Теплотехнический и аэродинамический расчеты мельницы молотковой ММТ 1300/2030/750 на газообразном и жидкое топливе

Теплотехнический и аэродинамический расчеты мельницы молотковой ММТ 1300/2030/750 на газообразном и жидкое топливе.

1. Теплотехнический расчет работы  мельницы молотковой ММТ 1300/2030/750 на газообразном топливе.

Теплотехнический  расчет мельницы выполнен для сушки  минерального порошка по ГОСТ

52129-2003 и известняковой муки фракции  0-Змм.

Исходные  данные:

Производительность  т/ч

- мин порошок и известняковая  мука        до 20

в том числе: по минпорошку         до б

          по известняковой муке        до 14

влажность материала, %

начальная           8

минерального  порошка,         не более 1

известняковой муки, не более                                                                                                   б

температура материала, °С:

до  сушки           5

после сушки           95

- крупность исходного материала,  мм 20

- температура газов, °С:

на  входе в мельницу          450

на  выходе из мельницы         120

температура окружающего воздуха, °С       15

коэффициент избытка воздуха при ожигании газа, а      1,1

температура рециркуляционньіх газов, °С       110

подсосьі наружного воздуха, %        10

топливо           природный газ

Химический  состав топлива, %:

СН₄—  92,18

С₅Н₁₂—  0,19

С₂Н_б—  3,3

C0₂—  0,7

С₃Н₈—  0,71

N₂—  2,46

С₄Н₁₀—  0,11

0₂—  0,23

Теплотворная  способность топлива - 8020 ккал/нм³ (33580 кдж/нм³).

Расчет  горения топлива (на 1 м³ природного газа при Н.У).

Теоретический расход воздуха на горение:

V₀ = 0,0476 [0,5Н₂ + 2СН₄ + Σ(m+n/4) С_mН_n + 1 ,5Н₂Ѕ - 0₂] нм³ с.в/нм³ c.г.

V₀ = 0,0476 [2*92,18+3,5*3,3+5*0,71+6,5*0,11+8*0,19 - 0,23 = 9,59 нм³/нм³

 

Выход составляющих продуктов горения.

V_R02 = 0,01 (С0₂^Р + СН₄^Р  + 2С₂Н₆^Р + 2С_зН₈^Р + 4С₄Н₁₀^Р + 5С₅Н₁₂^Р), нм³/нм³. 
V_R02 = 0,01 (0,7+92,18+2*3,3+3*0,71+4*0,11+5*0,19)=1,03 нм³/нм³ 

С учетом избытка воздуха на горение  количество воздуха, затрачиваемого на горение газа составит: 
V = α*V₀= 1,1 * 9,59 = 10,549 нм³/нм³. 

Количество  продуктов сгорания при сжигании газа с избытком “α” воздуха составит: 
- азота V_N2= V_N2^мин+ 0,79 (α —1)V ₀, нм³/нм³. 
V_N2^мин =0,79V₀ + 0,01 N₂ = 0,79* 9,59 + 0,01* 2,46 = 7,6 нм³/нм³.

V_N2 =7,6 + 0,79(1,1—1) *9,59 = 8,358 нм³/нм³. 
- кислорода 
V_О2 =0,21 (1,1—1)V₀ = 0,21 *(1,1—1)*9,59=0,202 нм³/нм³. 
- водяных паров 
V_H2O= 0,01 (2СН₄^Р + 3С₂Н₆^Р+4С_зН₈^Р + 5С₄Н₁₀^Р + 6С₅Н₁₂^Р + Н₂^Р + Н₂0), нм³/нм³. 

V_H2O= 0,01 (2*92,18 + 3*3,3+4*0,71 +5*0,11 + 6*0,19+0+ 0,12) 1,989 нм³/нм³. 

Общий объем продуктов сгорания: 

V_п.с. = V _R02+ V_N2 + V_О2+ V_H2O =1,03 + 8,358 + 0,202 + 1,989 = 11,58 нм³/нм³. 

Теоретическая температура горения газа составляет 1976 °С (см. расчет теплотехнический 
5617.00.037.0.0.РР Вращающаяся печь 2,5 х 40 м). 

действительная  температура горения t_gt_m η_n=1976*0,75=1482°С 

где η_n - пирометрический коэффициент процесса горения, учитывающий потери тепла при 
горении топлива в процессе теплообмена от газов и факела с окружающими их поверхностями. 

Состав  продуктов горения: 

Таблица 1

Компоненты	RO2	N2	O2	Н2O	Σ
Объем газов, нм3/нм3	1,03	8,358	0,202	1,989	11,58
Процентное содержание,%	8,89	72,2	1,74	17,2	100
Теплоемкость газов, ккал/м3 °С при t=600°С	0,4875	0,3201	0,3384	0,3857	0,3467
Теплоемк. газов, ккал/м3 °С при t=1503°С	0,558	0,345	0,3654	0,4427	0,3812
Свозд при t=1503 °С  ???	0,5578	0,3449	0,3653	0,4425	0,3735

 

Разбавление топочных газов до температуры  600 °С.

(1 — ч)*С¹⁵⁰³*t_g + ч*Св¹⁵*t_в =[(1-ч)*С⁶⁰⁰_тч+ ч*Св⁶⁰⁰]* t_са

где ч — количество воздуха, необходимое для разбавления топочных газов в долях от количества сушильного агента:

С — теплоемкость воздуха, ккал/м³ °С при 15°С. С=0,3155 

(1—ч)* 03735 1503+ч *0,3155 15 =[(1 —ч)*0,3467 + ч.*0,3302)*600 

ч = 0,6423 

Состав сушильньіх газов: 

Таблица 2 

Компоненты R02 N2 02 Н20 воздух 

Процентноесодержание,% 318 25,82 0,624 6,14 64,23 100 

Объем газов, нм3/нм3 1,03 8358 0,202 1,989 20,79 32,37 

Теплоемкость сушильного агента на 0,4875 0,3201 0,3384 0,3857 0,3302 0,3360 

выходе из топки, ккал!м3 ОС при 6000С 

Теплоемкость суuильного агента на 0,4165 0,3099 0,3155 0,3616 0,3170 0,3196 

выходе из мельницьі, ккал/м3 ОС при 

120°С 

Разбавление газов за топкой до температуры 45000 газами рециркуляции температурой 11 О0С. 

(1 — ч) Соо t600 + ч,,  HO tHO =(1 — ч) СІ50  + ч t1 

(1 —ч) 0,336 600 +ч 0,319З110 =(1 —ч)’  0,3291 . 450+ч 0,3291 450 

ч = 0,321 

Состав сушильньіх газов: 

Таблица З 

Компоненты R02 N2 02 Н2 О воздух рецирк.  

газы 

Процентное содержание, % 2,16 17,53 0,42 4,17 43,5 32,1 100 

Объем газов, нм3/ нМ3 1,03 8,358 0,202 1,989 20,73 15,3 47,67 

Теплоемкость суш.агента на 0,472 0,3157 0,3314 0,3768 0,3268 0,3291 0,3304 

входе в мельницу, ккал/м3 О 

Теплоемкость сушагента на 0,4103 0,3099 0,3155 0,3603 0,3166 0,3196 0,3182 

выходе из мельницы, ккал/м3 

ОС 

З. Тепловой баланс сушки  в молотковой мельнице выполнен в  расчете на I кг высушенного 

материала при Н.У. 

Статьи теплового баланса. 

3.1 Приходньіе статьи баланса. 

а) Физическое тепло сушильного агента: 

qс = Vґ С tі, ккал/кг; 

где Vґ — удельный расход сушильного агента на входе в мельницу, нм3/кг; 

0са = 0,3304 ккал/м3 0С — теплоемкость  сушильного агента; 

qcA = V 0,3304 450 = 148,68V ккал/кг; 

б) Тепло рециркуляционньіх газов 

qґ=0,321Ю,31931101І,27 ккал/кг, 

в) Тепло, поступающего сырья: 

qґ = 1 . С ккал/кг, 

где С — теплоемкость поступающего материала (определяется как для глины)

 

 

где  175 — коэффициент  сопротивления циклонов; 

Р11 — плотность газов  кг/м3 

273 + q = 1,293 273 + Q4О88 = 1,307 кг/м3 

Т1+273 273+120 

Ро = 1 ,293 кг/м3, 

q 0,4088кг/м3 — запьіленность газов. 

і )Ґґ7 п п 2 

їР =175 ‘ ‘‘ -=13О6,бПа. 

Ц 2 

Аэродинамическое сопротивление  циклонов второй группы: 

PT2 WЦ2 ,Па, 

Р72 = Ро ——— + qц2 = 1,293 273 + 0,0584 = 0,957 кг/м3. 

Т +273 120+273 

2 

qц2 0,0584 кг/м3 

2 175 0,957.3,552 1055 Па, 

Ц 2 

= 50 + 500 + 1900 + 1306,6 + 1055 = 4811,6 Па. 

С учетом нормативных запасов 10% по расходу газов и 15% по напору дьімосос должен 

соответствовать: 

Qнорм = Qц 1,1 26302 1,1 = 28932 м3/ч 

LР  = ЛР  1,15 = 4811,6 1,15 = 5533 Па 

Указанные параметры обеспечивает дымосос типа ДН-1 2,5у:  = 1500 об/мин  при tгаза = 

110,2 0С; КПД = 77%, N  = 75 кВт.  Исп.3. 

Потребляемая электродвигателем  дьімососа мощность: 

N =  = 289325533 =59ЗкВт 

ІОТР 10236ОО9,8І•q 10236009,810,75 

Концевой дьімосос выбирается из условия обеспечения параметров: 

Сопротивление установленного оборудования и газоходов: 

ЛР= ЛРф+ ЛРгаз, Па, 

где ЛР рф = 2500 Па — сопротивление рукавного фильтра, 

ЛР ґ = 100 Па — сопротивление  газоходов. 

ЛР = 2500 + 100 = 2600 Па. 

Расход газов за рукавньім фильтром составляет 30247 м3/ч. С учетом нормативных 
запасов 10% по расходу газов и 15% по напору дьімосос должен соответствовать: 
= 30247 1,1 = 33272 мэ/ч 
ЛР0=2600 1,15=2990 Па 
Температура газов перед дымососом t = 97,8 °С.

 

100—w 4,2w 100—8 4,28 о 

С С + = 0,22 ——— + = 0,54 ккап/кг C; 

100 100 100 100 

= 1 0,54 5 = 2,7 ккал/кг. 

г) Физическое тепло присосанного воздуха: 

qnpuc Vґ  .  ккалІкг; 

где С 0,3155 ккал/м3 ос теплоемкость присасываемого воздуха, 

t) = 15 ОС температура присасьіваемого воздуха, 

qnpuc 0,1 V.ґ 03155 15 = 0,473 V., ккал/кг. 

Суммарный приход тепла: 

qcA + qpr + + qnpuc 148,68 Vтг + 11,27 + 2,7 + 0,470 Vтг 

qпри (149,15 Vґ+ 14,0) ккал/кг. 

4. Расход тепла. 

а) Удельный выход воды из сырья (выход известковой муки и  ее влажность зависят от 

конкретных условий, поэтому  влажность муки принята 1%). 

W Wпл 

кг/кг: 

100.-wi . 

где W1 = 8% - начальная влажность  материала, 

W  1% - влажность вьсушенного материала. 

= ______ = 0,0761 кг/кг. 

100—8 

с W 0,0761 

V  = =0 09452 HM /Kr. 

2  0805 

6) Тепло, затрачиваемое  на испарение влаги: 

qucn = W (595 + 0,45t2 — t), ккал/кг; 

где t2 = 120 ос —температура сушильного агента на выходе из мельницы, 

= 5 0С — температура  исходного материала. 

quen 0,0761 (595 + 0,45 120 — 5) = 49,0 ккал/кг. 

в) Потери тепла с отходящими газами: 

ґ. = (1 +  . V.ґ t2, ккал/кг; 

где С2 0,3196 ккал/м3 ОС теплоемкость отходящих газов. 

qотх.г. = (1 + 0,1) Vґ 0,3196 120 = 42,19 V1 ккал/кг. 

г) Тепло, расходуемое на подогрев материала: 

100_W Wnn 

100 (С+ 100  )(t2 — t), ккал/кг; 

где С. 0,22 ккал/кг С — удельная теплоемкость материала. 

qтг 100_8(О22+ 1 )(95-5) 19,05 ккал!кг. 

100 100—1 

д) потери тепла от охлаждения поверхности мельницы:

Q 

qпот = , ккал/кг 

1000 Зр 

где р = 10 т/ч — расчетная производительность мельницы, 

Q = 25 тыс. ккал/ч — часовая потеря тепла от охлаждения мельницы. 

25000 

=2,5ккал/кг 

1000 10 

Суммарный расход тепла: 

= q + qотхґ + q,, + = 49 + 42,19 Vґ + 19,05 + 2,5 

qґ0б = (70,55 + 42,19 Vґ), ккал/кг. 

Расход сушильного агента (Vґ) на 1 кг сухого материала определяется из уравнения: 

СІприх = Хqпотобщ 

149,15 V.. + 14,0 = 70,55 + 42,19 V 

106,96 \4ґ = 56,87 

Vґ = 0,5287нм3/кг 

Удельный расход сушильного агента на входе в мельницу: 

= V- = 0,5287 ніи3/кг. 

Удельный расход отходящих  газов на выходе из мельницы: 

V5, = к Vґ + V = 1,1 0,5287 + 0,09452 = 0,6761 нм3/кг. 

Часовой расход горячих газов  на входе в мельницу: 

б=  Q 450+273 = 0,528720000 450+273 = 28004 м3Іч 

. . 273 273 

Часовой расход отходящих  газов из мельницы: 

Vбґ=Vб Q 120+273=0,6761 ‘20000 120273=19466м/ч. 

. . . 273 273 

Расход топлива на сушку  материала: 

= q14 G 148,680,5287 •20000 = 202,Інм3/ч, 

Qp . 80200,97 

н 

Тепловая мощность топки: 

О=ВтО1,163202,1’8020’1,1631,885МВт. 

Расход воздуха на горение  топлива: 

Vґ=Vґ’Вт=11,58’202,12340нм3/ч. 

С учетом возможного увеличения крупности готового продукта и производительносі 

мельницы в качестве теплогенератора рекомендуется использовать теплогенератор тепловс 

мощностью 2,7 мВт. 

для подачи воздуха на горение  предлагается вентилятор типа ВЦ1446-2,5. N4кВт 

п=З000об/мин. 

Расход холодного воздуха  на разбавление горячих газов  до температуры 600 оС составит: 

Q,1= 20,73 202,1 = 4190 нм3/ч

 

Где 20,73нм3/ніи3 (табл.3) расход холодного воздуха для разбавления  топочньіх газов до 

t=6000С. 

для этого используется вентилятор — ВДН-8у, NІ5кВт, мІ500обЇмин, ИспЗ. 

Расход рециркуляционньіх газов на разбавление топочньіх газов до t = 450°0 составит: 

Qґ 15,3 202,1 =3092,13 нм3/ч или 4338м3/ч при t=11000 

Где: 15,Знм3/нм3 (табл. 3) — расход рециркуляционньіх газов необходимый для разбавления 

горячих газов до 450С, 

2. Теплотехнический расчет  работы мельницы молотковой ММТ  1300120301750 

на жидком топливе (дизельное  топливо марки «3» и (<Л»). 

Исходные данные: по (п. 1) 

- топливо жидкое топливо  (дизельное) 

Химический состав топлива: 

Марка ((3» Марка <(Л)) 

012.343 014,511 

Н23889 Н29120 

Теплотворная способность  топлива - 10000 ккал/кг (41900 кдж/кг). 

Расчет горения топлива (на 1 кг при НУ.). 

Теоретический расход воздуха  на горение: 

= ј І.54цјі3 1К? 

Выход составляющих продуктов  горения. 

VRo 1,605нм3/кг 

V0= 1.553 нм>/кг 

VN=8.9S3 нм3!кг 

Теоретический объем продуктов  горения составляет: Vґ0  + У110 + V., = 12.11 нм3/кг 

o учетом избытка воздуха  на горение количество воздуха,  затрачиваемое на горение 

топлива составит: 

V= о v$= 1,1 ‘ 12,11= 13,32 нм>/кг. 

Количество продуктов  сгорания при сжигании дизельного топлива  с избьітком хо воздуха 

составит: 

- азота 

= V + 0,79 (о —1) V901 нм3/кг 

= 8,953 + 0,79 (1.1 —1) 11,46 = 9,8583 нм3/кг 

кислорода 

Vo 0,21 (1,1— 1)V0= 0,21 (1,1—1) 11,46 = 0,2407 нм3/кг 

- водяных паров 

Vно ІНЈ +(d—і)w, •ЇЇ,, = L553+(1.1 —1)0.0161 1,46 = 1.555 нм3/кг

 

 

W8=0,016 нм3/кг 

О6Lций объем продуктов  сгорания: 

V = V0 + V + V0+ V0= 1,605 + 9,8583 + 0,2407 + 1,555 = 13,26 нм3/кг 

Расход топлива на сушку  материала: 

= qVG 148,680,5287.20000 

QP /7 100000,97