Промышленность \ Основы производства и обработки металлов

Технология УСТК. Технология сухого тушения кокса на ОАО. Оценка эффективности строительства установки сухого тушения, страница 6

Уравнение теплового баланса установки

Qк + Qy = Qц.г. + Qп.у + Qатм = Qпар + Qо.с., где     Qк — теплота, получаемая при охлаждении кокса в камере тушения;

Qy — теплота, получаемая в результате угара части кокса при тушении;

Qц.г — теплота, переданная от кокса к циркулирующим газам;

Qп.у — теплота, теряемая вследствие подсоса и утечек циркулирующих газов в системе;

Qатм — теплота, теряемая поверхностью камеры тушения в атмосферу;

Qо.с. — теплота, теряемая в окружающую среду котельным агрегатом.

Исходные данные для расчета теплового баланса, заимствованные из отчетных материалов ОАО «» и из литературы [ 2, 5 ] приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные

Параметр

Размерность

Величина

Количество кокса, поступающего в камеру, G,

кг/ч

100 000

Температура загружаемого кокса, t1

°С

1050

Температура потушенного кокса, t'1

°С

250

Температура газов на входе в котел, t2

°С

800

Температура газов на входе в камеру тушения, t'2

°С

180

Температура перегретого пара, tв.п.

°С

450

Давление перегретого пара,  рв.п.

Па

372,4·104

Энтальпия перегретого пара,  iв.п.

кДж/кг

3217

Энтальпия воды для питания, iп.в.

кДж/кг

418

Энтальпия воды в котле, iк.в.

кДж/кг

861

Средний состав циркулирующего газа: 

СО

%

9,0

H2

%

4,0

CH4

%

0,2

CO2

%

11,0

O2

%

0,8

N2

%

75,0

Средняя теплоемкость горячего кокса, C1

кДж/(кг·К)

1,470

Средняя теплоемкость холодного кокса, С2

кДж/(кг·К)

1,043

Теплота сгорания кокса, Qрн

кДж/кг

30000

Угар кокса при тушении, φк

%

0,4

а) Приход тепла

Приходные статьи теплового баланса рассчитываются следующим образом:

1) Qк = G (C1t1 – C2 t2) = 100 000 (1 ,47 - 1050 - 1 ,043 - 250) =

= 128 ·106 кДж/ч,

2) Qy = (G · φк· Qрн)/100 = (100000 · 0,4 · 30 000)/100 =

= 12 · 106 кДж/ч.

б) Расход тепла

Средняя объемная теплоемкость С, (кДж/(м3·К)), смеси газов определяется в зависимости от состава и температуры газа по формуле:

Расходные статьи баланса рассчитаны ниже:

1) Qц.г = Vг · (C'1t1 – C'2 t2 ) = ( 1,39 · 800 – 1,3 · 180 ) Vг = 878 · Vг , где     Vг – объем циркулирующих газов;

С'1 и С'2 – теплоемкости циркулирующих газов при температурах 800 и 180 °С.

2) Qп.у. = G · φ кVп.у. · (Cгtг – Cв tв ), где Vп.у. — объем воздуха для сжигания (угара) 1 кг кокса по реакции С + О2 = СО2;

Сг и Св — теплоемкости циркулирующих газов, теряющих теплоту в атмосферу, и воздуха;

tr и tв — температуры циркулирующих газов и воздуха, °С.

3) Qатм = (αл + αк) (tn - tв) · F, где   αл и αк — коэффициенты  теплоотдачи излучением  и  конвекцией в атмосферу, кДж/(м2чК);

F – наружная поверхность камеры, м2.

Наружная поверхность камеры тушения равна 370 м2 (см. расчет размеров камеры тушения).

Объем воздуха для угара 1 кг кокса равен:

Vп.у. = (1 —m) (22,4/12) 4,76 = 8,91 (1 - m), где   m — коэффициент,  учитывающий содержание золы в  коксе;

4,76 — объем воздуха на 1 м3 кислорода, м3.

Сг = (С1 + С2)/2 = (1,39 + 1,3)/2 = 1,34 кДж/(м3·К),

tг = (t'1 + t'2 )/2 = ( 800 + 180 )/2 = 490 °С.

Принимаем tв = 15 °С, m = 0,1  (для зольности кокса 10 %). Теплоемкость воздуха Св = 1,294 кДж/(м3 · К) [ 5 ], тогда:

Vn.y = 8,91 (1—0,1) = 8,01  м3/кг,

Qп.у. = 100000·0,004·8,01·(1,34·490 – 1,29·15)=

Скачать файл