蓄热式马蹄焰池窑(烧油)的热工计算。
一、原始资料。
1、产品:翠绿料机制玻璃瓶罐。
2、出料量:每天熔化玻璃60吨。
3、玻璃成分(设计)(%
4、料方及原料组成:
5、碎玻璃数量:占配合料量的50%。
6、配合料水分:靠石英砂和纯碱的外加水分带入,不另加水。
7、玻璃熔化温度:1400℃。
8、工作部玻璃液平均温度:1300℃。
9、重油。10、雾化介质:用压缩空气,预热到120℃,用量为0.6m3/公斤油。
11、喷嘴砖孔吸入的空气量:0.5m3/公斤油。
12、助燃空气预热温度:1050℃。
13、空气过剩系数a:取1.2。
14、火焰空气内表面温度:熔化部1450℃,工作部1350℃。
15、窑体外表面平均温度(℃)
16、熔化池内玻璃液温度(℃)
池深方向玻璃液温降:窑池上部为2℃/cm,窑池下部为1℃/cm。
池墙、池底内表面温度按玻璃液温度(1250℃)取用。
17、熔化部窑顶处压力:2米汞柱。
2、玻璃形成过程耗热计算:
100公斤湿粉料中形成氧化物的量。
1、生成硅酸盐耗热(以1公斤湿粉料计;单位是千卡/公斤或千焦);
由caco3生成casio3的反应耗热量q1
q1=367gcao=367*0.082=30.1千卡/公斤*4.184=125.91kj
由na2co3生成na2sio3的反应耗热量q2
q2=227.3gna2o=227.3*(0.1114+0.00331)=25.98千卡/公斤*4.184=108.71kj
由硝酸钠生成硅酸钠的反应耗热量q3
q3=0由硫酸钡生成basio3的反应耗热量q4
q4=0一公斤湿粉料生成硅酸盐耗热q硅。
q硅= q1+ q2+ q3+ q4=234.62kj=58.23千卡/公斤。
100公斤湿粉料去气产物的组成。
在配合料中,粉料占50%,碎玻璃占50%。
1公斤粉料需加碎玻璃量50/50=1公斤。
1公斤粉料加上碎玻璃1公斤,得:
1-0.01*24.52+1=1.79公斤玻璃液。
熔成1公斤玻璃液需要的粉料和碎玻璃分别为:
g粉=1/1.79=0.56公斤。
g碎=1/1.79=0.56公斤。
熔成1公斤玻璃液需要的配合料量为。
g料=g粉+g碎=0.56+0.56=1.12公斤。
支出热量。1) 加热玻璃液到1400℃耗热。
g**=1*0.3145*400=440.3千卡。
2) 加热去气产物到1400℃耗热。
0.01v去。 .g粉。t熔=0.01*19.249*0.845*0.48*1400=109.3千卡。
3) 生成硅酸盐耗热 q硅。g粉=58.23*0.56=32.61千卡。
4) 形成玻璃耗热。
83g粉(1-0.01v去)=83*0.845*(1-0.01*19.249)=36.87千卡。
5)蒸发水分耗热 595**g粉=595*0.09264*0.56=30.33千卡。
共计支出热量:440.3+109.3+32.61+36.87+30.33=649.41千卡。
收入热量。由粉料和碎玻璃在玻璃形成过程。
=0.845*0.23*20+0.333*0.1807*20=5千卡熔化1公斤玻璃液在玻璃形成过程中的耗热量为:
q玻=支出热量-收入热量=649.41-5=644.41千卡。
3、燃料燃烧计算。
4、熔化部面积计算。
取熔化率1.5吨/米2.天,估算熔化部面积为40米2,其中熔化带占70%,面积28米2,初步确定熔化带5.
6米,宽5米。火焰空间长5.6米,宽5.
6米,胸墙高0.8,米,窑碹升高1/8,碹股0.5米。
火焰空间底部面积 :f1=5.6*5.6=31.36m2
火焰空间顶部面积 :f2=5.6*5.6*1.03885=32.58m2
火焰空间端部面积 :
f3=(0.8+2/3*0.5)*5.6=6.3m2
火焰空间侧墙面积 :f4=0.8*5.6=4.48m2
火焰空间容积:
v空=(0.8+2/3*0.5)*5.6*5.6=35.28m3
l有==5.6*=5.6*=2.22m
0.117*2.22=0.26(大气压·米)
0.0993*2.22=0.22(大气压·米)
假定=1600℃,查图表得到, =0.075 =0.075 =1.05
烟气黑度: =0.075+1.05*0.075=0.1538
3、火焰温度计算。
已定=1400℃
假定=1600℃, 1450℃, 1370℃
tg=1863-273=1590℃与假设得火焰温度相近,故上述假设的各条件温度均可使用。
4、熔化部面积计算。
qm,=85000kj q熔=q玻*g=644*60*1000/24=160000kj
取n、=0.05,m=0.7
熔化带面积f=q熔,*(1-n、)/qm,*m=25.5m2
按70%的比例折算,熔化部面积为36.4平方米,略小于经验估算值(比经验值小15%左右)。说明经验值估算适用。
五、燃料消耗量及窑热效率计算。
设x为每小时耗油量(kg),热量单位为千卡/h,从0℃算起,以熔化部为计算范围。
1)熔化部收入的热量。
a.重油的潜热=10000x千卡/h
b.重油的物理热=0.5*125x=62.5x千卡/h
c .压缩空气(雾化介质)的物理热。
0.311℃=0.6*1.3*140x=22.5x 千卡/h
d.由喷嘴砖孔吸入空气的物理热。
吸入空气温度为40℃
0.311℃=0.5*0.311*40=6.2 kj/h
e.助燃空气(二次空气)的物理热。
二次空气量=13.04-0.6-0.5=11.94
0.3382千卡/kg℃=11.94*0.3382*1050=4250千卡/h
2)熔化部支出的热量。
a.消耗于玻璃形成过程的热量。
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