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

p
- средняя удельная теплоемкость водяного пара, кДж/(кг ∗ К);

????_п - температура водяного пара при выходе его из камеры.

По данным материального баланса количество общей влаги в расходной ее части составит, кг/т.шихты: 72+29,33 = 101,33.


p
Так как водяной пар выделяется в основном в первой половине периода коксования, то его температура принимается на 100°С ниже температуры восходящего газа, кДж/(кг ∗ К), = 2,026.

При указанных выше условиях энтальпия выходящего из камеры коксования водяного пара составит, кДж/кг шихты:


4
????₄^´= 101,33 ∗ ⁽595 ∗ 4,187 + 2,026 ∗ 650⁾ = 385881 кДж/т шихты.

3. 
   Теплота, уносимая продуктами горения:
   

(37)

где ????_п.г. - количество влажных продуктов горения на 1м³ газа, м³;

= средняя объемная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/(кг*К);

????_п.г.- средняя температура продуктов сгорания, поступающих в боров.

Количество продуктов сгорания определяется по реакциям горения компонентов газа при известном его составе (в %) и заданном коэффициенте избытка воздуха (α = 1,4).
Таблица 6 - Определение количества продуктов сгорания

Формула компонентов продуктов сгорания	Формула для расчета	Расчет			Количество компонентов Dп.г, м3/м3 сухого газа	Содержан ие влажных продуктов сгорания, % (об.)
CO2	(CO2+CO+CH4+	(2,1+5,6+26,7+			0,393	5,96
	+2,15CmHn)*0,01	+2,15ꞏ2,3) ꞏ0,01
H2O	(2CH4+2,15	(2ꞏ26,7+2,15ꞏ2,3+			1,249	18,94
	CmHn++H2+Wг)ꞏ0,	+59,7+0,0235) ꞏ
	01+ + WвLп.	ꞏ0,01+0,0121ꞏ ꞏ5,640
N2
O2	(α - 1) ꞏ O2m	(1,4 - 1) ꞏ 0,846			0,338	5,13
Итого					6,594	100

---

Реакции горения газа для:

????_m????_n (1): ????₂????₄+3????₂ = 2????????₂ + 2????₂???? ;

????_m????_n (2): ????₃????₆+4,5????₂ = 3????????₂ + 3????₂???? ;

: ;

: ;

: .

Для определения состава и количества продуктов сгорания предварительно записывается состав отопительного газа (в % (об.)) и определяется требуемое для горения теоретическое количество кислорода (????_2Т) и практически необходимое количество воздуха (????_п) , влажность отопительного газа (????_г) и воздуха (????_в).

Состав отопительного газа представлен в таблице 6.
Таблица 6 - Состав отопительного газа, % (об.)

????????2	????2	????m????n	????????	????????4	????2	????2	Итого
2,1	0,8	2,3	5,6	26,7	59,7	2,8	100

Предварительныйтепловойбаланс

Необходимое для горения 1 м³ сухого газа теоретическое количество кислорода - 0,927 м³/ м³ газа, воздуха - 6,178 м³/ м³ воздуха, влажность газа - 0,0235 м³/ м³ газа, влажность воздуха - 0,0121 м³/ м³ воздуха.

Температура

---

дымовых газов принимается равной 345 °С.

Объемная теплоемкость 1 м³ продуктов сгорания кДж/(м²*К) определяется из равенства:

(38)

где С_C02 , С_H20, С_N2 , С₀₂ - средние теплоемкости соответствующих компонентов продуктов сгорания (справочная величина);

????????₂, ????₂????, ????₂, ????₂ - содержание соответствующих компонентов влажных продуктов сгорания, % (об.).



Теплота, уносимая продуктами сгорания составит:


5
????₅^´ = ????_х ∗ 6,927 ∗ 1,392 ∗ 345 = 3325,8 ????_х (39)

3. 
   Потери теплоты от неполного сгорания отопительного газа равны
   

6
????₆^´ = 0, так как в дымовых газах нет горючих элементов.

3. 
   Тепловые потери в окружающее пространство
   

Тепловые потери на единицу загрузки зависят от производительности температурного режима печей, а также от их конструкции и изоляции стен. В современных коксовых печах величина тепловых потерь колеблется от 8 до 11% общего расхода теплоты на коксование. Тепловые потери (Вт) в окружающее пространство определяют по формуле:


7
????₇^´ = ????₀ ∗ ???? ∗ ⁽????₁ — ????₂⁾, (40)

где ????₀ - суммарный коэффициент теплопередачи конвекцией и лучеиспусканием;

???? - теплоотдающая поверхность, м²;

????₁- температура поверхности, °С;

????₂ - температура окружающей среды, °С.

Так как температура отдельных участков наружных поверхностей печного массива

---

разная, расчет тепловых потерь ведется отдельно для участков с примерно равной температурой. Поверхности коксовой печи разделяются на следующие участки:

1. 
   Свод камеры:
   

????₁ = (????_ср ∗ ???? — ????₃), (41)

где ????_ср - средняя ширина камеры, м;

???? -длина камеры, м;

????₃ - поверхность загрузочных люков, м².

????₁ = ⁽0,41 ∗ 16 — 3 ∗ 0,3844⁾ = 5,41 м²

2. 
   Свод обогревательного простенка:
   

????₂ = (???? — ????_ср)∗ ???? — ????₄, (42)

где ???? - расстояние между осями соседних камер, м;

????₄ - поверхность смотровых люков, м².

????₂ = ⁽1,4 — 0,41⁾ ∗ 16 — 32 ∗ 0,2² = 14,56 м²

2. 
   Загрузочные люки:
   

????₃ = ????∗ ????_3.л., (43)

где ???? - количество люков одной печи;

????_3.л. - поверхность одного люка с рамой, м².

????₃ = 3 ∗ 0,3844 = 1,153 м²

2. 
   Смотровые лючки:
   

????₄ = ????∗ ????_с.л., (44)

где ???? - количество лючков в одном обогревательном простенке;

????_с.л.- поверхность одного лючка с рамой, м².

????₄ = 32 ∗ 0,2 ∗ 0,2 = 1,28 м²

2. 
   Лобовые стенки со стороны выталкивания кокса - машинная сторона (М.С.) и со стороны приема кокса в коксотушильный вагон (К.С.).
   

---

Поверхность этого участка ограничена по высоте уровнем свода камеры и надсводной площадки и в горизонтальном направлении - осями соседних камер. Эта величина поверхности определяется:

????₅ = ????∗ ℎ_л, (45)

где ℎ_л - толщина свода камеры, м.

????₅ = 1,4 ∗ 1,036 = 1,45 м²

2. 
   Двери с коксовой и машинной сторон:
   

????₆ = ????∗ ℎ_k, (46)

где ℎ_k- полная высота камеры, м;

????_кс, ????_мс- ширина камеры с коксовой и машинной стороны, м:

????₆ = 7 ∗ 0,435 = 3,045 м² (К.С.);

????₆ = 7 ∗ 0,385 = 2,695 м² (М.С.).

7. 
   Торцовые стены обогревательных простенков (без учета анкерных колонн):
   

????₇ = ⁽1,4 — 0,435⁾ ∗ 7 = 6,755 м² (К.С.);

????₇ = ⁽1,4 — 0,385⁾ ∗ 7 = 7,105 м² (М.С.);

7. 
   Стены регенераторов:
   

????₈ = 2????∗ ℎ_рег, (47)

????₈ = 2 ∗ 1,4 ∗ 3,48 = 9,744 м²

Для определения общих потерь в окружающее пространство скорость ветра с коксовой стороны принимается равной 3 м/с, с машинной - 2 м/с. Зная скорость ветра, можно определить ????_k (коэффициент теплопередачи конвекцией, Вт/(м²*К)):

????_k = ⁽5,3 + 3,6????⁾ ∗ 1,163, (48)

где ???? - действительная скорость ветра, отнесенная к температуре воздуха.

Коэффициент лучеиспускания (в Вт/м²*К⁴)) определяется из равенства:

---