Поиск и выбор теплоэнергетической проблемы
Основными проблемами, связанными с негативным воздействием на окружающую среду и с низкой ресурсо- и энергоэффективностью производства СТИ, являются:
1) некорректный состав сырья, который влечёт за собой увеличение температуры обжига и увеличение его цикла;
2) высокие тепловые потери обжиговой туннельной печи через ограждающие конструкции;
3) высокие тепловые потери обжиговой туннельной печи с уходящими газами;
4) высокие затраты природного газа для нагрева воздуха, который подаётся в зону подогрева печи;
5) большие отходы глазури;
6) отходы массы, образуемые при производстве СТИ (избыток шликера из форм, брак формования, подвялки и сушки, отходы оправки);
7) высокий уровень шума и вибрации.
Выбранными теплоэнергетическими проблемами, решив которые удастся существенно повысить энергоэффективность завода, являются:
1) высокие тепловые потери обжиговой туннельной печи через ограждающие конструкции;
2) высокие тепловые потери обжиговой туннельной печи с уходящими газами;
3) высокие затраты природного газа для нагрева воздуха, который подаётся в зону подогрева печи.
Разработка технологических и иных решений, направленных на устранение проблемы
Для устранения выбранных теплоэнергетических проблем предлагается произвести 2 энергосберегающих мероприятия:
1) Теплоизоляция печи – установление дополнительной тепловой изоляции минеральной ватой толщиной 0,05 м.
|
|
2) Установка теплообменника для нагревания воздуха для горелок и подачи нагретого воздуха в зону обжига и зону подогрева печи.
Принципиальная схема обжиговой печи после внедрения двух вышеизложенных энергосберегающих мероприятий представлена на рис. 3.
Рисунок 3 – Принципиальная схема обжиговой печи после внедрения энергосберегающих мероприятий
Теплоизоляция обжиговой печи
Толщина дополнительного изоляционного слоя минеральной ваты = 0,5 м, коэффициент теплопроводности минеральной ваты = = 0,05+0,00016⋅t, Вт/м⋅К.
Потери теплоты в окружающую среду будем находить методом последовательных приближений. Это связано с тем, что коэффициент теплопроводности материала зависит от температуры.
Расчёт произведём на примере зоны подогрева.
1. Первое приближение:
Средняя температура шамотного слоя
Средняя температура волокнистого огнеупора
Средняя температура минеральной ваты
Суммарное термическое сопротивление:
Средняя температура газов в методической зоне:
Плотность теплового потока:
2. Второе приближение:
Находим температуры на границе слоев:
Температура на границе шамот – волокнистый огнеупор:
|
|
Температура на границе волокнистый огнеупор – минеральная вата:
Температура на границе волокнистый огнеупор – окружающая среда:
Средняя температура шамотного слоя
Средняя температура волокнистого огнеупора
Средняя температура минеральной ваты
Суммарное термическое сопротивление:
Плотность теплового потока:
Погрешность:
Погрешность больше 5% – продолжаем расчет.
3. Третье приближение:
Находим температуры на границе слоев:
Температура на границе шамот – волокнистый огнеупор:
Температура на границе волокнистый огнеупор – минеральная вата:
Температура на границе волокнистый огнеупор – окружающая среда:
Средняя температура шамотного слоя
Средняя температура волокнистого огнеупора
Средняя температура минеральной ваты
Суммарное термическое сопротивление:
Плотность теплового потока:
Погрешность:
Погрешность меньше 5% – расчет окончен.
Тепловой поток, который проходит через стены зоны подогрева:
Тепловой поток, который проходит через свод зоны подогрева:
Аналогично рассчитаем зону обжига и зону охлаждения. Результаты занесем в таблицу 5.
Таблица 5 – Потери тепла через конструкцию обжиговой печи после добавления изоляционного слоя минеральной ваты.
|
|
Зона | кВт | кВт | |||||
Нагрева | 700,5 | 487,0 | 280,7 | 1,112 | 791 | 110,8 | 83,1 |
Обжига | 710,7 | 493,4 | 284,6 | 1,089 | 808 | 77,6 | 58,2 |
Охлаждения | 689,5 | 480,1 | 276,5 | 1,139 | 773 | 126,7 | 95,0 |
Общие потери теплоты в окружающую среду – 551 кВт |
Таким образом, после теплоизоляции обжиговой печи удаётся сэкономить 342 кВт тепловой энергии. После внедрения этого энергосберегающего мероприятия тепловой баланс печи, расход природного газа, воздуха и продуктов сгорания изменятся. Удельный расход природного газа составит 148,6 м3/т обожженной продукции; расход природного газа = = 267,5 м3/ч; расход воздуха, идущего на горение природного газа = = 2799 м3/ч; расход продуктов сгорания = 3110 м3/ч.
Составим таблицу 6 приходной и расходной частей теплового баланса обжиговой печи после добавления изоляционного слоя минеральной ваты.
Таблица 6 – Приходная и расходная части теплового баланса обжиговой печи после добавления изоляционного слоя минеральной ваты.
Приход, кВт | Расход, кВт | ||
Теплота от сгорания топлива | 2489 | Полезная теплота | 1163 |
Теплота от вагонеток | 8 | Потери с уходящими газами | 812 |
Окончание таблицы 6
|
|
Приход, кВт | Расход, кВт | ||
Теплота от сырых СТИ | 9 | Потери в окружающую среду | 551 |
Теплота от воздуха | 20 | ||
Сумма | 2526 | Сумма | 2526 |
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 303; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!