Với tkk2 = 5200C, dùng phần mềm nội suy ta tính được:
Ckk2 = 0,322 (kcal/m3 độ).
Không khí 2:
qkk2 = Gα*(1 – k )*Ckk2*tkk2*p (kcal/kg clinker).
(Công thức 8.6 – Trang 106 – Thiết kế nhà máy xi măng).
qkk2 = 11,36*(1 – 0,25 )*0,322*520*p = 1426,5888*p (kcal/kg clinker).
5.6.1.4–Nhiệt lý học của bùn đem vào lò:
(kcal/kg clinker).
(Công thức 8.3–Trang 106–Thiết kế nhà máy xi măng).
Trong đó:
= 0,7335 (kg/kg clinker).
(kcal/kg độ).
Gc = 1,5585 (kg/kg clinker).
Cc là nhiệt dung riêng của phối liệu.
(Áp dụng công thức I.49–trang 153–STQTTB tập 1).
Cc = 753,5 + 0,25*[(9/5)*t + 32] = 753,5 + 0,25*[(9/5)*25 + 32]
= 772,750 (J/kg độ) = 0,185 (kcal/kg độ).
Vậy: qb = (1,5585*0,185 + 0,7335*0,357)*25 = 13,75 (kcal/kg clinker).
Tổng phần thu:
qthu = qhh + qlh + qkk1 + qkk2 + qb
= 7091,520*p + 86,82*p + 23,76*p + 1426,5888*p + 13,75
= 8628,6888*p + 13,75 (kcal/kg clinker).
5.6.2–Phần nhiệt chi:
5.6.2.1–Tiêu tốn nhiệt lý thuyết hay hiệu ứng nhiệt tạo clinker:
(Công thức 6.8–Trang 94–Thiết kế nhà máy xi măng).
Với:
= 1,5523 (kg/kg clinker).
CaOc = 43,16
MgOc = 0,98
= 4,14
= [1,5523*(1,08*4,14 + 7,08*43,16 + 4,06*0,98)] – 68
= 419,457 (kcal/kg clinker).
5.6.2.2–Tiêu tốn nhiệt để bốc hơi ẩm của phối liệu:
(kcal/kg clinker).
(Công thức 8.8–Trang 106–Thiết kế nhà máy xi măng).
Với:
= 0,7335 (kg/kg clinker).
(kcal/kg clinker).
5.6.2.3–Tổn thất nhiệt do khí thải đem ra ngoài (tkt = 2500C):
Với:
là tỷ nhiệt của các khí và hơi nước ở 2500C (được tra theo phụ lục II–trang 206–Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp tập 1).
Bảng 5.1–Tỷ nhiệt của các khí và hơi nước ở 2500C:
0,441
0,365
0,461
0,322
0,312
là thành phần của khí do nhiên liệu thải ra (kg/kg than).
là lượng khí CO2; ẩm lý học; ẩm hóa học của phối liệu (kg/kg clinker).
Theo tính toán phần cân bằng vật chất cho lò nung ta có bảng sau:
Bảng 5.2–Thành phần các khí và lượng ẩm của phối liệu:
2,901
kg/kg than
0,744
kg/kg than
0,015
kg/kg than
0,239
kg/kg than
8,682
kg/kg than
0,544
kg/kg clinker
0,7335
kg/kg clinker
0,0227
kg/kg clinker
qkt = [(2,901*0,441 + 0,744*0,365 + 0,015*0,461 + 0,239*0,322 + 8,682*0,312)*p + 0,544*0,441 + 0,7335*0,365 + 0,0227*0,365]*250
= 1085,8895*p + 128,979
5.6.2.4–Tổn thất nhiệt do bụi mang ra theo khí thải:
(Công thức 8.12–Trang 107–Thiết kế nhà máy xi măng).
(kcal/kg clinker).
Với:
Cb là tỷ nhiệt của bụi ở 2500C, ta có Cb = 0,2087 (kcal/kg độ).
tkt = 2500C là nhiệt độ của khí thải.
= 0,0053 là lượng bụi của khí thải bay ra.
5.6.2.5–Tổn thất nhiệt do clinker ra khỏi lò nung:
(kcal/kg clinker).
(Công thức 8.10–Trang 107–Thiết kế nhà máy xi măng).
Ccl là nhiệt dung riêng của clinker ở tcl = 11000C.
Vậy Ccl = 753,5 + 0,25*[(9/5)*tcl + 32] = 753,5 + 0,25*[(9/5)*1100 + 32]
= 1256,5 (J/kg độ) = 0,3 (kcal/kg độ).
= 0,3*1100 = 330 (kcal/kg clinker).
5.6.2.6–Tổn thất nhiệt do không khí làm lạnh clinker thải ra bên ngoài (gió thừa):
; (kcal/kg clinker).
(Công thức 8.11–Trang 107–Thiết kế nhà máy xi măng).
là nhiệt độ clinker vào khu vực làm lạnh, chọn = 4000C
= 0,3*(1100 – 400) = 210 (kcal/kg clinker).
5.6.2.7–Tổn thất nhiệt để tách ẩm và phân hủy cacbonat của lượng bụi bị cuốn đi:
); (kcal/kg clinker)
(Công thức 8.14–Trang 107–Thiết kế nhà máy xi măng).
qph = 0,0053*(5,68*4,14 + 7,08*43,16 + 4,06*0,98)
= 1,7652 (kcal/kg clinker).
5.6.2.8–Tổn thất nhiệt theo vỏ lò ra môi trường xung quanh:
Để tính nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh ta tính nhiệt tổn thất ở các zôn sau đó lấy tổng lại:
; (kcal/kg clinker).
Tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh ta tính theo công thức:
Trong đó:
f là bề mặt ngoài của từng zôn (m2)
α là hệ số cấp nhiệt từ bên ngoài của tường ra môi trường xung quanh.
α = 1,163*[8 + (0,058*tbm)]
(Công thức 5.63–trang 39–Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp tập 2).
tbm là nhiệt độ bề mặt từng zôn của lò.
tmt là nhiệt độ môi trường (tmt = 26,90C).
G0 là năng suất lò; G0 = 113,0597 (tấn/h)
= 113059,7 (kg/h).
Đường kính ngoài (lấy bằng đường kính zôn kết khối và chiều dày vật liệu chịu lửa là: 0,375 (m).
Vậy: Фn = 6,1 + (2*0,375) = 6,85 (m).
a–Zôn sấy:
Lấy = 600C
∆ = 60 – 26,9 = 33,10C.
Chiều dài zôn sấy chiếm khoảng 25 ÷ 35% tổng chiều dài lò.
Do đó chiều dài zôn sấy là: ls = 30%*L = 0,3*230 = 69 (m).
Với k = 1,25 là hệ số kể đến tăng diện tích bề mặt do thêm đai; con lăn; bánh răng.
fs = k*Фn*π*ls = 1,25*6,85*3,14*69 = 1855,1512 (m2).
αs = 1,163*[8 + (0,05*60)] = 12,793 (kcal/m2.h.độ).
Vậy: (kcal/kg clinker).
b–Zôn đốt nóng:
Lấy = 1200C
∆ = 120 – 26,9 = 93,10C.
Chiều dài zôn đốt nóng chiếm khoảng 20 ÷ 30% tổng chiều dài lò.
Do đó chiều dài zôn đốt nóng là: lđn = 27%*L = 0,27*230 = 62,1 (m).
Với k = 1,25 là hệ số kể đến tăng diện tích bề mặt do thêm đai; con lăn; bánh răng.
Fđn = k*Фn*π*lđn = 1,25*6,85*3,14*62,1 = 1669,6361 (m2).
αđn = 1,163*[8 + (0,05*120)] = 16,282 (kcal/m2.h.độ).
Vậy: (kcal/kg clinker).
c–Zôn phân hủy:
Lấy = 1800C
∆ = 180 – 26,9 = 153,10C.
Chiều dài zôn phân hủy chiếm khoảng 20 ÷ 23% tổng chiều dài lò.
Do đó chiều dài zôn phân hủy là: lph = 21%*L = 0,21*230 = 48,3 (m).
Với k = 1,25 là hệ số kể đến tăng diện tích bề mặt do thêm đai; con lăn; bánh răng.
Fph = k*Фn*π*lph = 1,25*6,85*3,14*48,3 = 1298,6058 (m2).
αph = 1,163*[8 + (0,05*180)] = 19,771 (kcal/m2.h.độ).
Vậy: (kcal/kg clinker).
d–Zôn tỏa nhiệt (zôn phản ứng pha rắn):
Lấy = 2300C
∆ = 230 – 26,9 = 203,10C.
Chiều dài zôn tỏa nhiệt chiếm khoảng 5 ÷ 7% tổng chiều dài lò.
Do đó chiều dài zôn tỏa nhiệt là: ltn = 7%*L = 0,07*230 = 16,1 (m).
Với k = 1,25 là hệ số kể đến tăng diện tích bề mặt do thêm đai; con lăn; bánh răng.
Ftn = k*Фn*π*ltn = 1,25*6,85*3,14*16,1 = 432,8686 (m2).
αtn = 1,163*[8 + (0,05*230)] = 22,68 (kcal/m2.h.độ).
Vậy: (kcal/kg clinker).
e–Zôn kết khối (zôn nung):
Lấy = 2600C
∆ = 260 – 26,9 = 233,10C.
Chiều dài zôn kết khối chiếm khoảng 11 ÷ 15% tổng chiều dài lò.
Do đó chiều dài zôn kết khối là: lkk = 13%*L = 0,13*230 = 29,9 (m).
Với k = 1,25 là hệ số kể đến tăng diện tích bề mặt do thêm đai; con lăn; bánh răng.
Fkk = k*Фn*π*lkk = 1,25*6,85*3,14*29,9 = 803,9 (m2).
αkk = 1,163*[8 + (0,05*260)] = 24,423 (kcal/m2.h.độ).
Vậy: (kcal/kg clinker).
f–Zôn làm lạnh:
Lấy = 2000C
∆ = 200 – 26,9 = 173,10C.
Chiều dài zôn làm lạnh chiếm khoảng 2 ÷ 4% tổng chiều dài lò.
Do đó chiều dài zôn làm lạnh là: lll = 2%*L = 0,02*230 = 4,6 (m).
Với k = 1,25 là hệ số kể đến tăng diện tích bề mặt do thêm đai; con lăn; bánh răng.
Fll = k*Фn*π*lll = 1,25*6,85*3,14*4,6 = 123,6767 (m2).
αll = 1,163*[8 + (0,05*200)] = 20,934 (kcal/m2.h.độ).
Vậy: (kcal/kg clinker).
= 6,95 + 22,4 + 34,76 + 17,63 + 40,48 + 3,964
= 126,184 (kcal/kg clinker).
5.6.2.9–Tổn thất nhiệt không tính được lấy bằng 2% tổng lượng nhiệt tiêu tốn:
= 0,02*126,184 = 2,52 (kcal/kg clinker).
Vậy phương trình cân bằng nhiệt: qthu = qchi
qthu = 8628,6888*p + 13,75
qchi = 419,457 + 437,8995 + (1085,8895*p + 128,979) + 0,2765 + 330 + 210 + 1,7652 + 126,184 + 2,52 = 1085,8895*p + 1657,0812.
8628,6888*p + 13,75 = 1085,8895*p + 1657,0812
p = 0,21 (kcal/kg clinker).
= 0,2 (kcal/kg clinker).
Sai số: ∆p =< 5% (chấp nhận).
Bảng 5.3–Cân bằng nhiệt của hệ thống lò:
Lượng nhiệt đi vào hệ thống lò
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt hóa học của nhiên liệu
qhh
7091,520*p = 1489,22
2. Nhiệt lý học của nhiên liệu
qlh
86,82*p = 18,2322
3. Nhiệt lý học do không khí đem vào lò:
3.1–Không khí 1
3.2–Không khí 2
qkk1
qkk2
23,76*p = 4,9896
1426,58*p = 299,6
4. Nhiệt lý học của bùn đem vào lò
qb
13,75
Tổng nhiệt vào
qthu
1825,7918
Lượng nhiệt đi ra khỏi hệ thống lò
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Tổn thất nhiệt lý thuyết hay hiệu ứng nhiệt tạo clinker
419,457
2. Tổn thất nhiệt để bốc hơi ẩm của phối liệu
437,8995
3. Tổn thất nhiệt do khí thải đem ra ngoài
qkt
1085,89*p + 128,979 = 357,0185
4. Tổn thất nhiệt do bụi mang ra theo khí thải
0,2765
5. Tổn thất nhiệt do clinker ra khỏi lò nung
330
6. Tổn thất nhiệt để tách ẩm và phân hủy cacbonat của lượng bụi bị cuốn đi
qph
1,7652
7. Tổn thất nhiệt do không khí làm lạnh clinker thải ra bên ngoài
210
8. Tổn thất nhiệt của vỏ lò ra môi trường xung quanh
126,184
9. Tổn thất nhiệt không tính được
2,52
Tổng nhiệt ra
qchi
1885,1207
Kiểm tra sai số: Sai số: ∆p =< 5% (chấp nhận).
5.7–Cân bằng nhiệt cho từng zôn:
Khi biết các thông số kỹ thuật của từng zôn ta sẽ tính được cân bằng nhiệt cho từng zôn, tiếp theo ta sẽ tính được chiều dài của từng zôn. Từ đó giúp ta khống chế quá trình nung luyện clinker được tốt hơn.
5.7.1–Zôn sấy:
Độ ẩm của bùn vào: Wb = 32%
Nhiệt độ của bùn vào: tv = 250C
Nhiệt độ của bùn ra khỏi zôn sấy: tr = 2000C
Nhiệt độ khí thải ra: tkt = 2500C
Nhiệt độ dòng khí vào zôn sấy giả thiết: ts = 5500C
5.7.1.1–Nhiệt cung cấp:
a–Nhiệt do dòng khí từ zôn đốt nóng đưa sang:
Với: là lượng nước lý học trong vật liệu mang từ zôn đốt nóng, lượng nước này là lượng ẩm trong vật liệu mang sang từ zôn đốt nóng. Với độ ẩm = 10% tại zôn đốt nóng nước bị bốc hơi và cùng khí thải qua zôn sấy.
(kg/kg clinker).
Giả thiết nhiệt độ dòng khí từ zôn đốt nóng đưa sang zôn sấy là ts = 5500C, theo phụ lục II–trang 206–tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp tập 1.
Ta có:
= 0,4918 (kcal/kg độ)
= 0,5060 (kcal/kg độ)
= 0,3244 (kcal/kg độ)
= 0,3205 (kcal/kg độ)
= 0,338 (kcal/kg độ)
Vậy: = [(2,901*0,4918 + 0,744*0,3244 + 0,015*0,506 + 8,682*0,3205 + 0,239*0,338)*0,21 + (0,544*0,4918 + 0,0277*0,3244 + 0,1731*0,3244)]*
= 1,2842* (kcal/kg clinker).
b–Nhiệt do bụi mang từ zôn đốt nóng sang:
= 0,001* (kcal/kg clinker).
c–Nhiệt do bùn mang vào:
(kcal/kg clinker).
d–Nhiệt do hơi nước tách ra từ phối liệu bùn:
tr = 2000C có = 0,362 (kcal/kg độ)
= (0,7335 – 0,1731)*0,362*200
= 40,573 (kcal/kg độ).
Tổng phần nhiệt cung cấp:
= 1,2842* + 0,001* + 13,75 + 40,573
= 1,2852*+ 54,323 (kcal/kg độ)
5.7.1.2–Nhiệt chi:
a–Nhiệt dùng để đốt nóng vật liệu từ 25÷2000C:
= 1,5585*0,185*(25÷200)
= 49,015 (kcal/kg clinker).
b–Nhiệt để bốc hơi nước của nguyên liệu:
Ihh là ẩm nhiệt hóa hơi của nước ở 1000C, Ihh = 597 (kcal/kg độ).
= (0,7335 – 0,1731)*597
= 333,438 (kcal/kg clinker).
c–Nhiệt do bụi mang ra ở nhiệt độ khí thải:
= 0,0053*0,2087*250
= 0,260 (kcal/kg clinker).
d–Nhiệt do khí thải mang ra:
(kcal/kg clinker).
e–Nhiệt do tổn thất ra môi trường xung quanh ở zôn sấy:
(kcal/kg clinker).
f–Nhiệt tổn thất không tính được bằng 10% tổn thất nhiệt không tính được của toàn lò:
(kcal/kg clinker).
Tổng phần nhiệt chi:
= 49,015 + 333,438 + 0,260 + 357,0158 + 6,95 + 0,252
= 746,9308 (kcal/kg clinker).
Phương trình cân bằng nhiệt cho zôn sấy:
= 1,2852*+ 54,323 = 746,9308
= 538,9105
Sai số: ∆ = < 5% (chấp nhận).
Do sai số ∆< 5% nên việc giả thiết nhiệt độ dòng khí từ zôn đốt nóng qua zôn sấy là thích hợp.
Bảng 5.4–Cân bằng nhiệt cho zôn sấy:
Nhiệt thu
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt do dòng khí từ zôn đốt nóng đưa sang
692,015
2. Nhiệt do bụi mang từ zôn đốt nóng đưa sang
0,5388
3. Nhiệt do bùn mang vào
= qb
13,75
4. Nhiệt do hơi nước tách ra từ phối liệu bùn
40,573
Tổng nhiệt thu
qthu
746,8768
Nhiệt chi
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt dùng để đốt nóng vật liệu 25÷2000C
49,015
2. Nhiệt dùng để bốc hơi nước của nguyên liệu
333,438
3. Nhiệt do bụi mang ra ở nhiệt độ khí thải
0,260
4. Nhiệt do khí thải mang ra
357,0158
5. Tổn thất nhiệt ra xung quanh
6,95
6. Tổn thất nhiệt không tính được
0,252
Tổng nhiệt chi
qchi
746,9308
5.7.2–Zôn đốt nóng:
Những số liệu ban đầu:
Nhiệt độ vật liệu vào: tv = 2000C
Nhiệt độ vật liệu ra: tr = 6000C
Độ ẩm bùn vào zôn đốt nóng: Wb = 10%
Nhiệt độ dòng khí ra: = 538,91050C
Giả thiết nhiệt độ dòng khí vào zôn đốt nóng: = 8000C
5.7.2.1–Nhiệt cung cấp:
a–Nhiệt do dòng khí mang từ zôn phân hủy (đecacbonat hóa):
ở nhiệt độ tđn = 8000C, theo phụ lục II–trang 206–tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp tập 1.
Ta có:
= 0,5139 (kcal/kg độ)
= 0,5230 (kcal/kg độ)
= 0,3965 (kcal/kg độ)
= 0,3268 (kcal/kg độ)
= 0,3470 (kcal/kg độ)
Vậy: = [(2,901*0,5139 + 0,744*0,3965 + 0,015*0,5230 + 8,682*0,3268 + 0,239 *0,3470 )*0,21 + (0,544*0,5139 + 0,0277*0,3965 )]*
= 1,2784* (kcal/kg clinker).
b–Nhiệt do hơi nước hydrat hóa tách ra từ phối liệu ở 4500C:
với: = 0,0227 (kcal/kg clinker)
= 0,3751 (kcal/kg clinker), với nhiệt độ ở 4500C
= 0,0227*0,3751*450 = 3,83 (kcal/kg clinker).
c–Nhiệt do hơi nước lý học còn lại tách ra từ phối liệu:
ở tw = 1000C ta có = 0,3587 (kcal/kg clinker).
= 0,7131*0,3587*100 = 6,2090 (kcal/kg clinker).
Tổng phần nhiệt cung cấp:
1,2784* + 3,83 + 6,2090
= 1,2784* + 10,039 (kcal/kg clinker).
5.7.2.2–Nhiệt chi:
a–Nhiệt do dòng khí mang sang zôn sấy:
ta có: = 538,91050C
(kcal/kg clinker).
b–Nhiệt do dòng bụi mang sang zôn sấy:
ta có: = 538,91050C
(kcal/kg clinker).
c–Nhiệt do đốt cháy nguyên liệu từ 200÷6000C:
Ck = 753,5 + 0,25*[(9/5)*600 + 32] = 1031,5 (J/kg độ) = 0,246 (kcal/kg độ)
Gc = 1,5585 (kg/kg clinker)
= 1,5585*0,246*(600 – 200) = 153,3564 (kcal/kg clinker).
d–Nhiệt dùng để bốc hơi nước vật liệu:
(kcal/kg clinker).
e–Nhiệt tiêu tốn để tách nước hóa học đất sét do có phản ứng:
AS2H2 → AS2 + H2 – 223 (kcal/kg)
Với:
(kcal/kg clinker).
f–Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh:
(kcal/kg clinker).
g–Nhiệt tổn thất không tính được bằng 15% tổn thất nhiệt không tính được của toàn lò:
(kcal/kg clinker).
Tổng phần nhiệt chi:
= 692,015 + 0,5388 + 153,3564 + 102,9945 + 36,28 + 22,4 + 0,378
= 1007,9627 (kcal/kg clinker).
Phương trình cân bằng nhiệt cho zôn đốt nóng:
1,2784* + 10,039 = 1007,9627
= 780,60
Sai số: ∆ = < 5% (chấp nhận).
Bảng 5.5–Cân bằng nhiệt cho zôn đốt nóng:
Nhiệt thu
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt do dòng khí từ zôn phân hủy đưa sang
997,9190
2. Nhiệt do hơi nước hydrat hóa tách ra từ phối liệu ở 4500C
3,83
3. Nhiệt do hơi nước lý học tách ra từ phối liệu
6,2090
Tổng nhiệt thu
qthu
1007,958
Nhiệt chi
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt do dòng khí mang sang zôn sấy
692,015
2. Nhiệt do bụi mang sang zôn sấy
0,5388
3. Nhiệt do đốt cháy nguyên liệu
153,3564
4. Nhiệt dùng để bốc hơi nước vật liệu
102,9945
5. Nhiệt tiêu tốn để tách nước hóa học đất sét
36,28
6. Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh
22,4
6. Nhiệt tổn thất không tính được
0,378
Tổng nhiệt chi
qchi
1007,9627
5.7.3–Zôn phân hủy:
Những số liệu ban đầu:
Nhiệt độ vật liệu vào: tv = 6000C
Nhiệt độ vật liệu ra: tr = 9500C
Độ ẩm bùn vào zôn đốt nóng: Wb = 10%
Nhiệt độ dòng khí ra: = 780,600C
Giả thiết nhiệt độ dòng khí vào zôn phân hủy: = 11500C
Lượng CaCO3 phân hủy: β = 50%
5.7.3.1–Nhiệt cung cấp:
a–Nhiệt do dòng khí mang từ zôn tỏa nhiệt sang:
ở nhiệt độ = 11500C, theo phụ lục II–trang 206–tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp tập 1.
Ta có:
= 0,5431 (kcal/kg độ)
= 0,5435 (kcal/kg độ)
= 0,4186 (kcal/kg độ)
= 0,337 (kcal/kg độ)
= 0,3583 (kcal/kg độ)
Vậy: = [(2,901*0,5431 + 0,744*0,4186 + 0,015*0,5435 + 8,682*0,337 + 0,239 *0,3583 )*0,21 + 0,5*(0,544*0,5431)]* = 1,1781* (kcal/kg clinker).
b–Nhiệt do clinker tỏa ra (hiệu ứng nhiệt tạo clinker):
(kcal/kg clinker).
c–Nhiệt lý học của CO2 tách ra từ phối liệu:
ở tr = 9500C ta có = 0,5276 (kcal/kg clinker)
= 0,544*0,5*0,5276*950 = 156,3318 (kcal/kg clinker).
Tổng phần nhiệt cung cấp:
1,1781* + 10,0786 + 156,3318
= 1,1781* + 166,4104 (kcal/kg clinker).
5.7.3.2–Nhiệt chi:
a–Nhiệt do dòng khí mang sang zôn đốt nóng:
(kcal/kg clinker)
b–Nhiệt phân hủy 100%MgCO3 và 60%CaCO3:
= 297,3163 (kcal/kg clinker).
c–Nhiệt do đốt cháy phối liệu từ 600÷9500C:
Ck là tỷ nhiệt trung bình của vật liệu từ 600 ÷ 9500C
Ck = 753,5 + 0,25*[(9/5)*780 + 32] = 1112,5 (J/kg độ) = 0,266 (kcal/kg clinker).
(kcal/kg clinker).
d–Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh:
(kcal/kg clinker).
e–Tổn thất nhiệt không tính được bằng 15% tổn thất nhiệt không tính được của toàn lò:
(kcal/kg clinker).
Tổng phần nhiệt chi:
= 997,9190 + 297,3163 + 142,4709 + 34,76 + 0,378
= 1472,8442 (kcal/kg clinker).
Phương trình cân bằng nhiệt cho zôn phân hủy:
1,1781* + 166,4104 = 1472,8442
= 1108,9328
Sai số: ∆ = < 5% (chấp nhận).
Do sai số ∆< 5% nên việc giả thiết nhiệt độ dòng khí vào zôn phân hủy là thích hợp.
Bảng 5.6–Cân bằng nhiệt cho zôn phân hủy:
Nhiệt thu
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt do dòng khí mang từ zôn tỏa nhiệt sang
1306,4337
2. Nhiệt do clinker tỏa ra (hiệu ứng nhiệt tạo clinker)
10,0786
3. Nhiệt lý học của CO2 tách ra từ phối liệu
156,3318
Tổng nhiệt thu
qthu
1472,8441
Nhiệt chi
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt do dòng khí mang sang zôn đốt nóng
997,9190
2. Nhiệt phân hủy 100% MgCO3 và 60%CaCO3
297,3163
3. Nhiệt đốt cháy phối liệu ở 600÷9500C
142,4709
4. Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh
34,76
5. Nhiệt tổn thất không tính được bằng 15% tổn thất nhiệt toàn lò
0,378
Tổng nhiệt chi
qchi
1472,8442
5.7.4–Zôn tỏa nhiệt:
Những số liệu ban đầu:
Nhiệt độ vật liệu vào: tv = 9500C
Nhiệt độ vật liệu ra: tr = 13000C
Nhiệt độ dòng khí ra: = 1108,93280C
Giả thiết nhiệt độ dòng khí vào zôn tỏa nhiệt: = 14000C
Lượng CaCO3 còn lại phân hủy: β = 40%
5.7.4.1–Nhiệt cung cấp:
a–Nhiệt do dòng khí mang vào zôn kết khối:
ở nhiệt độ = 14000C, theo phụ lục II–trang 206–tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp tập 1.
Ta có:
= 0,562 (kcal/kg độ)
= 0,556 (kcal/kg độ)
= 0,436 (kcal/kg độ)
= 0,344 (kcal/kg độ)
= 0,365 (kcal/kg độ)
Vậy: = [(2,901*0,562 + 0,744*0,436 + 0,015*0,556 + 8,682*0,344 + 0,239 *0,365 )*0,21]* = 1,054* (kcal/kg clinker).
b–Nhiệt lý học của CO2 tách ra từ phối liệu:
ở tr = 13000C ta có = 0,5518 (kcal/kg clinker)
= 0,544*0,4*0,5518*1300 = 156,0932 (kcal/kg clinker).
c–Nhiệt phản ứng tạo C3S; C3A; C2S; và C4AF:
=
= 101,454 (kcal/kg clinker).
Trong đó: C3S; C3A; C2S; và C4AF là hàm lượng các khoáng trong clinker.
Tổng phần nhiệt cung cấp:
1,054*+ 156,0932 + 101,454
= 1,054* + 257,5472 (kcal/kg clinker).
5.7.4.2–Nhiệt chi:
a–Nhiệt do đốt nóng phối liệu từ 950÷1300:
; (kcal/kg clinker)
Với Ck = 753,5 + 0,25*[(9/5)*1300 + 32] = 1346,5 (J/kg độ) = 0,322 (kcal/kg clinker).
= 1,5523*0,322*(1300 – 950) = 174,9442 (kcal/kg clinker).
b–Nhiệt phân hủy cacbonat còn lại trong phối liệu β = 40%:
(kcal/kg clinker).
c–Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh:
(kcal/kg clinker).
d–Nhiệt do dòng khí mang sang zôn phân hủy:
(kcal/kg clinker).
e–Tổn thất nhiệt không tính được bằng 20% tổn thất nhiệt không tính được của toàn lò:
(kcal/kg clinker).
Tổng phần nhiệt chi:
= 174,9442 + 190,494 + 17,63 + 1306,4337 + 0,504
= 1690,0059 (kcal/kg clinker).
Phương trình cân bằng nhiệt cho zôn phân hủy:
1,054* + 257,5472 = 1690,0059
= 1359,07
Sai số: ∆ = < 5% (chấp nhận).
Do sai số ∆< 5% nên việc giả thiết nhiệt độ dòng khí vào zôn tỏa nhiệt là thích hợp.
Bảng 5.7–Cân bằng nhiệt cho zôn tỏa nhiệt:
Nhiệt thu
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt do dòng khí mang vào zôn tỏa nhiệt
1432,46
2. Nhiệt lý học của CO2 tách ra từ phối liệu
156,0932
3. Nhiệt phản ứng tạo C3S; C3A; C2S; và C4AF
101,454
Tổng nhiệt thu
qthu
1690,0072
Nhiệt chi
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt do đốt nóng phối liệu từ 950÷13000C
174,9442
2. Nhiệt phân hủy cacbonat còn lại trong phối liệu
190,494
3. Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh
17,63
4. Nhiệt do dòng khí mang sang zôn phân hủy
1306,4337
5. Nhiệt tổn thất không tính được bằng 20% tổn thất nhiệt toàn lò
0,504
Tổng nhiệt chi
qchi
1690,0059
5.7.5–Zôn kết khối:
Những số liệu ban đầu:
Nhiệt độ vật liệu vào: tv = 13000C
Nhiệt độ vật liệu ra: tr = 13000C
Nhiệt độ nung clinker: tnung = 14500C
Nhiệt độ dòng khí ra zôn kết khối: = 1359,070C
Giả thiết nhiệt độ dòng khí vào zôn kết khối: = 9500C
5.7.5.1–Nhiệt cung cấp:
a–Nhiệt lý học của không khí:
Nhiệt lý học của gió 1:
Với Ck là nhiệt dung riêng của không khí khô ở 9500C
Ta có: Ck = 0,336 (kcal/kg độ)
Với (m3/kg than)
(kcal/kg clinker).
Nhiệt lý học của gió 2:
= 0,454* (kcal/kg clinker).
= 0,605* (kcal/kg clinker).
b–Nhiệt hóa học của nhiên liệu:
(kcal/kg clinker).
c–Nhiệt lý học của nhiên liệu:
Cnl là nhiệt dung riêng của than ta có Cnl = 1,447 (kcal/kg độ).
(kcal/kg độ).
d–Nhiệt lý học của clinker ở nhiệt độ nung 14500C:
(kcal/kg clinker).
Với Ck = 753,5 + 0,25*[(9/5)*1450 +32] = 1414 (J/kg độ) = 0,338 (kcal/kg clinker).
Tổng phần nhiệt cung cấp:
0,605*+ 1489,22 + 0,304* + 490,1
= 0,909* + 1979,32 (kcal/kg clinker).
5.7.5.2–Nhiệt chi:
a–Nhiệt do dòng khí mang sang zôn tỏa nhiệt:
(kcal/kg clinker).
b–Hiệu ứng nhiệt (thu nhiệt) khi tạo pha lỏng:
ở 14500C ta có C3S = 0,204 (kcal/kg độ).
(kcal/kg clinker).
c–Nhiệt đốt nóng vật liệu từ 1300÷14500C:
(kcal/kg clinker).
d–Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh:
(kcal/kg clinker).
e–Hiệu ứng nhiệt tạo clinker:
(kcal/kg clinker).
f–Tổn thất nhiệt không tính được bằng 20% lượng nhiệt không tính được của toàn lò:
(kcal/kg clinker).
g–Nhiệt do clinker mang sang zôn làm lạnh:
(kcal/kg clinker).
Với Cd = 753,5 + 0,25*[(9/5)*1350 + 32] = 1369 (J/kg độ) = 0,327 (kcal/kg clinker).
Tổng phần nhiệt chi:
= 1432,46 + 194,30 + 50,7 + 40,48 + 419,457 + 0,504 + 441,45
= 2616,0542 (kcal/kg clinker).
Phương trình cân bằng nhiệt cho zôn kết khối:
0,909* + 1979,32 = 2616,0542
= 921,212
Sai số: ∆ = < 5% (chấp nhận).
Do sai số ∆< 5% nên việc giả thiết nhiệt độ dòng khí vào zôn kết khối là thích hợp.
Bảng 5.8–Cân bằng nhiệt cho zôn kết khối:
Nhiệt thu
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt lý học của không khí
557,33
2. Nhiệt hóa học của nhiên liệu
1489,22
3. Nhiệt lý học cua nhiên liệu
79,224
4. Nhiệt lý học của clinker ở 14500C
490,1
Tổng nhiệt thu
qthu
2615,874
Nhiệt chi
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt do dòng khí mang sang zôn tỏa nhiệt
1432,46
2. Hiệu ứng nhiệt khi tạo pha lỏng
194,30
3. Nhiệt đốt nóng vật liệu 1300÷14500C
50,7
4. Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh
40,48
5. Hiệu ứng nhiệt tạo clinker
419,457
6. Tổn thất nhiệt không tính được bằng 20% lượng nhiệt không tính được của toàn lò
0,504
7. Nhiệt do clinker mang sang zôn làm lạnh
441,45
Tổng nhiệt chi
qchi
2616,0542
5.7.6–Zôn làm lạnh:
Những số liệu ban đầu:
Nhiệt độ vật liệu vào: tv = 13000C
Nhiệt độ vật liệu ra: tr = 10000C
Nhiệt độ gió 1 vào zôn làm lạnh: = 26,90C
Nhiệt độ gió 2 vào zôn làm lạnh: = 5200C
Nhiệt độ dòng khí ra khỏi zôn làm lạnh: = 921,2120C
Giả thiết nhiệt độ dòng khí vào zôn làm lạnh: = 10000C
5.7.6.1–Nhiệt cung cấp:
a–Nhiệt lý học của không khí:
Nhiệt lý học của gió 1:
Với = 0,311 (kcal/kg clinker).
Với (m3/kg than)
(kcal/kg clinker).
Nhiệt lý học của gió 2:
= 226,27 (kcal/kg clinker).
= 230,04 (kcal/kg clinker).
b–Nhiệt hóa học của nhiên liệu mang vào:
(kcal/kg clinker).
c–Nhiệt do clinker mang vào zôn kết khối:
(kcal/kg độ).
Ccl là nhiệt dung riêng của clinker ta có Ccl = 0,285 (kcal/kg độ).
Ccl = 735,5 + 0,25*[(9/5)*1000 + 32] = 0,285 (kcal/kg độ).
d–Nhiệt khi làm nguội clinker 1000÷13000C:
(kcal/kg clinker).
Tổng phần nhiệt cung cấp:
230,04 + 18,2322 + 285 + 85,5
= 618,7722 (kcal/kg clinker).
5.7.6.2–Nhiệt chi:
a–Nhiệt đun nóng gió 1 từ 25÷9000C:
Cs là nhiệt dung riêng của không khí ở 9000C ta có Cs = 0,346 (kcal/kg độ).
= 8,58*0,25*0,21*[(0,346*921,212) – (0,311*26,9)]
= 139,8080 (kcal/kg clinker).
b–Nhiệt đun nóng gió 2 từ 550÷9000C:
= 8,58 *(1 – 0,25)*0,21*[(0,346*921,212) – (0,322*520)]
= 204,46 (kcal/kg clinker).
c–Nhiệt do clinker mang ra ở 10000C:
(kcal/kg clinker).
d–Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh:
(kcal/kg clinker).
e–Tổn thất nhiệt không tính được bằng 10% lượng nhiệt mất mát không tính được của toàn lò là:
(kcal/kg clinker).
Tổng phần nhiệt chi:
= 139,8080 + 204,46 + 300 + 3,964 + 0,252
= 648,484 (kcal/kg clinker).
Sai số: ∆ = < 5% (chấp nhận).
Do sai số ∆< 5% nên việc giả thiết nhiệt độ dòng khí vào zôn làm lạnh là thích hợp.
Bảng 5.9–Cân bằng nhiệt cho zôn làm lạnh:
Nhiệt thu
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt lý học của không khí
230,04
2. Nhiệt hóa học của nhiên liệu mang vào
18,2322
3. Nhiệt do clinker mang vào zôn kết khối
285,0
4. Nhiệt khi làm nguội clinker 1000÷13000C
85,5
Tổng nhiệt thu
qthu
618,7722
Nhiệt chi
Ký hiệu
Kết quả (kcal/kg clinker)
1. Nhiệt đun nóng gió 1 từ 25÷9000C
139,8080
2. Nhiệt đun nóng gió 2 từ 550÷9000C
204,46
3. Nhiệt do clinker mang ra ở 10000C
300
4. Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh
3,964
5. Tổn thất nhiệt không tính được bằng 10% lượng nhiệt không tính được của toàn lò
0,252
Tổng nhiệt chi
qchi
648,484
Bảng 5.10–Giới hạn nhiệt độ của vật liệu và không khí:
Zôn
Nhiệt độ vật liệu
Nhiệt độ dòng khí
Nhiệt độ vào
Nhiệt độ ra
Nhiệt độ vào
Nhiệt độ ra
Sấy
25
200
550
250
Đốt nóng
200
600
800
538,9105
Phân hủy
600
950
1150
780,60
Tỏa nhiệt
950
1300
1400
1108,9328
Kết khối
1300
1300
950
1359,07
Làm lạnh
1300
1000
1000
921,212
CHƯƠNG 6: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC LÒ QUAY VÀ CHIỀU DÀI CÁC ZÔN
6.1–Xác định kích thước của lò:
Đường kính của lò ta xem bằng đường kính của zôn kết khối, do đó dựa vào năng suất nhiệt của lò biểu thị qua tỷ số:
(kcal/m2.h), ta sẽ được đường kính của lò.
(trang 104–lò silicat–tập 3)
Năng suất nhiệt của lò: Q = G0*q
Với G0 = 113,0597 (tấn/h) = 113059,7 (kg clinker/h).
q là nhiệt tiêu tốn riêng ta có q = 1350 (kcal/kg clnker).
Q = G0*q = 113059,7*1350 = 152630595 (kcal/h).
Chọn tỷ số: (kcal/m2.h).
= 6,169 (m) = 6169 (mm).
Đường kính ngoài của lò quay:
Vỏ lò ta chọn 3 lớp như sau:
Lớp trong cùng là lớp VLCL có S1 = 0,24 (m) = 240 (mm)
Lớp giữa là lớp cách nhiệt điatomit có S2 = 0,115 (m) = 115 (mm)
Lớp ngoài cùng là lớp thép có S3 = 0,02 (m) = 20 (mm)
Vậy chiều dày của vỏ lò:
S = S1 + S2 + S3 = 0,24 + 0,115 + 0,02 = 0,375 (m) = 375 (mm).
Vậy đường kính ngoài của vỏ lò là:
Dn = 6,169 + (2*0,375) = 6,919 (m) = 6919 (mm).
6.2–Chiều dài của các zôn:
Chiều dài của các zôn được xác định như sau:
(công thức 9.28–trang139–lò silicat tập 3).
Trong đó:
G0 là năng suất của lò.
Qn là nhiệt lượng cần cung cấp cho vật liệu từng zôn (kcal/kg clinker).
αn là hệ số cấp nhiệt từ dòng khí đến vật liệu (kcal/m2.h.độ).
∆tn chênh lệch logarit nhiệt độ dòng khí và vật liệu trong zôn (0C).
Fn bề mặt trao đổi nhiệt của lớp lót và thiết bị trao đổi ứng với 1m chiều dài lò (m2/m).
6.2.1–Zôn sấy:
Chiều dài zôn sấy được xác định theo công thức:
(công thức 9.28–trang139–lò silicat tập 3).
Với:
= 49,015 + 333,438 + 0,260 + 0,252 – 13,75 – 40,573
= 328,642 (kcal/kg clinker).
0C
Fs = π*Dn*(1 + ky)
Ky là hệ số kể đến bề mặt truyền nhiệt đối với bề mặt zôn
Ta chọn ky = 2,04 (trang–137–giáo trình lò Silicat tập 2).
Vậy: Fs = 3,14*9,919*(1 + 2,04) = 66,046 (m2/m)
αs = 27,6 (kcal/m2.h.độ)
(m).
6.2.2–Zôn đốt nóng:
Chiều dài zôn đốt nóng được xác định theo công thức:
(công thức 9.28–trang139–lò silicat tập 3).
Với
= 153,3564 + 102,9945 + 36,28 + 22,4 + 0,378 – 3,83 – 6,2090
= 305,37 (kcal/kg clinker).
0C
Fđn = π*Dn = 3,14*6,919 = 21,72 (m2/m).
αđn = 91,2 (kcal/m2.h.độ)
(m).
6.2.3–Zôn phân hủy:
Chiều dài zôn phân hủy được xác định theo công thức:
(công thức 9.28–trang139–lò silicat tập 3).
Với
= 297,3163 + 142,4709 + 34,76 + 0,378 – 10,0786 – 156,3318
= 308,5148 (kcal/kg clinker).
0C
Fph = π*Dn = 3,14*6,919 = 21,72 (m2/m).
αph = 203 (kcal/m2.h.độ)
(m).
6.2.4–Zôn tỏa nhiệt:
Chiều dài zôn tỏa nhiệt được xác định theo công thức:
(công thức 9.28–trang139–lò silicat tập 3).
Với
= 174,9442 + 190,494 + 17,63 + 0,504 – 156,0932 – 101,454
= 126,025 (kcal/kg clinker).
0C
Ftn = π*Dn = 3,14*6,919 = 21,72 (m2/m).
αtn = 358,2 (kcal/m2.h.độ)
(m).
6.2.5–Zôn kết khối:
Chiều dài zôn kết khối được xác định theo công thức:
lkk = ωkk*Tkk (công thức 9.26–trang 138–Lò Silicat tập 3).
Trong đó:
Tkk là thời gian clinker lưu trong zôn kết khối (0,3÷0,5h), ta chọn Tkk = 0,4h
ωkk là tốc độ chuyển động trung bình của clinker trong zôn kết khối.
,(m/h); (công thức 9.27–trang 138–Lò Silicat tập 3).
Trong đó:
n là tốc độ quay của lò (chọn n = 0,98 v/ph).
i là độ nghiêng của lò (chọn i = 4,17%).
β là góc rơi tự nhiên (sin β = 0,766÷0,866), chọn β = 0,856
Vậy:
(m/h).
lkk = 55,3682*0,4 = 22,1473 (m).
6.2.6–Zôn làm lạnh:
Chiều dài zôn làm lạnh được xác định theo công thức:
lll = ωll*Tll (công thức 9.26–trang 138–Lò Silicat tập 3).
Trong đó:
Tll là thời gian clinker lưu trong zôn làm lạnh (0,12÷0,25h), ta chọn Tll = 0,21h
ωll là tốc độ chuyển động trung bình của clinker trong zôn làm lạnh.
,(m/h); (công thức 9.27–trang 138–Lò Silicat tập 3).
Trong đó:
n là tốc độ quay của lò (chọn n = 0,98 v/ph).
i là độ nghiêng của lò (chọn i = 4,17%).
β là góc rơi tự nhiên (sin β = 0,707÷0,766), chọn β = 0,7
Vậy:
(m/h).
lll = 67,707*0,21 = 14,218 (m).
Tổng chiều dài lò theo tính toán:
L = ls + lđn + lph + ltn + lkk + lll
= 71,967 + 66,106 + 41,560 + 11,846 + 22,1473 + 14,218
= 227,8443 (m).
Sai số:
<5%
Sai số: ∆l < 5% nên việc giả thuyết chiều dài lò các zôn ở phần tính trên là chấp nhận được.
CHƯƠNG 7: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ
7.1–Lựa chọn thiết bị:
7.1.1–Chọn thiết bị làm lạnh clinker:
Với năng suất G0 = 113,0597 T/h, ta chọn thiết bị làm lạnh kiểu ống chùm, chọn thiết bị làm lạnh kiểu ống chùm có các đặc tính kỹ thuật sau:
Năng suất theo clinker: 113,0597 T/h
Đường kính ống: D = 2,1 m
Chiều dài hữu ích: Lhi = 20 m
Chiều dài toàn bộ: Ltb = 20,9 m
Số lượng ống chùm (lò con): 9 ống
Trong thiết bị làm lạnh kiểu ống chùm có hàn thêm cánh sới để tăng bề mặt trao đổi nhiệt. Ngoài ra nơi clinker vào ống chùm được lót bằng gạch chịu lửa sa mốt và ống nối được chế tạo bằng thép chịu nhiệt có các gân toả nhiệt.
7.2–Tính trở lực của hệ thống:
7.2.1–Trở lực của lò quay:
7.2.1.1–Trở lực của zôn sấy:
Nhiệt độ trung bình của vật liệu:
Tvl = 385.5K
Nhiệt độ trung bình của khí thải:
Tkt = 673k
Với:
Vk là thể tích khí thải (Vk = 3,02 m3/kg clinker)
Ðường kính trung bình:
(m)
(m/s)
Khối lượng riêng của khí thải ở đktc:
Ta có:
(Sử dụng công thức 1.15–Trang 12–TTKTNLCN Tập 1)
Ta có:
(kg/m3)
(kg/m3).
Khối lượng riêng của khí thải ở 2500C là:
(kg/m3)
Vậy trở lực do ma sát:
(mmH2O)
(Công thức 1.47–Trang 21Lò silicát - Tập 1)
7.2.1.2–Trở lực của zôn đốt nóng:
Nhiệt độ trung bình của vật liệu:
tvl = = 3750C Tvl = 648K
Nhiệt độ trung bình của khí thải:
oCTkt = 942,45K
(m3/kg clinker).
(m/s).
γ0 = 1,498 (kg/m3)
Khối lượng riêng của khí thải ở 942,45K
(kg/m3)
(mmH2O)
7.2.1.3–Trở lực của zôn phân hủy:
a–Trở lực do ma sát:
Nhiệt độ trung bình của vật liệu:
= 7750C Tvl = 1048K
Nhiệt độ trung bình của dòng khí thải:
Tkt = 1238,3K
Thành phần khí thải gồm có: Khí thải do nhiên liệu thoát ra+40% lượng CO2 trong phối liệu:
(m3/kg clinker)
(m/s)
(m/s)
(kg/m3)
(kg/m3) (mmH2O)
b. Sức cản địa phương:
(Công thức 1.43–Trang 19–Lò silicát-Tập 1)
(mmH2O)
Vậy tổng trở lực của zôn phân hủy là:
hph = hms + hđp = 3,273 + 1,718 = 4,991 (mmH2O)
7.2.1.4–Trở lực của zôn tỏa nhiệt:
a–Trở lực do ma sát:
Nhiệt độ trung bình của vật liệu:
=>Tvl = 1398K
Nhiệt độ trung bình của dòng khí thải:
=>Tkt = 1398K
Thành phần khí thải gồm có: Khí thải do nhiên liệu thoát ra.
(m3/kg clinker)
(m/s)
(kg/m3)
(kg/m3)
(mmH2O)
b. Sức cản địa phương:
mmH2O
(Công thức 1.43–Trang 19–Lò silicát-Tập 1)
Vậy tổng trở lực của zôn toả nhiệt là: htn = hms + hđp = 0,138 + 0,073 = 0,211mmH2O
7.2.1.5–Trở lực của zôn kêt khối:
Nhiệt độ trung bình của vật liệu:
Tvl = 1573K
Nhiệt độ trung bình của dòng khí thải:
Tvl = 1427,535K
Thành phần khí thải gồm có: Khí thải do nhiên liệu thoát ra.
(m3/kg clinker)
(m/s)
(kg/m3)
(kg/m3)
(mmH2O)
7.2.1.6–Trở lực của zôn làm lạnh:
Nhiệt độ trung bình của vật liệu:
Tvl = 1423K
Nhiệt độ trung bình của dòng khí thải:
Tkt = 1233,606K
Thành phần khí thải gồm có: 80% lượng không khí khô cần đốt và 20% khí thải do nhiên liệu thoát ra.
(m3/kg clinker)
(m3/kg than)
(m/s)
(kg/m3)
(kg/m3)
Trong đó:
: Khối lượng riêng của không khí khô ở điều kiện tiêu chuẩn (phụ lục IV – Trang 210 – Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp - Tập 1).
Trong đó:
(kg/kg than)
(kg/m3)
(mmH2O)
7.2.2–Trở lực qua buồng lắng:
Buồng lắng ở đây là hệ cyclon lắng bụi
Trở lực lắng: hl = 90 (N/m2 ) = 9,17 (mmH2O )
7.2.3–Trở lực đột thu tại buồng lắng vào mỗi ống:
Chọn đường kính ống: D = 2 (m)
(m3/h)
Trong đó:
Vk: Lưu lượng của khí thải (Vk = 394868,424 m3/h)
(trang 215 – Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp - Tập 1)
(mmH2O)
7.2.4–Trở lực đột mở vào lọc bụi điện:
(mmH2O)
(Theo phụ lục V–Trang 211–Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp - Tập 1, chọn ; )
7.2.5–Trở lực qua lọc bụi điện:
Với lưu lượng khí thải là: VK = 394868,424 (m3/h)
Ta chọn thiết bị lọc bụi điện Y–14 (Bảng II.52–Trang 201-STQTTB Tập 1) có các đặc tính kỹ thuật sau:
Năng suất: 576.000 (m3/h)
Nhiệt độ cực đại của khí cho phép: 2000C
Trở lực lọc bụi điện là hk = 220 (mm H2O)
7.2.6–Tính trở lực đột thu từ lọc bụi điện ra ống dẫn:
Chọn đường kính ống: D = 2 (m)
(m3/h)
Trong đó:
Vk là lưu lượng của khí thải (Vk = 394868,424 m3/h)
(trang 215 – Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp - Tập 1)
mmH2O
7.2.7–Trở lực ma sát trên ống dẫn ra ống khói:
Trở lực do ma sát:
(mmH2O)
Trở lực cục bộ tại các khung với ống ngoặc đều đặn 900
=>(Trang 215 - Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp - Tập 1)
(mmH2O)
=> h = h'4 + h''5 = 209,71 + 22,36 = 232,07 (mmH2O)
Tổng trở lực từ đầu lò đến ống khói là:
h = hS + h đn+ hph + htn + hkk + hll + hl + h2 + hg + hk + h3 + h
= 5,91 + 8,99 + 4,991 + 0,211 + 1,28 + 1,34 + 9,17 + 6,99 + 34,76 + 220 + 6,99 + 232,07.
= 532,702 (mmH2O) = 532,702*9,81 = 5225,8 (N/m2)
7.3–Tính ống khói:
7.3.1–Lượng khí thải:
7.3.1.1–Lượng khí thải thoát ra từ quá trình cháy nhiên liệu
Vkt = 3,02 (m3/Kg clinker)
7.3.1.2–Lượng CO2 thoát ra từ phối liệu:
(m3/Kg clinker)
7.3.1.3Lượng nước thoát ra từ phối liệu:
(m3/Kg clinker)
Vậy tổng lượng khí thải sinh ra từ 1 kg clinker là:
(m3/kg clinker)
Với năng suất của lò G0 = 113,0597 (tấn clinker/h) thì lượng khí thải là:
V0 = 4,222*113,0597*1000 = 477338,0534 (m3/h)
Dựa vào lưu lượng không khí khí thải V0 = 477338,0534 (m3/h).
Ta chọn quạt hút Y–14 (Bảng II.52–Trang 501-STQTTB-Tập 1).
Với các thông số sau:
Năng suất: 576.000 (m3/h)
Áp suất: hquạt = 220 (mmH2O) = 220*9,81 = 2158,200 (N/m2)
Số vòng quay: n = 750 (v/ph)
Nhiệt độ: 2000C
Loại động cơ: ДHO-148/10
Công suất động cơ quạt: Nd = 800 (kW)
Ðể bảo đảm công suất của động cơ ổn định khi nổ máy cần thêm hệ số dự trữ K:
N = K*Nd (kW)
Theo bảng 2.12 – Trang 63 - Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp - Tập 1 thì khi Nd > 5 kW, K = 1,1
=> N = 1,1*Nd = 1,1*800 = 880 (kW)
7.3.2–Tính chiều cao ống khói:
Ta có áp suất tại chân ống khói mà ống khói phải thắng là :
ht = ∑h–hquạt = 5225,8 – 2158,2 = 3067,6 (N/m2)
Sức hút thực tế của ống khói phải lớn hơn (10÷20%) tổng tổn thất toàn bộ, vì vậy sức hút thực tế của ống khói là :
htt = 1,1*ht = 1,1*3067,6 = 3374,36 (N/m2)
Đầu tiên căn cứ vào biểu đồ hình 1.11, trang 30, lò silicát, tập 1 ta chọn chiều cao gần đúng của ống khói là: h = 80 (m).
Chọn ống khói bằng gạch, có tốc độ giảm nhiệt độ theo chiều cao là
Nhiệt độ khí thải ra khỏi lò đến chân ống khói là: tn = 2000C
Nhiệt độ khí thải ở miệng ống khói:
tm = [tn –(80*Δt)] = [200 – (80*1,5)] = 800C
Khi đó nhiệt độ khí thải trung bình trong ống khói sẽ bằng:
Xác định khối lượng riêng của khí thái và không khí, lấy khối lượng riêng của khí thải ở điều kiện tiêu chuẩn là (kg/m3) và nhiệt độ môi trường xung quanh là 350C.
(kg/m3)
(kg/m3)
Chọn vận tốc tại miệng ống khói là Wom= 5 m/s
Đường kính miệng ống khói là:
(m)
Lấy tròn Dm = 6,0 (m), suy ra:
(m/s)
Đường kính nền ống khói sẽ là: Dn = 1,5*Dm = 1,5*6,0 = 9,0 (m)
Đường kính trung bình của ống khói bằng:
(m)
Tốc độ khí thải tại chân ống khói:
(m/s)
Tốc độ khí trung bình trong ống khói:
(m/s)
Hệ số ma sát của khí vào thành ống khói: Đối với ống gạch β = 0,0035
Chọn
Vậy chiều cao tính toán của ống khói là:
(m)
Sai số: (chấp nhận)
Vậy:
Chiều cao ống khói: h = 80 (m)
Ðường kính chân ống khói: DC = 8,25 (m)
Ðường kính tại đỉnh ống khói: Dm = 5,5 (m)
7.3.3–Chọn thiết bị làm lạnh clinker:
Với năng suất 113,0597 T/h, ta chọn thiết bị làm lạnh kiểu ống chùm. Tham khảo giáo trình lò silicát tập 3, chọn thiết bị làm lạnh kiểu ống chùm có các đặc tính kỹ thuật sau:
Năng suất theo clinker: 113,0597 T/h
Đường kính ống: D = 2.1 m
Chiều dài hữu ích: Lhi = 20 m
Chiều dài toàn bộ: Ltb = 20.9 m
Số lượng ống chùm (lò con): 9 ống
Trong thiết bị làm lạnh kiểu ống chùm có hàn thêm cánh sới để tăng bề mặt trao đổi nhiệt. Ngoài ra nơi clinker vào ống chùm được lót bằng gạch chịu lửa sa mốt và ống nối được chế tạo bằng thép chịu nhiệt có các gân toả nhiệt.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Cơ sở thiết kế nhà máy hóa chất–Trần Thế Truyền–ĐHBK Đà Nẵng 1999.
2. Công nghệ sản xuất chất kết dính vô cơ–Nguyễn Dân–ĐHBK Đà Nẵng 2007.
3. Giáo trình lò silicat tập 1–Nguyễn Dân–ĐHBK Đà Nẵng.
4. Giáo trình lò silicat tập 2–Nguyễn Dân–ĐHBK Đà Nẵng.
5. Thiết kế nhà máy xi măng–Bùi Văn Chén–Hà Nội 1984.
6.Tính toán kỹ thuật nhiệt lò CN tập 1-Hoàng Kim Cơ–NXB Khoa học kỹ thuật.
7.Tính toán kỹ thuật nhiệt lò CN tập 2-Hoàng Kim Cơ–NXB Khoa học kỹ thuật.
8. Sổ tay quá trình thiết bị tập 1–ĐHBK Hà Nội.
9. Sổ tay quá trình thiết bị tập 2–ĐHBK Hà Nội.
MỤC LỤC
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- do_an_ximang_7561.doc