Химический состав кварцевого флюса и конвертерного шлака, %. Технологическая схема конвертирования. Медноникелевый штейн, страница 10

Итого приход тепла:

0,124309q_плав+9750+13000+2990=(0,124309q_плав+25740) ккал.

Расход тепла.

1.  Физическое тепло штейна 11440 ккал.

2.  Физическое тепло отвального шлака 33100 ккал.

3.  Физическое тепло пыли 350 ккал.

4.  Тепло, уносимое отходящими технологическими газами 690 ккал.

5.  Тепло эндотермических реакций 4050 ккал.

Итого расход тепла:

11440+33100+350+690+4050=49630 ккал.

Уравнение теплового баланса:

0,124309q_плав+25740=49630;

q_плав= ккал/т

твердой шихты или 239000 ккал/т огарка.

12. Расчет котла-утилизатора и воздухоподогревателя.

Температура газов, покидающих отражательную печь, равна 1300⁰. Как показывает баланс печи, с этими газами уходит из печи около 50% всего поступающего в печь тепла. Для повышения общего термического КПД необходимо использовать тепло отходящих газов. Для этого за отражательной печью устанавливают паровой котел-утилизатор и воздухоподогреватель для подогрева вторичного воздуха.

1). Определение температуры газов на входе в котел-утилизатор.

После выхода из печи отходящие газы проходят по наклонному борову и попадают в котел-утилизатор. Пройдя котел, они поступают в рекуператор, установленный сразу же за котлом, и далее по отводящему борову движутся к дымовой трубе. На участке печь-котел газы частично охлаждаются как вследствие теплоотдачи во внешнюю среду, так и в результате подсоса холодного воздуха через неплотности борова.

Принимаем величину подсоса на участке печь-котел равной 10 %.

Объем газов, проходящих через боров в единицу времени

 нм³/сек.

Объем подсосанного воздуха  нм/сек.

Для определения температуры газов после подсоса составляем уравнение теплового баланса:

где С_г-средняя удельная теплоемкость газов в интервале температур t_г-t; C_в-средняя удельная теплоемкость воздуха в интервале температур t_в-t; t –температура смеси после подсоса.

Температуру подсасывемого воздуха принимаем равной 20⁰. Задаемся температурой смеси 1150⁰. Средняя удельная теплоемкость газов в температурном интервале 0,379 ккал/нм^{3 0}С.

Удельная теплоемкость воздуха в интервале t_в-t (~ 600⁰C) составляет 0,324 ккал/нм^{3 0}С.

откуда .

Длину соединительного борова между печью и котлом принимаем 15 м. Падение температуры газов на этом участке вследствие теплообмена через стенки борова составляет при t_газа=1200⁰ примерно 8⁰ на 1пог.м. С учетом этого на входе в котел температура газов составит 1200-.

2). Расчет воздухоподогревателя.

Воздухоподогреватель должен обеспечить подогрев вторичного воздуха, чтобы на входе в печь его температура составляла 300⁰.

Расстояние, которое проходит вторичный воздух от рекуператора до горелок, составляет 35+15=50 м. С учетом различных поворотов и отклонений общую длину воздушных линий принимаем 60 м. С учетом охлаждения температура воздуха на выходе из рекуператора должна быть 420⁰. Принимаем температуру газа в основании дымовой трубы 150⁰.

Расстояние от рекуператора до трубы по ходу газов составит 120-(15+10)=95м.

Падение температуры газов на участке t_газ=100-300⁰ в результате теплообмена будет  и температура газов на выходе из рекуператора должна составить 150+145. Примем подсос холодного воздуха на участке рекуператор-труба 30%.

Минимальная температура газов на выходе из рекуператора:

.

Количество воздуха, которое необходимо нагреть в рекуператоре:

 нм³ или  нм³/сек.

Количество газов, проходящих через рекуператор:

11,6+1,16=12,76 нм³/сек.

Рассчитываем температуру газов на входе в рекуператор. Составляем тепловой баланс рекуператора:

где С_в-средняя удельная теплоемкость воздуха в интервале температур t_в^вых-t_в^вх, причем t_в^вых=420⁰, а t _в^вх=20⁰, q_пот-потери тепла в рекуператоре, равные 15% от общего количества передоваемого тепла, С_в=0,13 ккал/ нм^{3 0}С, С_г^вх-удельная теплоемкость газов на входе в рекуператор, С_г^вых-удельная теплоемкость газов на выходе из рекуператора.

При t= 370⁰ удельные теплоемкости газовых составляющих составят: