Материал: Курсовой проект по дисциплине Технология и оборудование коксохимического производства
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
СОДЕРЖАНИЕ
1.1 Структура коксохимического производства
1.2.1 Требования к конструкции коксовой печи
1.2.2 Специальное оборудование коксовых печей
1.4 Основные конструкции коксовых батарей России
Коксовые печи с перекидными каналами (ПК)
1.4.2 Печи с перекидными каналами двухкорнюрные (система ПК-2К)
1.4.4Коксовые батареи с нижним подводом отопительного газа системы (ПВР-нп)
1.4.5 Преимущества печей системы ПВР
1.5 Факторы, влияющие на расход тепла при коксовании
2.1 Расчет показателей технического анализа
2.2 Расчет материального баланса коксования
2.3 Расчет теплового баланса коксовой батареи
2.4 Расчет производительности коксовой батареи
2.5 Расчет количества обслуживающих машин
2.6 Определение размеров коксовой рампы
2.7 Расчет термодинамического и теплотехнического К.П.Д. коксовых печей
2.9 Расчет требуемой температуры в обогревательных каналах для выбранного периода коксования
2.10 Расчет регенераторов коксовой печи
2.11 Расчёт распределения давления в отопительной системе печей
2.11.1 Расчёт сопротивлений на участках отопительной системы
газа равна 1300°С, а температура насадки принимается равной 1310°С.
Средняя температура между ними равна (1300 + 1310)/2 = 1305°С.
Скорость продуктов сгорания в насадке:
????в = 0,630/1,504 = 0,419 м/с.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией:
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием равен:
Для углекислого газа:
Для водяного пара:
Суммарный коэффициент теплоотдачи для верха регенератора, Вт/(м2*К):
в = 42,73 + 5,13 + 6,77 = 54,63
Низ насадки.
Температура газа перед входом в насадку 160°С, температуру насадки - 240°С, средняя температура между ними равна 200°С:
к
кн = (200 + 273)0,25(0,9617 + 0,2125 · 0,419/0,03580,6) · 4,19 =
= 31,62 Вт/(м2 ∗ К).
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием равен:
Для углекислого газа:
Для водяного пара:
Суммарный коэффициент теплоотдачи для низа регенератора, Вт/(м2ꞏК):
н = 31,62 – 12,76 + 1,08 = 17,78.
Определяется общий коэффициент теплоотдачи
для верха и 
для низа регенератора.
Величины s и определяются по формулам Хаузена:
(77)
= 1 + 3???? ∗ /22, (78)
где - эквивалентная
Средняя температура между ними равна (1300 + 1310)/2 = 1305°С.
Скорость продуктов сгорания в насадке:
????в = 0,630/1,504 = 0,419 м/с.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией:
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием равен:
Для углекислого газа:
Для водяного пара:
Суммарный коэффициент теплоотдачи для верха регенератора, Вт/(м2*К):
в = 42,73 + 5,13 + 6,77 = 54,63
Низ насадки.
Температура газа перед входом в насадку 160°С, температуру насадки - 240°С, средняя температура между ними равна 200°С:
к
кн = (200 + 273)0,25(0,9617 + 0,2125 · 0,419/0,03580,6) · 4,19 =
= 31,62 Вт/(м2 ∗ К).
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием равен:
Для углекислого газа:
Для водяного пара:
Суммарный коэффициент теплоотдачи для низа регенератора, Вт/(м2ꞏК):
н = 31,62 – 12,76 + 1,08 = 17,78.
Определяется общий коэффициент теплоотдачи
для верха и для низа регенератора.Величины s и определяются по формулам Хаузена:
(77) = 1 + 3???? ∗ /22, (78)
где - эквивалентная
толщина кирпича ( = 0,01), м;
- период нагрева ( = 0,33), ч;
а –температуропроводность, м2/с. Для верха насадки:
S
????Sв = (0,6 + 0,00055 ∗ 1310) ∗ 1,163 = 1,536;
Для низа насадки:
S
????Sн = (0,6 + 0,00055 ∗ 240) ∗ 1,163 = 0,851;
С – удельная теплоёмкость шамотного кирпича насадки, кДж/(кгꞏК):
для верха насадки
Св = (0,207 + 0,0001 ∗ 1310) ∗ 4,187 = 1,415;
для низа насадки
Сн = (0,207 + 0,0001 ∗ 240) ∗ 4,187 = 0,968;
а – температуропроводность кирпича насадки, м2/с:
для верха насадки
для низа насадки
Коэффициенты использования кирпича:
для верха насадки
для низа насадки:
Коэффициент теплопередачи, кВт/(м2ꞏК):
для верха регенератора:
для низа регенератора:
Средний коэффициент теплопередачи:
р
Крср = (1,5 · 2,65 + 9,36) / (1 + 1,5) = 5,334.
Средняя логарифмическая
- период нагрева ( = 0,33), ч;
а –температуропроводность, м2/с. Для верха насадки:
S
????Sв = (0,6 + 0,00055 ∗ 1310) ∗ 1,163 = 1,536;
Для низа насадки:
S
????Sн = (0,6 + 0,00055 ∗ 240) ∗ 1,163 = 0,851;
С – удельная теплоёмкость шамотного кирпича насадки, кДж/(кгꞏК):
для верха насадки
Св = (0,207 + 0,0001 ∗ 1310) ∗ 4,187 = 1,415;
для низа насадки
Сн = (0,207 + 0,0001 ∗ 240) ∗ 4,187 = 0,968;
а – температуропроводность кирпича насадки, м2/с:
для верха насадки
для низа насадки
Коэффициенты использования кирпича:
для верха насадки
для низа насадки:
Коэффициент теплопередачи, кВт/(м2ꞏК):
для верха регенератора:
для низа регенератора:
Средний коэффициент теплопередачи:
р
Крср = (1,5 · 2,65 + 9,36) / (1 + 1,5) = 5,334.
Средняя логарифмическая
разность температур по высоте регенератора определяется по формуле, °С:
(79)
где
, 
–температура продуктов сгорания и газа вверху регенератора, 
;
, 
–температура продуктов сгорания и газа внизу регенератора, ;
Потребная поверхность нагрева насадки рассчитывается по формуле:
(80)
где ???? – количество теплоты, переданное газу, кДж/с;
????????ср - средняя логарифмическая разность температур по высоте регенератора (рассчитывается по начальным и конечным температурам), °С.
Необходимое количество рядов насадки: n = 1794/25 = 72 ряда.
(79)где
, –температура продуктов сгорания и газа вверху регенератора, ; , –температура продуктов сгорания и газа внизу регенератора, ; Потребная поверхность нагрева насадки рассчитывается по формуле:
(80)где ???? – количество теплоты, переданное газу, кДж/с;
????????ср - средняя логарифмическая разность температур по высоте регенератора (рассчитывается по начальным и конечным температурам), °С.
Необходимое количество рядов насадки: n = 1794/25 = 72 ряда.
2.11 Расчёт распределения давления в отопительной системе печей
2.11.1 Расчёт сопротивлений на участках отопительной системы
Восходящий поток
Расчёт ведётся по коксовой стороне регенератора.
-
Подовый канал. Количество воздуха, поступающего в один канал регенератора с коксовой стороны: V = 0,63/2 = 0,315 м3/с. Длина подового канала l = 8,019 м, сечение подового канала f = 0,292 м2, скорость воздуха ω = 0,315/0,292 = 1,079 м/с, гидравлический диаметр d= 0,55 м.
Потери на трение (в Па) в подовом канале рассчитываются по формуле:
(81)
(82)
(83)
???????? = 1,079 ∗ 1,285 ∗ 0,55 / (2,05 ∗ 10–5) = 37199;
= 0,175/371990,12 = 0,049;
-
Колосниковая решётка. В две крайние полусекции необходимо подать воздуха на 20% больше, чем в массовые, м3/с:
Регенератор коксовой стороны разделен по длине на 16 секций. В каждую из 2 крайних секций необходимо подать на 20% отопительного газа больше, чем в массовые.
Расход воздуха на одну массовую полусекцию, м3/с:
Сечение регулируемого отверстия колосника в массовой полусекции принимаем минимальным:
????
P = 0,05 ∗ 0,09 = 0,0045 м2.
Сечение нерегулируемых отверстий двух колосников
????н.р. = 4 ∗ 0,1 ∗ 0,012 = 0,0048 м2.
Суммарное сечение колосников массовой полусекции
???? = 0,0045 + 0,0048 = 0,0093 м2.
Скорость
???? = 0,019/0,0093 = 2,04 м/с;
а) потери при повороте на 90о с подового канала в колосниковые отверстия
= 1,1;
???? = 1,1 ∗ 2,042 ∗ 1,28 ∗ 343 / (273 ∗ 19,62) = 3,68 Па;
б) потери на сужение при входе в колосник (сечение подового канала, приходящееся на колосники одной полусекции)
???? = 0,420 ∗ 0,384 = 0,161 м2
в) потери на трение в колосниках (длина ???? = 0,13 м; гидравлический диаметр ???? = 0,0316 м; скорость ???? = 2,04 м/с):
????70 = 2,05 ∗ 10–5 Па ∗ с;
???????? = 2,04 ∗ 1,285 ∗ 0,0316 ∗ 105/2,05 = 4041;
= 0,175/ 40410,12 = 0,065;
г) потери на расширение струи при выходе из колосниковой решётки в поднасадочное пространство массовой полусекции с сечением ????1 = 0,42 ∗ 0,486 = 0,204;
???? = 0,91 ∗ 2,042 ∗ 1,285 ∗ 343 ∗ 9,81/ (273 ∗ 19,62) = 3,06 Па;
д) потери на сужение струи при входе в насадку полусекции с сечением
????2 = 0,0926
Сечение нерегулируемых отверстий двух колосников
????н.р. = 4 ∗ 0,1 ∗ 0,012 = 0,0048 м2.
Суммарное сечение колосников массовой полусекции
???? = 0,0045 + 0,0048 = 0,0093 м2.
Скорость
???? = 0,019/0,0093 = 2,04 м/с;
а) потери при повороте на 90о с подового канала в колосниковые отверстия
= 1,1;
???? = 1,1 ∗ 2,042 ∗ 1,28 ∗ 343 / (273 ∗ 19,62) = 3,68 Па;
б) потери на сужение при входе в колосник (сечение подового канала, приходящееся на колосники одной полусекции)
???? = 0,420 ∗ 0,384 = 0,161 м2
в) потери на трение в колосниках (длина ???? = 0,13 м; гидравлический диаметр ???? = 0,0316 м; скорость ???? = 2,04 м/с):
????70 = 2,05 ∗ 10–5 Па ∗ с;
???????? = 2,04 ∗ 1,285 ∗ 0,0316 ∗ 105/2,05 = 4041;
= 0,175/ 40410,12 = 0,065;
г) потери на расширение струи при выходе из колосниковой решётки в поднасадочное пространство массовой полусекции с сечением ????1 = 0,42 ∗ 0,486 = 0,204;
???? = 0,91 ∗ 2,042 ∗ 1,285 ∗ 343 ∗ 9,81/ (273 ∗ 19,62) = 3,06 Па;
д) потери на сужение струи при входе в насадку полусекции с сечением
????2 = 0,0926
Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/200338