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文档简介

蓄热式马蹄焰池窑〔烧油〕的热工计算(一)原始资料产品:翠绿料机制玻璃瓶出料量:每天熔化玻璃100吨。(3)1.11.1玻璃成分设计玻璃成分%

SiO269.5

AlO234.5

CaO8.5

MgO1.5

NaO214.5

BaO0.5

FeO230.25

CrO230.2料方及原料组成:见表1.2原料名称2 3重晶石原料名称2 3重晶石0.64410.21.257.280.2BaSO:884铬矿粉0.4686.412.851.449.531.5萤石0.7385.00.13CaF:92.062硝酸钠1.47536.5氧化锑0.295合计99.99料方〔湿粉原料化学组成〔%〕外加料%〕SiO2AlO23CaOMgONaO2BaOFeO23CrO23其他水分硅石粉47.32298.900.080.030.315.0长石17.68865.6618.382.640.17石灰石7.735550.2白云石4.77330.522.00.2纯碱18.85957.2NaCO:97.797.0碎玻璃数量:占协作料量的45%。(7)玻璃熔化温度:1400℃。(8)工作部玻璃液平均温度:1300℃。1.31.3重油组成、热值及加热温度元素组成低热值加热温度CHONSAWKcal/Kg〔℃〕86.4012.180.530.30.120.020.610000125120℃,0.6Nm3/Kg油喷嘴砖孔吸入的空气量:0.5Nm3/Kg油:1050℃。(13)1.2.1500℃,1400℃。(15)窑体外外表平均温度〔℃1.41.4窑体外外表平均温度〔℃〕窑顶侧胸墙电熔锆刚玉前后胸墙刚玉砖池墙池底砖池墙熔化部 250180200 160130175熔化池内玻璃液温度〔℃1.51.5熔化池内玻璃液温度〔℃〕液面窑池上部〔平均〔电熔锆刚玉砖池墙,600mm〕窑池上下部交界层窑池下部〔平均〔粘土砖池墙,600mm〕池底140013401280126512501℃/mm。池墙、池底内外表温度按玻璃液温度〔1250℃〕取用。处压力:2mm/水柱。(二) 玻璃形成过程耗热量计算100kg原料形成玻璃液的氧化物量计算

氧化物数量〔kg〕名称 SiO

AlO

CaO

MgO NaO

BaO

FeO

CrO 总数2 23 2 23 2343.322/1.15*0.989=37.25737.257石43.322/1.15*0.0008=3.0143.014英37.6716*0.0003=1.1301.130砂37.671*0.003=11.30111.30141.40117.688*0.6566=11.61411.614长17.688*0.1838=3.2513.251石17.688*0.0264=0.4670.46717.688*0.0017=0.0300.03015.362石7.735*0.55=4.2544.254灰石7.505*0.002=0.0150.01554.269白4.773*0.305=1.4561.456云4.773*0.22=1.0501.050石4.773*0.002=0.0100.0102.516纯碱18.859/1.07*0.572=10.08210.08210.0820.644*0.102=0.0660.066重0.644*0.012=0.0080.008晶0.644*0.5778=0.3690.369石0.644*0.002=0.0010.0010.4440.466*0.064=0.0300.03铬0.466*0.1285=0.0600.06矿0.466*0.0144=0.0070.007粉0.466*0.095=0.0440.0440.466*0.315=0.1470.1470.5580.7376*0.05=0.0290.029萤0.7376*0.0013=0.0010.001石0.7376*0.9206*0.71=0.482①0.5270.7376*0.9206*0.385=-0.261-0.2610.251硝1.4752*0.9812*0.365=0.528①0.528酸1.4752*0.0014*0.435=0.001①0.001钠1.4752*0.0011*0.585=0.0010.0010.530合计48.7353.3196.2661.10530.36911.0790.17050.14771.79玻璃成分68.464.668.801.550.5215.560.240.211003%的挥发量计算。②2CaF+SiO→2CaO+SiF↑②2 2 4CaF2CaO

SiO2

作用后,其中一份SiO2

SiF4

1〔1kJ/kg〕CaCO3

CaSiO3

的反响耗热量q11

cao

=367*(0.0000036+0.00122+0.04128+0.01658+0.00007)*4.18=90.64kJ/kgNaCONaSiO的反响耗热量q3 2 3 22

=227.3*0.10559*4.18=100.32kJ/kgBaSO4

BaSiO3

的反响耗热量q33

Bao

=540*0.00367*4.18=8.28kJ/kgCaF2

CaSiO3

的反响耗热量q4q=367G =367*0.00527*4.18=8.08kJ/kg4 cao1kgqq=q+q+q+q硅 1 2 3 4

硅=207.32kJ/kg原料名称硅原料名称硅去气产物量去气产物量计算2COOSOSiF总量22245.146-5.146/1.15=0.6710.003石白云石纯碱20.263-20.263/1.07=1.32620.263/1.07*0.572*44/62=7.7010.635*0.88*0.27=0.1510.635*0.88*0.067=0.0371.3267.701重晶石0.0370.151石粉5.065/1.15*0.0008*44/56=0.0035.065/1.15*0.0003*44/40=0.0010.6710.001硅砂61.047-61.047/1.15=7.96361.047/1.15*0.002*44/56=0.0830.0837.96361.047/1.15*0.001*44/40=0.0580.058灰石 7.505*0.55*44/56=3.243 3.2435.435*0.305*44/56=1.3021.3025.435*0.220*44/40=1.3151.315重量〔公斤〕9.9613.6240.0370.1510.4524.22312.3956.9360.0260.0530.09719.507体积〔%〕63.5435.560.130.270.50100.0萤石萤石0.466*0.0144*44/56=0.0050.466*0.095*44/40=0.0490.734*0.9206*104.16/2/78=0.4510.0050.0490.451〔1kgkJ/kg〕CaCO3

CaSiO3

的反响耗热量q11

cao

=367*0.0745*4.18=114.3kJ/kgNaCONaSiO的反响耗热量q3 2 3 22

=222.73*0.09305*4.18=88.41kJ/kgNaNO3

NaSiO2

的反响耗热量q33

=990*0.003744*4.18=15.49kJ/kgBaSO4

BaSiO3

的反响耗热量q4q=540G =540*0.003744*4.18=8.52kJ/kgBaoCaFCaSiOq2 3 5q=367G =367*0.00462*4.18=7.087kJ/kgcao1kgq硅q=q+q+q+q +q=233.807kJ/kg硅 1 2 3 4 52、协作料用量计算5545%1kg45/55=0.8182kg1kg0.8182kg1-0.01*24.223+0.8182=1.576kg熔成1kg玻璃液需粉料和碎玻璃分别为:G =1/1.576=0.63kg粉G =0.8182/1.576=0.52kg碎熔成1kg玻璃液需要的协作料量为:G料G粉G碎=0.63+0.52=1.15kg3、玻璃形成过程的热平衡〔1kg玻璃液计算,单位是kJ/kg,0℃算起〕支出热量1400℃耗热:G*C玻*t1400

=1*0.3145*1400*4.18=1840.45kJ其中C玻1400

=0.1605+1.1*10-4*1400=0.3145kcal/kg℃=1.31461kJ/kg℃加热去气产物到1400℃耗热:C去=0.01*[C

%+SO

%+NO

%〕+C

*HO%+C*o%]1400

CO2 2 2

2 H2O 2

O2 2=0.01*[0.5553*(35.56+0.27)+0.4357*63.54+0.3631*0.13]*4.18=1.991kJ/Nm3℃则耗热量为0.01V去

G C去粉

t =0.01*19.507*0.63*1.991*1400=342.56kJ溶生成硅酸盐耗热q G =48.27*4.18*0.63=127.11kJ硅 粉形成玻璃耗热83G粉

〔1-0.01V去

〕=83*0.63*〔1-0.01*24.223〕*4.18=165.63kJ蒸发水分耗热595G水

G =595**0.0996*0.63*4.18=156.06kJ粉共支出热量:1840.454+342.56+127.11+165.63+156.06=2631.81kJ/kg收入热量:由粉料和碎玻璃带入的热量〔设协作料入窑时温度为20℃〕G C t G C碎t粉 粉粉 碎 20 碎=〔0.63*0.23*20+0.52*0.1807*20〕*4.18=19.97kJ熔化1kg玻璃液在玻璃形成过程中的耗热量为:q =支出热量-收入热量=2631.81-19.97=2611.84kJ玻〔三〕燃料燃烧计算5、熔化部面积计算5.1k=1.7t/m2100F=60m2,70%,42m21.59.6m,6.6m1m,1/8,碹股0.8m。熔化带火焰空间容积与面积计算f=9.6*6.6=63.36m21火焰空间顶部面积f =9.6*6.6*1.03885=65.82m22f=[1.0+〔2/3〕*0.688]*6.6=9.63m23f=1.0*9.6=9.6m24火焰空间容积V空

=[1.0+(2/3)*0.8]*6.6*9.6=97.15m2

〕的计算气气层有效厚度:l =6.4*V /F有 空 空=6.4*97.15/(ff1 2

f2f)3 4

=6.4*97.15/〔63.36+65.82+9.63+2*9.6〕3.9ml =0.117*3.9=0.46〔atm·m〕有燃烧需氧量燃烧反响燃烧需氧量燃烧反响重油化学组成〔%〕〔Nm3/kg〕式CO2燃烧产物量〔NmO N2 2C86.421.613C+O=CO2 21.613H12.180.6824H+O=2HO2 21.S0.120.00084S+O=SO2 2N0.30.0024W0.60.02.2958O0.53-0.00372.29214=1.2时过剩O20.4580.458共需O2量N2量空气需要量2.7501410.3310.3313.08燃烧产物量〔Nm3〕燃烧产物成分〔%〕1.6130.45810.331.11.713.3275.009 l =0.0993*3.9=0.39atm·m〕有假定t

=0.109

=0.144 =1.05g = + co2

H2o气

co2

H2o

=0.109+1.05*0.144=0.26火焰温度复算 =Fwm

/F f空 2

2f3

2f4

〕=9.6*6.4/〔65.82+2*9.63+2*9.6〕=0.59已定t熔

=1400℃ggwm4T4w wm(1) g玻1g玻g)wmgmgwm g 玻

=1600℃,t

=1475℃,t

=1350℃T=g=1837.4K=1564.4℃T=1564.4℃ 与假定的火焰温度接近,故上述各假定的温度均可用。g〔五〕燃料消耗量及窑热效率计算理论燃料消耗量计算x〔kgkJ/h,0℃围。熔化部收入的热量重油的潜热q1q=10000x*4.18=4.18*104x kJ/h1重油的物理热q2q=0.5*125x*4.18=261.25xkJ/h2C〔雾化介质〕的物理热q3Ca =0.311*4.18=1.3kJ/Nm3℃120q=0.6*1.3*120x=93.6xkJ/h3d.由喷嘴砖孔吸入空气的物理热q440℃Ca=0.31*4.18=1.2958kJ/Nm3℃40q4=0.5*1.2958*40x=26xkJ/he.助燃空气〔二次空气〕的物理热q5二次空气量Va=13.08-0.6-0.5=11.98Nm3/kg油Ca =0.3382*4.18=1.414kJ/kg℃1050q =11.98*1.414*1050x=17786.7xkJ/h5熔化部支出的热量消耗于玻璃形成过程的热量q11400℃,与玻璃熔化温度一样,故加热去气产物一项不必另行计算。kJ/h1加热回流的玻璃液q2考虑用平底式流液洞,取回流系数为1.4,回流玻璃液量=〔120*1000〕*〔1.4-1〕/24=2023.6kg/h回流玻璃液的平均温度=〔1400+1300〕/2=1350℃C 0.16051.1*104(14001300)*0.5*4.18=1.292kJ/〔kg*℃〕cpq=2023.6*1.292*〔1400-1300〕=258606.72kJ/h2窑体散热5.15.2溢流热损失由熔化部溢流出的烟气温度1400℃.查附表得Cg1400

0.379*4.181.58422 kJ/Nm3℃g1.298kg/Nm30g1400

0.212kg/m3a 1.13kg/m340则溢流热损失:见表5.3遮盖。F=0.1/2=0.05m2回火侧两只喷嘴砖孔有溢流,考虑其一半被喷嘴挡住,实际的孔口面积为:5.3溢流热损失通过部位tg通过部位tgH〔m〕h1h孔口面积F〔m2〕V加料口14001.6381.5040.4960.620.0510.21测温孔14001.1881.0910.9090.620.010.05喷嘴砖孔14001.5381.410.590.820.0042520.02其中:t 溢流烟气温度〔℃〕gH 孔口中心距窑顶高〔m〕h 孔口中心到窑顶的几何压头h1

H(a40

a1400

)(mm水柱)h 孔口处的压力,h=h1

=2-h1

〔mm〕---溢流系数V-----V=F〔2gh/

a1400

〕1/2〔m3/sV-----标准状况下的溢流量〔Nm3/h〕0q---溢流热损失q=V*Cg t kJ/h5注释:

5 0 1400g5.1窑体各局部构造散热散热部位材质 导热系数〔kcal/m.h℃〕内 外散热部位材质 导热系数〔kcal/m.h℃〕内 外/窑顶硅砖0.314502500.9+80*10-5〔1450+250〕/2=1.585.2侧胸墙硅砖0.414501800.9+80*10-5〔1450+180〕/2=1.5523.8前胸墙硅砖0.414502000.9+80*10-5〔1450+200〕/2=1.563.上层池墙33#AZS0.313401602.1+19*10-4〔1340+160〕/2=3.42511.下层池墙铁砖0.312651202+14*10-4〔1265+120〕/2=2.979.池底粘土砖0.312501750.6+55*10-5〔1250+175〕/2=0.9923.3流液洞底33#AZS0.312501752.1+19*10-4〔1250+175〕/2=3.42511.壁流液洞盖33#AZS板0.312652002.1+19*10-4〔1265+200〕/2=3.511.分隔墙 硅砖0.414501800.9+80*10-5〔1450+180〕/2=1.5523.桥墙盖砖 硅砖 1.2 1450 180 0.9+80*10-5〔1450+180〕/2=1.552 1.总计5.2辐射热损失辐射部位 孔口面积F

辐射处空间温度t1

被辐射处空间温度t2

孔口高/孔D/x共计通过加料口0.11600500.1/0.4=0共计通过加料口0.11600500.1/0.4=0通过喷嘴砖孔0.0171600600.06/0.14=通过测温孔0.011600500.08/0.4=向小炉口1.81600〔1350+1050/2=12000.73/0.4=1其中:辐射热损失量q=F*(T

/100)4

/100)4

kJ/h4 1 2加热燃烧产物由小炉排出的烟气量为V Vg

V V去气

=13.78x+120*1000/24*0.63*19.507/100-172.7=13.78x+441.77Nm3/h1400℃Cg0.379*4.181.58kJ/Nm3℃40q=〔13.78x+441.77〕*1.58*1400=30481.36x+977195.24kJ/h6理论燃烧消耗量计算列热量收支平衡式41800x+261.25x+93.6x+25.916x+17786.7x=13059200+258606.72+6025917.37*0.8+1423036.09+383033.06+30481.36x+977195.24x=709kg/h近似燃料消耗计算P=〔120*1000〕/〔60*24〕=83.33kg/m2h查表得K 1.08〔t 1450℃〕2 wW=44000kcal/m2hK取 0.25K1Q=〔Pq玻

KW〕/〔1-K*K 〕2 1 2〔83.33*2611.84/4.18+1.08*44000〕/〔1-0.25*1.08〕=136422kcal/m2h近似耗油量为x=136422*60/1000=819 kg/h实际燃烧消耗量计算10%~20%x=(1.1~1.2)*709=779.9~850.8kg/h参考阅历数据,难以估量的热损失还可以适当低些,故取14.6%x=1.146*709=813kg/h=19.51t/d5.4收入热量支出热量5.4收入热量支出热量工程kJ/h%工程kJ/h%〔1〕重油潜热3398340069.7〔1〕玻璃形成耗热1305920029.79〔2〕重油物理热2123960.436〔2〕加热回流玻璃液2586070.53〔3〕压缩空气物理热760970.156〔3〕窑体散热48207349.89〔4〕吸入空气物理热211380.043〔4〕辐射热损失14230362.92〔5〕助燃空气物理热1446059529.61〔5〕溢流热损失3830330.79〔6〕加热燃烧产物2575854152.83〔7〕其他热损失50508.10.10共计48753659100共计48753659100熔化部热负荷值,单位耗油量及窑热效率计算〔按实际耗油量〕Q=(33983400+212396)/60=569930kJ/m2h单位耗油量=19510/120230=0.163kg/kg玻璃液窑热效率η=13059200/(33983400+212396)*100%=38.2%据实践,如操作得当,单位耗油量可适当降低些,窑热效率可适当提高些。〔六〕蓄热室受热外表、空气交换器及烟道的计算蓄热室计算格孔尺寸160mm*160mm,150mm取比受热外表AF /F蓄 熔

35m2/m2则F60*352100m2蓄VF/f格 蓄

2100/14.94140.56m3由于格子体高度一般为7~9m,格子体长宽尺寸应为砖的长度的整数倍。故设格子体尺寸L*B*H为5.25*3.5*7.65实际V格140.57m3则F 140.57*14.942100m2蓄AF/F蓄

35m2/m2H/

=7.65/

=1.78LB5.25*3.5格孔流通面积为:F 0.6LB5.25*3.5空格孔空气流速为:W空

=V / Fa0

=11.98*813/3600/11.03=0.1245m/s废气流速为:W =V /F废 g0 空

=13.78*813/3600/11.03=0.282m/s空气交换器承受闸板式,设漏气量为10%空气口尺寸设计成高*宽*碹升为0.80m*0.95m*0.15m则F 0.76m2口烟道承受地下烟道,漏气量为15%总烟道口尺寸高*宽*碹上升为1.55m*0.9m*0.15F 1.53m2口〔七〕排烟系统阻力计算7.17.1局部阻力计算编号局部阻力部位与性质V tg g

F Wg 0 0

h 漏风m1进小炉口3.114000.93.441.2980.52.4012在小炉内集中3.114001.81.721.2980.10.1203903.113101.81.721.29822.2724进蓄热室扩大3.1120018.3750.171.2980.720.0075进格子砖3.111002.81.111.2982.61.0676在格子体中3.1626872.81.131.29814.84.4012%7进炉条孔扩大3.3204003.340.991.2980.10.0165%8出炉条孔扩大3.3204003.340.991.2980.050.0089903.3203501.172.841.29821.43810进烟道缩小3.32010进烟道缩小3.3203301.532.171.2980.20.13811通过交换器3.3203200.7604.371.2980.51.37412进烟道扩大3.6523200.7604.811.2970.20.66510%13453.6523001.522.401.2970.50.40014通过闸板4.2002801.143.681.2961.31.35815%15904.2002801.522.761.2961.51.53016烟囱底部扩大4.2002801.522.761.2960.50.51017出烟囱口4.2002201.383.041.2961.01.104h16.001hm

(W2/2g)0

(1t)摩擦阻力计算7.2蓄热室几何压头计算从蓄热室顶到

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