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
2.3 Расчет теплового баланса коксовой батареи
Примечание.
Расчет ведется для коксовой батареи со следующими характеристиками: объем камеры = 41,6 м3, отопление - коксовый газ, масса шихты фактической влажности = 1000 кг.
Таблица 4 - Состав сухого коксового газа, % (об.)
| CO2 | O2 | CmHn | CO | CH4 | H2 | N2 | Итого |
| 2,1 | 0,8 | 2,3 | 5,6 | 26,7 | 59,7 | 2,8 | 100 |
Выход летучих веществ из кокса
= 1% ; коэффициент избытка воздуха ???? = 1,4; оборот печей 13 ч (форсированный режим).В таблице 5 приведены параметры, характеризующие размеры печей.
Таблица 5 - Размеры печей
| Длина, мм | |
| общая | 13920 |
| полезная | 13100 |
| Ширина, мм | |
| с коксовой стороны | 435 |
| с машинной стороны | 385 |
| средняя | 410 |
| Высота, мм | |
| общая | 7000 |
| полезная | 6700 |
| Полезная вместимость камеры, м3 | 36 |
| Разовая загрузка сухой шихты, кг | 36 * 720 = 25920 |
| Разовая загрузка (берётся с коэффициентом запаса | 27450 |
| 1,16), рассчитанная на рабочую влагу (Wр = 7,28%) | (25920ꞏ (1-0,072) ꞏ1,16) |
Приходная статья теплового баланса.
-
Теплота горения отопительного газа (в кДж/1000 кг шихты):
н
х
????1 =
∗ ????х , (18) н
где ????с - низшая теплота сгорания газа, кДж/м3;
????х - удельный расход сухого отопительного газа, м3/1000 кг загрузки (определяется в результате расчета, исходя из равенства приходной и расходной статей теплового баланса).
Определение теплоты сгорания по химическому составу определяется по формуле:
(19)где ????????, ????????4, ????2, ????m????n - содержание компонентов в пересчет на сухой газ,
%.
н
????нс = (30,16 ∗ 5,6 + 85,58 ∗ 26,7 + 25,76 ∗ 59,7 + 160 ∗ 2,3) ∗ 4,19
= 18268 кДж/м3
????1 = 18268????х
-
Теплосодержание (кДж/1000 кг шихты) отопительного газа:
где ???? - температура коксового газа, поступающего на отопление (???? = 20°С).
Статическое давление газа в газопроводе составляет 1323 Па (135 мм вод.ст.), что соответствует 9,7 мм рт.ст.
Содержание влаги в газе ????г в пересчете на 1 м3 сухого газа рассчитывается по формуле, %:
(20)где ????s - давление водяного пара, насыщающего газа при данной температуре, Па;
???? - атмосферное давление, Па;
???? - относительная влажность (???? = 1);
???? - статическое
давление газа, Па.
При ???? = 20°С и ????s = 2333 Па, содержание влаги ????г:
На основе данных о средней теплоемкости составных частей газа вычисляется величина теплоемкости сухого газа
кДж/(м3*К):
,
где ????????2, ????2, ????m????n, ????????, ????????4, ????2, ????2 - содержание соответствующих компонентов в коксовом газе (таблица 4, %);
,
Объемная теплоемкость воды при 20°С составляет 1,493 кДж/(м3 ∗ К).
Исходя из полученных данных ????2:
????2 = ????х ∗ (1,377 + 0,0235 + 1,493) ∗ 20 = 28,24????х
(21)
где ????п - действительное количество сухого воздуха, расходуемое на сжигание 1 м3 газа;
????p - средняя удельная теплоёмкость сухого воздуха, кДж/(м3 ∗ К);
???? - температура влажного воздуха, °С;
????в - содержание в воздухе водяных паров в пересчете на 1 м3 сухого воздуха, м3;
p
????´p - объемная теплоемкость водяного пара, кДж/(м3 ∗ К).
Исходя из состава газа, определяется количество газа ????п, для чего сначала находится требуемое количество кислорода для
При ???? = 20°С и ????s = 2333 Па, содержание влаги ????г:
На основе данных о средней теплоемкости составных частей газа вычисляется величина теплоемкости сухого газа
кДж/(м3*К): , где ????????2, ????2, ????m????n, ????????, ????????4, ????2, ????2 - содержание соответствующих компонентов в коксовом газе (таблица 4, %);
,Объемная теплоемкость воды при 20°С составляет 1,493 кДж/(м3 ∗ К).
Исходя из полученных данных ????2:
????2 = ????х ∗ (1,377 + 0,0235 + 1,493) ∗ 20 = 28,24????х
-
Теплосодержание воздуха ????3:
(21)где ????п - действительное количество сухого воздуха, расходуемое на сжигание 1 м3 газа;
????p - средняя удельная теплоёмкость сухого воздуха, кДж/(м3 ∗ К);
???? - температура влажного воздуха, °С;
????в - содержание в воздухе водяных паров в пересчете на 1 м3 сухого воздуха, м3;
p
????´p - объемная теплоемкость водяного пара, кДж/(м3 ∗ К).
Исходя из состава газа, определяется количество газа ????п, для чего сначала находится требуемое количество кислорода для
горения:
(22)
где ????????, ????2, ????????4 , ????m????n, ????2 - содержание компонентов в отопительном газе.
Теоретическое количество сухого воздуха:
(23)
При поступлении на горение не только теоретического количества воздуха происходит неполное сгорание, поэтому величину горения умножают на коэффициент, называемым коэффициентом избытка воздуха α (для коксового газа α = 1,3 - 1,4).
Рассчитанное количество сухого газа (практическое количество воздуха):
????п = ????∗ ????т (24)
Вместе с 1 м3 воздуха через отопительную систему проходит определенное количество водяных паров (????в):
(25)
где ???? - давление, принимается ???? = 99975 Па;
???? - относительная влажность воздуха (принимаем ???? = 0,7);
????s - парциальное давление водяных паров, насыщающих газ, Па Для расчета ????3 определяются необходимые величины, м3 / м3 газа:
При
=1,4;
Lп = 1,4*4,413 = 6,178
Температура окружающего воздуха принимается равной 16°С, а относительная влажность = 0,7.
Содержание водяного пара в 1 м3 сухого воздуха м3/ м3 воздуха:
(22)где ????????, ????2, ????????4 , ????m????n, ????2 - содержание компонентов в отопительном газе.
Теоретическое количество сухого воздуха:
(23)При поступлении на горение не только теоретического количества воздуха происходит неполное сгорание, поэтому величину горения умножают на коэффициент, называемым коэффициентом избытка воздуха α (для коксового газа α = 1,3 - 1,4).
Рассчитанное количество сухого газа (практическое количество воздуха):
????п = ????∗ ????т (24)
Вместе с 1 м3 воздуха через отопительную систему проходит определенное количество водяных паров (????в):
(25)где ???? - давление, принимается ???? = 99975 Па;
???? - относительная влажность воздуха (принимаем ???? = 0,7);
????s - парциальное давление водяных паров, насыщающих газ, Па Для расчета ????3 определяются необходимые величины, м3 / м3 газа:
При
=1,4;Lп = 1,4*4,413 = 6,178
Температура окружающего воздуха принимается равной 16°С, а относительная влажность = 0,7.
Содержание водяного пара в 1 м3 сухого воздуха м3/ м3 воздуха:
p
Величины теплоемкости ????p и ????´ приводятся в справочнике. Температура воздуха, поступающего на отопление принимается равной 20°С. Объемная теплоемкость сухого воздуха при температуре 20°С равна 1,294 кДж/(м3 ∗ К), а объемная теплоемкость водяного пара при температуре 20°С равна 1,493 кДж/(м3 ∗ К).
Тогда теплосодержание воздуха ????3:
4. Теплосодержание влажной шихты.
Теплота (в кДж/1000 кг шихты), вносимая шихтой, определяется по формуле:
(26) где ????r - содержание влаги в шихте;
????y - средняя удельная теплоемкость сухого угля кДж/(кг ∗ К);
????W - удельная теплоемкость воды (принимается 4,19 кДж/кг);
???? - температура загружаемой шихты.
Удельная теплоемкость сухого угля, кДж/(кг ∗ К):
(27) где ????d - содержание золы в сухой шихте (по данным материального баланса), %
????г - средняя энтальпия горючей массы шихты;
????з - средняя теплоемкость золы угля.
Удельная теплоемкость ????г для коксующихся углей может быть принята (при низких температурах) равной 1,08 кДж/(кг ∗ К), а энтальпия золы может быть принята приближенно равной удельной теплоемкости кварца, численное выражение которой равно 0,711 кДж/(кг ∗ К). Температура шихты принимается равной 20°С, тогда:
5. Тепловой эффект процесса коксования.
Величина и знак теплового эффекта процесса
Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/200338