Назначение стекловаренной печи. Расчёт рецепта шихты, горения природного газа, температур горения. Уравнение теплового баланса стекловаренной печи. Расчет расходных статей теплового баланса, полезных затрат тепла. Потери тепла через ограждающую кладку.
Аннотация к работе
Для выработки изделий из стекла с различными заданными свойствами служат стекловаренные печи разных типов, отличающиеся по конструкции, производительности и режиму работы.По схеме движения продуктов сгорания топлива в рабочем пространстве они подразделяются на два типа. Печи с поперечным направлением пламени используются только в отечественной стеклотарной промышленности. В то же время, зарубежный опыт свидетельствует о том, что для варки стекол с реально востребованной производительностью (50-450т/сут) более эффективной является стекловаренная печь с подковообразным направлением пламени. Это связано с меньшими потерями теплоты излучением через арки влетов и загрузочных карманов (в 2-5 раза) и большей протяженностью зоны теплообмена между продуктами сгорания и поверхностью ванны (минимум в 2 раза). Регенератор предназначен для утилизации теплоты продуктов сгорания топлива, удаляемых из рабочего пространства варочной части печи., (2.4) где - количество оксида, которое переходит в стекло с сырьевым материалом, мас. С вычисленным количеством доломита в стекло вводится оксид кремния, кальция и алюминия, рассчитываем их количество по формуле (2.2) мас.% SIO2 мас.% Al2O3 мас.% Fe2O3 мас.% CAO мас.% SO3 Поскольку с помощью доломита уже было введено 3,52 мас.ч.CAO в стекло, следовательно, при помощи мела необходимо ввести CAO, рассчитываем по формуле (2.3) мас.% CAO мас.ч CAO С помощью мела в стекло вводится: мас.% MGO, мас.% SIO2, мас.% Al2O3, мас.% Fe2O3. Далее определяем количество оксидов, переходящих в стекло с каждым сырьевым материалом, используя формулу (2.4): 1) С доломитом в стекло переходит: мас.ч MGO мас.ч SIO2 мас.ч Al2O3 мас.ч Fe2O3 мас.ч CAO мас.ч SO3Производительность печи для производства темно-зеленого тарного стекла - 300 т/сут. Химический состав темно-зеленого стекла приведен в табл. Химический состав темно-зеленого тарного стекла, мас. Состав шихты приведен в табл. Состав сырьевых материалов приведен в табл.Исходный состав сухой массы природного газа, приведенный к 100% и выраженный в % об.: CH4 - 94,58; С2Н6 - 2,63; С3Н8 - 0,36; С4Н10 - 0,1; C5H12=0,1; СО2 - 0,59; N2 - 1,64; О2 - 0,01. Пересчет сухого состава газа на влажную (рабочую) массу выполняется по формуле Влага в газообразном топливе находится в виде водяных паров, количество которых зависит от температуры. Процентное содержание водяных паров во влажном газе рассчитывается из условия, что 1 моль водяных паров массой 18000 г занимает объем 22,4 м3. Количество кислорода, необходимого для сгорания 1 м3 газа при коэффициенте расхода воздуха ? = 1 определяем по формулеТемпература горения топлива является своеобразным интегральным показателем процесса горения, используемым для объективной оценки соответствия характеристик топлива и условий его сжигания теплотехническим требованиям реализации технологического процесса стекловарения. Относительное содержание избыточного воздуха в продуктах сгорания рассчитываем по формуле Определив значение общей энтальпии продуктов сгорания, по таблице 5.1 найдем теоретическую температуру горения. В результате проведенных расчетов было найдено значение іобщ= 4558 КДЖ/м3, которое находится в интервале температур 2400…2500ОС. Эта температура позволяет ориентировочно определить действительную температуру газов в печи, которая существенно ниже балансовой, так как процесс горения сопровождается потерей теплоты в окружающую среду.Цель составления теплового баланса печи заключается в определении теоретического расхода топлива на варку стекла. Основное требование к тепловому балансу - равенство прихода и расхода тепла в границах одного конструктивного элемента печи в единицу времени. Общее уравнение теплового баланса пламенной печи без дополнительного электроподогрева бассейна: (6.1) Для печи непрерывного действия, отапливаемой природным газом, тепловой баланс составляется для ее варочной части за 1 с. При этом не учитывается механический недожог топлива (для твердого топлива), аккумуляция тепла кладкой (для печей периодического действия) и, в виду относительной малости величин, физическое тепло шихты и стеклобоя, загружаемых в печь.Расчет количества тепла, вносимого подогретым газом и воздухом , на единицу топлива ведется по формулам: ; (6.