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!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!