Файл: Курсовой проект по дисциплине Технология и оборудование коксохимического производства.docx

4,413 · 1,4 = 6,178 м³/м³.

Количество влажных продуктов сгорания, поступающих на коксовую сторону регенераторов:

???? = (656,6 ∗ 6,927 ∗ 1,185) / (1 + 1,185) = 2455 м³/ч или 0,682 м³/с

Температура продуктов сгорания, поступающих в регенератор из отопительного простенка, определяется по эмпирическому соотношению:


ст
????_п.с. = ????_ст^ср — 15 = 1370 – 15 = 1355°С
Тепловой баланс воздушного регенератора

Приход теплоты.

1. 
   Теплота, вносимая в регенератор продуктами сгорания, определяется по формуле:
   

^????1 ^{= ????}п.с. ^{∗ ????}п.с. ^{∗ ????}п.с. (68)

Объемная теплоемкость продуктов сгорания рассчитывается по формуле:

????_п.с. = 0,01 ∗ (С_C02 ∗ ????????₂ + С₀₂ ∗ ????₂ + ????_N2 ∗ ????₂ + ????_H20 ∗ ????₂????), (69)

где С - средние объёмные теплоёмкости соответствующих компонентов, кДж/(м³ꞏК);

CO₂, O₂, N₂, H₂O – содержание компонентов в продуктах сгорания, %.



????₁ = 0,682 ∗ 1355 ∗ 1,555 = 1437 кДж/с.

2. 
   Теплота, вносимая в регенератор воздухом:
   

^????2 ^{= ????}в. ^{∗ ????}в. ^{∗ ????}в. (70)

Теплоёмкость воздуха при температуре 30^оС


в
С_в³⁰ = 0,01 ∗ (21 ∗ 1,309 + 79 ∗ 1,297) = 1,3 кДж/(м³ · К).

????

---

₂ = 0,102 ∗ 6,178 ∗ 30 ∗ 1,3 = 24,6 кДж/с.

3. 
   Общий приход теплоты
   

????_п = 1146 + 22,1 = 1168,1 кДж/с.

Расход теплоты:

1. 
   Теплота, уносимая продуктами сгорания из регенератора, кДж/с:
   

1
^{????’ = ????}п.с. ^{∗ ????}п.с. ^{∗ ????}п.с. (71)

Объёмная теплоёмкость продуктов сгорания рассчитывается по формуле:

????_п.с. = 0,01 ∗ (С_C02 ∗ ????????₂ + С₀₂ ∗ ????₂ + ????_N2 ∗ ????₂ + ????_H20 ∗ ????₂????), (72)

где С - средние объёмные теплоёмкости соответствующих компонентов, кДж/(м³ꞏК);

CO₂, O₂, N₂, H₂O – содержание компонентов продуктов сгорания, %.


п.с.
????_п.с.³²⁰ = 0,01 ∗ (5,66 ∗ 1,895 + 18,12 ∗ 1,55 + 70,84 ∗ 1,314 + 5,38 ∗ 1,366)

= 1,392 кДж/(м³ ∗ К).

????’₁ = 0,682 ∗ 320 ∗ 1,392 = 303,8 кДж/с.

2. 
   Теплота, теряемая радиацией и конвекцией, принимают равным 2% прихода теплоты:
   

????’₂ = 0,02 · 1461,6 = 29,23 кДж/с.

3. 
   Общий расход теплоты
   

????’_р = 303,8 + 29,2 = 333 кДж/с.

Теплота, переданная воздуху за 1 с, кДж/с:

???? = 1461,6 – 333 = 1128,6 кДж/с.

Температура подогрева воздуха, ^оС

(73)



???? = 903,7 / (0,92 ∗ 6,178 ∗ 1,38) = 1152 °С.

Геометрический расчёт насадки из фасонного кирпича. Поверхность

---

одного ряда насадки определяется с учётом поверхности стен на высоте этого ряда. Регенератор коксовой стороны в печах с нижним подводом тепа разделен на 16 секций по числу вертикалов, обслуживающих коксовую сторону. В каждой секции укладывается по два кирпича фасонной решётчатой насадки.
Определение поверхности насадки. S- поверхность одного кирпича (м²) состоит из:

1. 
   ????₁ - вертикальных поверхностей отверстий
   

????₁ = ⁽0,107 + 0,022⁾ ∗ 2 ∗ 12 ∗ 0,13 = 0,402;

2. 
   ????₂ - вертикальных наружных поверхностей кирпича
   

????₂ = ⁽0,139 ∗ 2 + 0,364 ∗ 2 + 0,0105 ∗ 8 + 0,2 ∗ 0,022 + 0,02 ∗ 6⁾ ∗

0,152 = 0,196;

3. 
   ????₃ – горизонтальных поверхностей
   

????₃ = ⁽0,364 ∗ 0,139 — 12 ∗ 0,022 ∗ 0,107⁾ ∗ 2 = 0,045.

Поверхность одного кирпича

???? = 0,402 + 0,196 + 0,045 = 0,643 м²;

????_к – поверхность насадки одной секции

S_к= 0,643 ∗ 2 = 1,29 м²;

????_ст – поверхность стен одной секции

????_ст = ⁽0,44 + 0,42⁾ ∗ 2 ∗ 0,155 = 0,267 м².

????_сек– поверхность насадки и стен одной секции

????_сек = 1,29 + 0,267 = 1,557 м².

Общая поверхность насадки одного ряда в регенераторе коксовой стороны:

????_общ = 16 ∗ 1,557 = 25 м².

Минимальное проходное

---

сечение насадки:

????₁ – двух кирпичей секции

????₁ = ⁽0,107 ∗ 0,022⁾ ∗ 12 + 0,01 ∗ 0,0105 ∗ 4 + 3,64 ∗ 0,0105 ∗ 2 +

+1,39 ∗ 0,01 ∗ 2 = 0,079 м².

????₂– зазора между насадкой и стенами

????₂ = 0,44 ∗ 0,009 ∗ 2 + 0,42 ∗ 0,008 ∗ 2 = 0,015 м².

Минимальное сечение насадки одной секции

???? = ????₁ + ????₂ = 0,079 + 0,015 = 0,094 м².

Минимальное сечение насадки регенератора с коксовой стороны

????_р = 0,094 ∗ 16 = 1,504 м².

Периметр свободного сечения секции

???? = (⁽0,107 + 0,022⁾ ∗ 2 ∗ 12 + 0,2 ∗ 2 + 0,424 + 0,384 + 0,0105 ∗ 4 + +0,01 ∗ 4) ∗ 2 + ⁽0,44 + 0,42⁾ ∗ 2 = 10,5 м.

Периметр насадки регенератора коксовой стороны

Р = 10,5 ∗ 16 = 168 м.

Гидравлический диаметр насадки регенератора коксовой стороны

???? = 4 ∗ 0,094/10,5 = 0,0358 м.

Определяется коэффициенты передачи теплоты конвекцией и лучеиспусканием.

Период нагрева насадки. Верх регенератора.

В период нагрева температура насадки принимается 1310^°С и продуктов сгорания 1355^°С. Средняя температура между ними 1332,5^°С. Скорость продуктов сгорания в насадке:

????_п.с. = 0,682/1,504 = 0,453 м/с.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией:

(74)

---

Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием:

1. 
   Для углекислого газа
   

(75)

2. 
   Для водяного пара
   

(76)

где ????_ст – степень черноты стенок насаки (обычно составляет 0,8);

????_C02 ,????_H20 – парциальное давление углекислого газа и водяных паров, Па;

– температура продуктов сгорания в период нагрева или температура газа (воздуха) в период нагрева или охлаждения, ^°С;

????_с.с..– температура насадки в период нагрева или охлаждения.

1. 
   Для углекислого газа
   

2. 
   Для водяного пара
   

Суммарный коэффициент теплоотдачи для верха регенератора, Вт/(м²ꞏК):

^в = 44,3 + 65,54 + 12,09 = 121,93.

Низ регенератора. Температура продуктов сгорания, уходящих из регенератора, принимается равной 320^°С, а температуру насадки - 240^°С. Средняя температура между ними равна 280^°С:



Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием равен:

Для углекислого газа:



Для водяного пара:



Суммарный коэффициент теплоотдачи для низа регенератора, Вт/(м²ꞏК):

^н = 34,25 – 16,1 + 0,685 = 18,835.

Период охлаждения насадки. Верх насадки.

Температура подогрева

---