Đang tải... (xem toàn văn)
ThuyÕt minh ®å ¸n thiÕt bÞ nhiÖt §Ò tµi : ThiÕt kÕ lß nung thanh l¨n ®Ó nung tÊm kelamic c«ng suÊt 2,1 triÖu m n¨m KÝch thíc tÊm : 500 500 8 mm §êng cong nung 55 phót . Dïng nguyªn liÖu khÝ TiÒn H¶i Th¸i B×nh PhÇn I : Giíi thiÖu Trong nh÷ng n¨m võa qua nÒn kinh tÕ kh«ng ngõng t¨ng trëng vµ ph¸t triÓn vÒ mäi mÆt . Cïng víi sù t¨ng trëng chung cña ®Êt níc , Ngµnh c«ng nghÖ vËt liÖu x©y dùng nãi chung vµ ngµnh s¶n xuÊt tÊm g¹ch men , tÊn èp l¸t nãi riªng ph¸t triÓn c¶ vÒ chiÒu réng vµ chiÒu s©u . §Ó ®¸p øng ®îc nhu cÇu vÒ g¹ch men , tÊm kelamÝt ®îc ngêi tiªu dïng ®¸nh gi¸ lµ lo¹i vËt liÖu tÊm èp cã chÊt lîng cao cã ®é bÒn , bãng cã ®ä chÝnh x¸c cao cã sù ®a d¹ng vÒ h×nh d¸ng , kÝch thíc , mµu s¾c . Muèn cã nh÷ng s¶n phÈm ®Ët ®îc tiªu chuÈn th× ®ßi hái chóng ta ph¶i cã nh÷ng d©y truyÒn s¶n xuÊt ®ång bé tiªn tiÕn tõ kh©u ®Çu ®Õn kh©u cuèi . 1) Mét sè c«ng nghÖ – Ph¬ng ph¸p gia c«ng Bíc chuÈn bÞ nguyªn vËt liÖu phôc vô s¶n xuÊt tÊm èp l¸t kelamÝc lµ mét trong nh÷ng kh©u quan träng quyÕt ®Þnh chÊt lîng s¶n phÈm . VËt liÖu ®îc x¸c ®Þnh thµnh phÇn ho¸ lý sao cho ®¹t ®îc nh÷ng chØ tiªu kü thuËt ®· quy ®Þnh . Sau ®ã ®îc tuyÓn chän kü cµng ®îc nghiÒn s¬ bé , råi nghiÒn tinh ( Ph¬ng ph¸p nghiÒn bi , nghiÒn ít t¹o hå råi ®îc chøa cµo c¸c hÇm khuÊy , sau ®ã ®îc khuÊy ®Òu ®¶m b¶o ®é ®ång nhÊt t¹o thµnh huyÒn phï . Qua qu¸ tr×nh sÊy phun ®îc vËt kiÖu d¹ng bét mÞn. Sau khi ®îc d¹ng bét , vËt liÖu ®îc chøa trong c¸c xil« . Bíc tiÕp theo vËt liÖu ®îc cÊp phèi mét c¸ch hîp lý råi t¹o h×nh b»ng ph¬ng ph¸p Ðp b¸n kh« . sau khi t¹o h×nh ®îc ®a qua c«ng ®o¹n tr¸ng men bÒ m¹t vµ ®îc ®a vµo lß nung . Lß nung con l¨n s¶n xuÊt theo c«ng nghÖ nung mét lÇn . S¶n xuÊt g¹ch theo ph¬ng ph¸p nung mét lÇn tiÕt kiÖm ®îc nhiªn liÖu , rót ng¾n ®îc thêi gian gia c«ng nhiÖt . ChÕ ®é nung ¸p dông cho tÊm èp kÝch thíc 500 500 8 mm . 2) Qu¸ tr×nh nung +) Qu¸ tr×nh ®èt tríc : NhiÖt ®é tõ 25 C ®Õn 800 C thêi gian T = 9,7 phót +) Qu¸ tr×nh nung : NhiÖt ®é tõ 800 C ®Õn 1100 C thêi gian T = 24,18 phót +) Qu¸ tr×nh lµm nguéi : Lµm nguéi nhanh : NhiÖt ®é tõ 1100 C ®Õn 600 C thêi gian lµm nguéi nhanh T = 4,85 phót Lµm nguéi chËm : NhiÖt ®é tõ 600 C ®Õn 500 C thêi gian lµm nguéi nhanh T = 6,48 phót Lµm nguéi cuèi cïng : NhiÖt ®é tõ 500 C ®Õn 40 C thêi gian lµm nguéi nhanh T = 9,79 phót Sau ®©y lµ s¬ ®å ®êng cong gia c«ng nhiÖt ( §êng cong gia c«ng niÖt nung 55 phót ) H.1 Lß thanh l¨n cña ta ë ®©y sö dông lo¹i khÝ ®èt TiÒn H¶i Th¸i B×nh do ®ã ta cã b¶ng thµnh phÇn nhiªn liÖu khÝ ®èt nh sau CH C H C H H N CO Thµnh phÇn kh¸c 89,02% 3,386% 0,736% 0,57% 1,734% 3,658% 0% 3) CÊu t¹o vµ nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña lß : a) CÊu t¹o c¸c modun lß: Lß ®îc x©y dùng tõ c¸c modun dµi cho c¸c vïng t¨ng nhiÖt , vïng nung , lµm nguéi nhanh , vïng lµm nguéi chËm , vïng lµm nguéi cuèi cïng . ChiÒu dµi c¸c modun ®îc thiÕt kÕ s½n gióp cho viÖc vËn chuyÓn l¾p r¸p dÔ dµng còng nh ®¶m b¶o ®é kÝn khÝt cña lß . Vá lß lµ c¸c khung thÐp lµm b»ng c¸c èng vu«ng vµ c¸c tÊm kim lo¹i phñ bªn ngoµi . Nh÷ng tÊm kim lo¹i nµy ®îc g¾n khÝt víi khung h×nh èng . Sù æn ®Þnh cña vá lß nh»m ®¶m b¶o vÒ kÕt cÊu còng nh qu¸ tr×nh tho¸ nhiÖt cña lß trong suèt qu¸ tr×nh nung s¶n phÈm b) CÊu t¹o : Vïng nung s¬ bé tõ 400 C ®Õn 800 C , vïng lµm nguéi nhanh ®îc x©y dùng b»ng c¸c vËt liÖu cã chÊt lîng cao , träng lîng nhÑ hÖ sè dÉn nhiÖt thÊp ,kh¶ n¨ng chèng sèc nhiÖt cao , bÒ mÆt ®îc mµi nh½n vµ cã khr n¨ng chèng mµi mßn . Vá lß cña ta ®îc cÊu t¹o gåm 4 líp : +) Líp vËt liÖu chÞu löa : Samèt A cã c¸c tiªu chuÈn sau KÝch thíc : 113 230 65 ( mm ) HÖ sè dÉn nhiÖt : = 0,6 Kcalm. C.giê NhiÖt ®é lµm viÖc díi t¶i träng : t = 1400 C +) Líp vËt liÖu chÞu nhiÖt : Samèt B cã c¸c tiªu chuÈn sau KÝch thíc : 113 230 65 ( mm ) HÖ sè dÉn nhiÖt : = 0,42 Kcalm. C.giê NhiÖt ®é lµm viÖc díi t¶i träng : t = 1250 C +) Líp vËt liÖu c¸ch nhiÖt : B«ng thuû tinh ( B«ng kho¸ng ) KÝch thíc : 2000 600 20 HÖ sè dÉn nhiÖt : = 0,04 Kcalm. C.giê NhiÖt ®é lµm viÖc díi t¶i träng : t = 1150 C +) Líp vá thÐp : Kh«ng kÓ ®Õn (Líp b¶o vÖ) Têng lß ta cã thÓ bè trÝ c¶ hai bªn têng lß lµ c¸c khe quan s¸t sù dÞch chuyÓn cña g¹ch nung vµ kiÓm so¸t vßi ®èt , cã cöa ®Ó lµ s¹ch van lß vµ quÐt ®i nh÷ng phÇn cÆn men cã thÓ suÊt hiÖn trªn trÇn cña kªnh nung .TrÇn lß còng ®îc trang bÞ vËt liÖu nh têng lß gåm 4 líp vËt liÖu ®ã lµ líp vËt liÖu chÞu löa ( g¹ch samèt A ) , líp vËt liÖu chÞu nhiÖt ( g¹ch samèt B ) , líp vËt liÖu c¸ch nhiÖt ( b«ng thuû tinh ( B«ng kho¸ng ) ) +) Vïng ®èt tríc : §Ó t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho viÖc dïng khÝ th¶i cã thÓ khÝ th¶i nãng ®îc ®a vµo n¬i nµy sau khi ®· hoµ trén thªm kh«ng khÝ ®Ó ®¹t ®îc nhiÖt ®é thÝch hîp råi l¹i hót ra . Khi khÝ th¶i ra khái lß cã nhiÖt ®é lµ 150 C nh thÕ lµ vËt liÖu nung ®· ®îc nung s¬ bé ë 150 C. ViÖc thÕt kÕ vïng tríc nung ta cã hai c¸i lîi mét lµ cã thÓ sö dông lîng khÝ th¶i nung vµ thø hai lµ vËt liÖu nung cã mét nhiÖt ®é lín ngay tõ ®Çu dÉn ®Õn vËt liÖu nung xÏ Ýt biÕn d¹ng khi chuÈn bÞ ®i vµo vïng nung +) Vïng nung : CÊu t¹o nh nh÷ng vïng kh¸c còng gåm 4 líp ®ã lµ líp vËt liÖu chÞu löa ( g¹ch samèt A ) , líp vËt liÖu chÞu nhiÖt ( g¹ch samèt B ) , líp vËt liÖu c¸ch nhiÖt ( b«ng thuû tinh ( B«ng kho¸ng ) ) +) HÖ thèng vïng lµm nguéi : CÊu t¹o vïng lµm nguéi ë t¹ vïng nµy do ph¶i lµm nguéi s¶n phÈm chËm vµ nhiÖt ®é thÊp do ®ã ta chØ thiÕt kÕt t¹i vïng naú chØ cã ha 3 líp ®ã lµ vËt liÖu chÞu nhiÖt ( g¹ch samèt B ) , líp vËt liÖu c¸ch nhiÖt ( b«ng thuû tinh ( B«ng kho¸ng ) ) . Kh«ng khÝ ®îc thæi vµo vËt liÖu nung qua c¸c èng chÞu nhiÖt n»m ë phÝa trªn vµ díi con l¨n .Kh«ng khÝ cña vïng lµm nguéi nhanh ®îc lÊy tõ kh«ng khÝ cña vïng lµm nguéi chËm vµ vïng lµm ngu«Þ cuèi cïng b»ng ®êng èng , tÝnh tõ èng khãi qua qu¹t hót ®Èy vµo vïng lµm nguéi nhanh víi lu lîng lín cã thÓ hoµ trén thªm kh«ng khÝ l¹nh . ) Sau khi lµm nguéi nhanh , vËt nung sÏ qua vïng lµm nguéi chËm ë ®Ëy kh«ng khÝ vïng lµm nguéi nhanh sÏ bÞ hót ra . ) Vïng lµm nguéi cuèi cïng kh«ng khÝ l¹nh thæi vµo råi l¹i hót ra mét lÇn n÷a vËt nung l¹i ®îc lµm nguéi xuèng rÊt nhiÒu cho tíi khi ®¹t ®îc nhiÖt ®é ra lß mµ kh«ng g©y nªn øng xuÊt do nhiÖt g©y ra lµm biÕn dang nøt vì s¶n phÈm . c) C¸c thiÕt bÞ an toµn . Trong trêng hîp x¶y ra sù cè th× hÖ thèng cÊp khÝ ®èt sÏ ®îc ng¾t tù ®éng , c¸c ®éng c¬ dù bÞ lu«n cã thÓ ®i vµo ho¹t ®éng lu«n. d) HÖ thèng vËn hµnh vµ con l¨n . C¸c con l¨n ®îc dÉn ®éng b»ng c¸c khíp b¸nh r¨ng , n»m cïng mét phÝa . M« t¬ ®îc nèi víi phÇn dÉn ®éng d©y ®ai cã thÓ vËn hµnh ngîc trong tõng trêng hîp. e) HÖ thèng ®iÒu tiÕt vµ khiÓm tra . f) §iÒu tiÕt nhiÖt ®é . g) §iÒu tiÕt ¸p lùc . h) §iÒu tiÕt ¸p lùc khÝ ®èt . PhÇn II : TÝnh to¸n 1 – TÝnh quü thêi gian ( ChÕ ®é lµm viÖc ) ThiÕt bÞ nung cña ta ë ®©y lµ thiÕt bÞ nung lµm viÖc liªn tôc nªn ta cã thÓ chän chÕ ®é lµm viÖc nh sau. §Ó tÝnh ®îc quü thêi gian ho¹t ®éng cña lß ta cã c«ng thøc sau . T = T ( x + y + z + t ) . 24 (h) Trong ®ã T : Quü thßi gian ®Ó lß ho¹t ®éng T : Thêi gian lµm viÖc trong mét n¨m (h) x : Sè ngµy nghØ tÕt hoÆc ngµy lÔ x = 7 ngµy y : Sè ngµy chñ nhËt trong mét n¨m ( do lµm viÖc liªn tôc nªn c«ng nh©n cã thÓ lµm viÖc liªn tôc ) y = 0 z : Sè ngµy ngõng söa ch÷a trong mét n¨m z = 15 ngµy t : Thêi gia giao ca t = 0 ( V× tiÕt kiÖm thêi gian kh«ng ¶nh hëng ®Õn qu¸ tr×nh lµm viÖc cña lß ) VËy ta cã quü thêi gian lµm viÖc lµ T = 365 . 24 – ( 7 + 0 + 15 + 0 ) . 24 T = 8232 (h) 2 – TÝnh tèc ®é quay cña con l¨n Ta cã c«ng xuÊt cña lß lµ 2,1 triÖu tÊn n¨m mÆt kh¸c ta gäi sè lîng phÕ phÈm lµ 1,2 % do ®ã ta cã sè m thùc tÕ cÇn s¶n xuÊt lµ¬¬¬. 2100000 + 2100000 . = 2125200 ( m ) VËy ta cã n¨ng xuÊt cña lß lµm viÖc trong mét giê lµ . Q = Q = Q = 259 m h Ta chän mËt ®é hµng ngang lµ 3 viªn vËy ta cã diÖn tÝch cña mét hµng lµ. k = 0,5 . 0,5 . 3 k = 0,75 m hµng TÝnh sè hµng g¹ch trong mét giê ta cã c«ng thøc sau. n = Trong ®ã n : Sè hµng g¹ch trong mét giê Q : N¨ng suÊt cña lß k : DiÖn tÝch cña mét hµng g¹ch Thay vµo c«ng thøc trªn ta cã n = n = 345,3 hµng h Ta lÊy n = 346 hµng h Chän kho¶ng c¸ch gi÷a hai hµng däc lµ x = 5 cm vËy ta cã 0,05 = v . 2 . . R . t Trong ®ã t : lµ thêi gian con l¨n ®i ®îc qu·ng ®êng lµ x = 5 cm R : B¸n kÝnh con l¨n R = 0,034 (m) v : VËn tèc con l¨n ta cã t = (1) MÆt kh¸c ta cã 346 . 0,5 = t . v . 2 . . R . Trong ®ã t : Thêi gian con l¨n tiÕp xóc víi g¹ch (con l¨n ch¹y liªn tôc trong 55 phót ) R : B¸n kÝnh con l¨n R = 0,034 (m) v : VËn tèc con l¨n vËy ta cã t = Thêi gian con l¨n kh«ng tiÕp xóc víi g¹ch trong 55 phót lµ 55 t = 55 Gäi thêi gian t gi÷a 2 hµng g¹ch khi chuyÓn ®éng t = ( 55 ) . (2) mÆt kh¸c ta cã t = t Thay (1) vµo (2) ta cã = ( 55 ) . ta cã v = 14,85 vßng phót 3 – TÝnh ®é dµi cô thÓ tõng vïng a) §é dµi vïng ®¹t tõ 20 C ®Ôn 400 C cã thêi gian lµ t = 4,85 phót theo h×nh 1 ( §êng cong gia c«ng nhiÖt ) L1 = L1 = 15,3342 (m) b) §é dµi vïng ®¹t tõ 400 C ®Õn 800 C cã thêi gian lµ t = 4,85 phót theo h×nh 1 ( §êng cong gia c«ng nhiÖt ) L2 = L2 = 15,3842 (m) c) §é dµi vïng h»ng nhiÖt 800 C cã thêi gian lµ t = 8,17 phót theo h×nh 1 ( §êng cong gia c«ng nhiÖt ) L3 = L3 = 25,91524 (m) d) §é dµi vïng nung tõ 800 C ®Õn 1100 C cã thêi gian lµ t = 3,16 phót theo h×nh 1 ( §êng cong gia c«ng nhiÖt ) L4 = L4 = 10,02352 (m) e) §é dµi vïng h»ng nhiÖt 1100 C cã thêi gian lµ t = 12,85 phót theo h×nh 1 ( §êng cong gia c«ng nhiÖt ) L5 = L5 = 40,7602 (m) f) §é dµi vïng lµm nguéi nhanh tõ 1100 C ®Õn 600 C cã thêi gian lµ t = 4,85 phót theo h×nh 1 ( §êng cong gia c«ng nhiÖt ) L6 = L6 = 15,3842 (m) g) §é dµi vïng lµm nguéi chËm tõ 600 C ®Õn 500 C cã thêi gian lµ t = 6,48 phót theo h×nh 1 ( §êng cong gia c«ng nhiÖt ) L7 = L7 = 20,55456 (m) h) §é dµi vïng lµm nguéi chËm tõ 500 C ®Õn 40 C cã thêi gian lµ t = 9,79 phót theo h×nh 1 ( §êng cong gia c«ng nhiÖt ) L8 = L8 = 31,05388 (m) VËy ta cã tæng chiÒu dµi cña lß lµ L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6 + L7 + L8 L = 15,3342 + 15,3842 + 25,91524 + 10,02352 + 40,7602 + 15,3842 + 20,55456 + 31,05388 L = 174,41 ( m ) +) TÝnh chän mo®un cña lß Ta chän mçt mo®un cña lß lµ 2,6 m VËy ta cã sè mo®un cÇn thiÕt ®Ó x©y lß lµ n = n = 67,08 VËy ta chän 68 mu®un +) TÝnh chän mo®un cho tõng vïng a) Sè mo®un vïng ®èt tríc : +) Vïng tõ 20 C ®Ôn 400 C ta cã n = n = 5,89 Chän n = 6 +) Vïng tõ 400 C ®Ôn 800 C ta cã n = n = 5,917 Chän n = 6 b) Sè mo®un vïng nung +) Vïng tõ h»ng nhiÖt ë 800 C ta cã n = n = 9,9674 Chän n = 10 +) Vïng tõ 800 C ®Ôn 1100 C ta cã n = n = 3,8552 Chän n = 4 +) Vïng h»ng nhiÖt t¹i 1100 C ta cã n = n = 15,677 Chän n = 16 +) Vïng tõ 1100 C ®Ôn 600 C ta cã n = n = 5,917 Chän n = 6 c) Sè mo®un vïng lµm nguéi +) Vïng tõ 600 C ®Ôn 500 C ta cã n = n = 7,9056 Chän n = 8 +) Vïng tõ 500 C ®Ôn 40 C ta cã n = n = 11,9438 Chän n = 12 B¶ng tæng hîp sè mo®un cho tõng vïng cña lß Vïng ®èt tríc Vïng nung Vïng lµm nguéi 20 400 400 800 800 800 1100 1100 1100 600 600 500 500 40 6 mo®un 6mo®un 10mo®un 4mo®un 16mo®un 6mo®un 8mo®un 12mo®un 15,3342 (m) 15,3842 (m) 25,91524 (m) 10,02352 (m) 40,7602 (m) 15,3842 (m) 20,55456 (m) 31,05388 (m) 4) TÝnh ®é co s¶n phÈm Ta cã ®é co s¶n phÈm lµ 2% ( = 2050Kg m ) Ta cã c«ng thøc tÝnh kÝch thíc tríc khi nung lµ l = l . Trong ®ã l : KÝch thíc s¶n phÈm tríc khi nung l : KÝch thíc s¶n phÈm tríc khi nung C : §é co khi nung C = 2% VËy ta cã kÝch thíc cña s¶n phÈm tríc khi nung lµ ) ChiÒu dµi cña s¶n phÈm l =500 . l = 510,2 ( mm ) ) ChiÒu réng cña s¶n phÈm l =500 . l = 510,2 ( mm ) ) ChiÒu cao cña s¶n phÈm l =8 . l = 8,2 ( mm ) KÝch thíc s¶n phÈm tríc khi nung 510,2 510,2 8,2 ( mm ) Träng lîng kh« cña vËt liÖu sau khi co ( trong mét giê s¶n xuÊt) mÆt kh¸c ta cã n¨ng xuÊt lµm viÖc trong 1 giê lµ Q = 259 m h G = Q . 0,008 . G = 259 .0,008 .2050 G = 4247,6 Kgh Träng lîng cña vËt liÖu ban ®Çu tríc khi co G = G . G = 4334,29 Kg h 5) X¸c ®Þnh chiÒu dµy c¸c kÕt cÊu vá lß §Ó tÝnh c¸c líp kÕt cÊu vá lß ta cã c«ng thøc sau t = t Trong ®ã t : NhiÖt ®é líp tiÕp xóc t : NhiÖt ®é m«i trêng : ChiÒu dµy cña líp vá : HÖ sè dÉn nhiÖt q: MËt ®é dßng nhiÖt = (1) MÆt kh¸c ta cã q = 50 + b) X¸c ®Þnh kÕt cÊu vïng ®èt tríc T¹i vïng nµy cã nhiÖt ®é lín nhÊt lµ 800 C MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 450 Kcal m .h +) Ta chän chiÒu dµy cña líp chÞu löa ( líp g¹ch sa mèt A) lµ = 0,113 (m) V©y ta cã nhiÖt ®é cña líp tiÕp xóc t = t t = 800 t = 700 C +) ChiÒu dµy cña líp chÞu nhiÖt ( Líp g¹ch sa mèt B) MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 450 Kcal m .h Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã = = 0,32 ( m ) = 32( cm ) VËy chän chiÒu dµy líp chÞu nhiÖt lµ = 32 cm +) ChiÒu dµy cña líp chÞu nhiÖt ( Líp b«ng kho¸ng ) MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 450 Kcal m .h Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã = = 0,027 ( m ) = 2,7( cm ) VËy chän chiÒu dµy líp chÞu nhiÖt lµ = 3 cm VËy tæng chiÒu dµy cña vïng ®èt tríc lµ = 3 + 32 + 11,3 = 46,3 ( cm ) +) KiÓm tra lîng nhiÖt mÊt m¸t qua vïng ®èt tríc q = (2) Trong ®ã q : Lîng nhiÖt mÊt m¸t t : NhiÖt ®é vïng chÞu löa t = 800 C t : NhiÖt ®é mÆt ngoµi cña lß t = 60 C : Lîng nhiÖt mÊt m¸t tõ vá lß ra m«i trêng xung quanh t : NhiÖt ®é kh«ng khÝ t = 25 C ) MËt ®é mÊt m¸t qua nãc lß ®i lªn = 2,8 . + 4 . = 6,825 Kcal m C.h ) MËt ®é mÊt m¸t qua vá lß ®i ngang = 2,2 . + 4 . = 5,365 Kcal m C.h ) MËt ®é mÊt m¸t díi ®¸y lß = 1,6 . + 4 . = 3,9 Kcal m C.h Ta lÊy gi¸ trÞ lín nhÊt Thay vµo ( 2 ) ta cã q = q = 400,7 Kcal m .h VËy lîng nhiÖt thùc tÕ mÊt qua vá lß lµ q = 400,7 Kcal m .h < q = 450 Kcal m .h ChiÒu dµy kÕt cÊu vïng ®èt tríc lµ hîp lý B¶ng tæng hîp vïng ®èt tríc : STT Líp vËt liÖu t tiÕp gi¸p gi÷a c¸c líp (t ) HÖ sè dÉn nhiÖt 1 Líp g¹ch samèt A 800 C 0,6 2 Líp g¹ch samèt B 700 C 0,42 3 Líp b«ng kho¸ng 350 C 0,04 b) X¸c ®Þnh kÕt cÊu vïng nung T¹i vïng nµy cã nhiÖt ®é lín nhÊt lµ 1100 C MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 600 Kcal m .h +) Ta chän chiÒu dµy cña líp chÞu löa ( líp g¹ch sa mèt A) lµ = 0,113 (m) V©y ta cã nhiÖt ®é cña líp tiÕp xóc t = t t = 1100 t = 967 C +) ChiÒu dµy cña líp chÞu nhiÖt ( Líp g¹ch sa mèt B) MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 600 Kcal m .h Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã = = 0,432 ( m ) = 43,2( cm ) VËy chän chiÒu dµy líp chÞu nhiÖt lµ = 43,2 cm +) ChiÒu dµy cña líp c¸ch nhiÖt ( Líp b«ng kho¸ng) MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 600 Kcal m .h Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã = = 0,0206 ( m ) = 2,06( cm ) VËy chän chiÒu dµy líp chÞu nhiÖt lµ = 2,06 cm Ta cã tæng chiÒu dµy cña vïng nung lµ = 2,06 + 43,2 + 11,3 = 56,56 ( cm ) +) KiÓm tra lîng nhiÖt mÊt m¸t qua vïng ®èt tríc q = (3) Trong ®ã q : Lîng nhiÖt mÊt m¸t t : NhiÖt ®é vïng chÞu löa t = 1100 C t : NhiÖt ®é mÆt ngoµi cña lß t = 60 C : Lîng nhiÖt mÊt m¸t tõ vá lß ra m«i trêng xung quanh t : NhiÖt ®é kh«ng khÝ t = 25 C ) MËt ®é mÊt m¸t qua nãc lß ®i lªn = 2,8 . + 4 . = 6,825 Kcal m C.h ) MËt ®é mÊt m¸t qua vá lß ®i ngang = 2,2 . + 4 . = 5,365 Kcal m C.h ) MËt ®é mÊt m¸t díi ®¸y lß = 1,6 . + 4 . = 3,9 Kcal m C.h Ta lÊy gi¸ trÞ lín nhÊt Thay vµo ( 3 ) ta cã q = q = 559,5 Kcal m .h VËy lîng nhiÖt thùc tÕ mÊt qua vá lß lµ q = 559,5 Kcal m .h < q = 600 Kcal m .h ChiÒu dµy kÕt cÊu vïng nung lµ hîp lý B¶ng tæng hîp vïng nung: STT Líp vËt liÖu t tiÕp gi¸p gi÷a c¸c líp (t ) HÖ sè dÉn nhiÖt 1 Líp g¹ch samèt A 1100 C 0,6 2 Líp g¹ch samèt B 967 C 0,42 3 Líp b«ng kho¸ng 350 C 0,04 c) X¸c ®Þnh kÕt cÊu vïng lµm nguéi NhiÖt ®é lµm viÖc lín nhÊt ë vïng nµy lµ 600 C T¹i vïng nµy cã nhiÖt ®é lín nhÊt lµ 600 C MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 350 Kcal m .h +) Ta chän chiÒu dµy cña líp chÞu löa ( líp g¹ch sa mèt A) lµ = 0,113 (m) V©y ta cã nhiÖt ®é cña líp tiÕp xóc t = t t = 600 t = 522 C +) ChiÒu dµy cña líp chÞu nhiÖt ( Líp g¹ch sa mèt B) MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 350 Kcal m .h Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã = = 0,2064 ( m ) = 20,64( cm ) VËy chän chiÒu dµy líp chÞu nhiÖt lµ = 20,64 cm +) ChiÒu dµy cña líp c¸ch nhiÖt ( Líp b«ng kho¸ng) MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 350 Kcal m .h Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã = = 0,0354 ( m ) = 3,54( cm ) VËy chän chiÒu dµy líp chÞu nhiÖt lµ = 3,54 cm Ta cã tæng chiÒu dµy cña vïng nung lµ = 3,54 + 20,64 + 11,3 = 35,48 ( cm ) +) KiÓm tra lîng nhiÖt mÊt m¸t qua vïng ®èt tríc q = (3) Trong ®ã q : Lîng nhiÖt mÊt m¸t t : NhiÖt ®é vïng chÞu löa t = 1100 C t : NhiÖt ®é mÆt ngoµi cña lß t = 60 C : Lîng nhiÖt mÊt m¸t tõ vá lß ra m«i trêng xung quanh t : NhiÖt ®é kh«ng khÝ t = 25 C ) MËt ®é mÊt m¸t qua nãc lß ®i lªn = 2,8 . + 4 . = 6,825 Kcal m C.h ) MËt ®é mÊt m¸t qua vá lß ®i ngang = 2,2 . + 4 . = 5,365 Kcal m C.h ) MËt ®é mÊt m¸t díi ®¸y lß = 1,6 . + 4 . = 3,9 Kcal m C.h Ta lÊy gi¸ trÞ lín nhÊt Thay vµo ( 3 ) ta cã q = q = 315,5 Kcal m .h VËy lîng nhiÖt thùc tÕ mÊt qua vá lß lµ q = 315,5 Kcal m .h < q = 350 Kcal m .h ChiÒu dµy kÕt cÊu vïng lµm nguéi lµ hîp lý B¶ng tæng hîp vïng lµm nguéi: STT Líp vËt liÖu t tiÕp gi¸p gi÷a c¸c líp (t ) HÖ sè dÉn nhiÖt 1 Líp g¹ch samèt A 600 C 0,6 2 Líp g¹ch samèt B 522 C 0,42 3 Líp b«ng kho¸ng 350 C 0,04 +) ChiÒu réng cña lß ChiÒu réng h÷u Ých cña lß b = 3 . 510,2 + 2 . 50 + 2.100 = 1830,6 mm ChiÒu réng cña lß B = 1830,6 + 2 . ( 113 + 432 + 20,6 ) B = 2961,8 mm +) ChiÒu cao cña lß §èi víi lß con l¨n ho¹t ®éng liªn tôc s¶n xuÊt tÊm kelamÝc th× ta chän chiÒu cao h÷u dông cña lß lµ 0,6 m vµ chiÒu cao lß lµ 1,5 m 6) TÝnh nhiÖt trÞ cña nguyªn liÖu 1 TÝnh ch¸y nguyªn liÖu ( NhiÖt trÞ nguyªn liÖu khÝ ) Q = 30,2 CO + 30,5 H + 95 CH + 15 C H + 166 C H + 237 C H + 307 C H + 61 H S Q = 9211,2 KCal m C 2 TÝnh nhiÖt trÞ thÊp cña nguyªn liÖu Q = 30,2 CO + 25,7 H + 83,3 CH + 142 C H + 152 C H + 217 C H + 307 C H + 56,1 H S Q = 8104,47 KCal m C 3 TÝnh lîng kh«ng khÝ theo lý thuyÕt ®Ó ®èt ch¸y hoµn toµn 1 m nhiªn liÖu V = 0,0476 . ( 0,5 H + 0,5 CO + 2 CH + C H O ) V = 8,5 MÆt kh¸c ta cã träng lîng riªng cña kh«ng khÝ ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn lµ = 1,293 Kg m C Do ®ã ta cã träng lîng kh«ng khÝ lý thuyÕt cÇn cho sù ch¸y lµ L = . V = 1,293 . 8,5 = 10,97 Kg m C 7) Thµnh phÇn lý thuyÕt cña s¶n phÈm ch¸y khãi lß + ) V = 0,79 . V + V = 6,76 m C m C + ) V = 0,01 . CO + CO + CH + H S + n C H V = 1,032 m C m C + ) V = 0,01 . H S + H + 2 CH + C H + 0,0016 . d . V V = 1,92 m C m C + ) V = 6,76 + 1,032 + 1,92 V = 9,712 m C m C Nhiªn liÖu dïng ®Ó nung s¶n phÈm nhiÖt ®é t = 1100 C cã hÖ sè t¸c dông = 0.7 NhiÖt ®é lý thuyÕt ph¶i b»ng t = = 1571 C NhiÖt dung cña khãi lß ë 1571 C lµ 0,33 Kcal m Tõ c«ng thøc t = = 1571 VËy ta cã V = = 15,63 m C m C VËy ta cã hÖ sè d cña kh«ng khÝ lµ = = = 1,61 Víi = 1,61 ta cã lîng kh«ng khÝ trong khãi lß V = ( 1 ) . V = ( 1,61 – 1 ) . 9,712 = 5,93 m V = V + 0,179 . V = 6,76 + 0,79 . 5,93 = 11,447 m m V = V = 1,032 m m V = 0,21 . V = 0,21 . 5,93 = 1,245 m m V = V + 0,0016 . d . V = 1,92 + 0,0016 . 18 . 5,93 = 2,09 m m V =V + V + V + V =11,447 + 1,032 + 1,245 + 2,09= 15,914 m m 8) Dung träng khãi lß = = = 1,25 Kg m C 9) ¸p suÊt riªng phÇn +) ¸p suÊt riªng phÇn cña RO : = = = 6,5 % +) ¸p suÊt riªng phÇn cña H O: = = = 13,13 % 10) TÝnh hµm Èm cña khãi lß d = d = d = 0,093 KgKg.k.l.k d = 93 gKg.k.l.k 11) TÝnh hµm nhiÖt cña khãi lß Ta cã I = I = t . C Trong ®ã C : Tû nhiÖt cña nhiªn liÖu C = 0,4 Kcal m C t : NhiÖt ®é cña nhiªn liÖu t = 25 C I = 0,4 . 25 = 10 Ta cã I = t . C Trong ®ã C : Tû nhiÖt kh«ng khÝ C = 0,33Kcal m C t : NhiÖt ®é kh«ng khÝ t = 25 C I = 0,33 .25 = 8,25 VËy ta cã I = I = 364,5 Kcal m C T¬ng øng nhiÖt lín nhÊt trong buång ®èt t = t = t = 1361 C Trêng hîp tÝnh ®Õn tæn thÊt nh ra m«i trêng xung quanh , tæn thÊt nhiÖt ph©n CO , H O I = I = I (1) Lµm t¬ng tù ta cã t = t (2) Mèi liªn hÖ gi÷a nhiÖt ®é thùc tÕ cña khãi lß t víi nhiÖt ®é t gia c«ng t = t + (50 +150) t = 1100 + 200 t = 1300 C Thay gi¸ trÞ trªn vµo (2) ta cã = t t = 1361 1300 = 61 Kcal m C thay vµo (1) ta cã I = I 61.0,38 I = 364,5 – 23,18 I = 341,32 Kcal m C 12 ) Tæn thÊt nhiÖt qua tõng vïng cña vá lß §Ó tÝnh lîng nhiÖt tæn thÊt qua vá lß ta cã c«ng thøc sau Q = q . F . t Trong ®ã q : lîng nhiÖt truyÒn qua 1 m têng lß trong mét giê F : diÖn tÝch vá lß mµ dßng nhiÖt ®i qua t : §é chªnh nhiÖt g÷a hai líp vá lß a) TÝnh lîng nhiÖt tæn thÊt qua nãc lß a1 ) NhiÖt mÊt m¸t qua vïng sÊy ®èt tríc ( 12 mo®un ) Ta cã F = F = 12 . 2,6 . F = 50,544 ( m ) VËy ta cã Q = 400,7 . 50,544 Q = 20253 Kcal m a2 ) NhiÖt mÊt m¸t t¹i vïng nung ( 36 mo®un ) Ta cã F = F = 36 . 2,6 . F = 151,632 ( m ) VËy ta cã Q = 559,5 . 151,632 Q = 84838,1Kcal m a3 ) NhiÖt mÊt m¸t t¹i vïng lµm nguéi ( 20 mo®un ) Ta cã F = F = 20 . 2,6 . F = 84,24 ( m ) VËy ta cã Q = 315,5 . 84,24 Q = 26577,72Kcal m b) TÝnh lîng nhiÖt tæn thÊt qua 2 bªn têng lß b1 ) NhiÖt mÊt m¸t qua vïng sÊy ®èt tríc ( 12 mo®un ) Ta cã F = F = 12 . 2,6 . F = 33,2 ( m ) VËy ta cã Q = 400,7 . 33,2 Q = 13289,5 Kcal m b2 ) NhiÖt mÊt m¸t t¹i vïng nung ( 36 mo®un ) Ta cã F = F = 36 . 2,6 . F = 107,64 ( m ) VËy ta cã Q = 559,5 . 107,64 Q = 60224,58Kcal m b3 ) NhiÖt mÊt m¸t t¹i vïng lµm nguéi ( 20 mo®un ) Ta cã F = F = 20 . 2,6 . F = 37,7806 ( m ) VËy ta cã Q = 315,5 . 37,7806 Q = 11919,8Kcal m c) TÝnh lîng nhiÖt tæn thÊt qua ®¸y lß c1 ) NhiÖt mÊt m¸t qua vïng sÊy ®èt tríc ( 12 mo®un ) Ta cã F = F = 12 . 2,6 . F = 50,544 ( m ) Ta chän = 3,9 VËy ta cã Q = 378,2 . 50,544 Q = 19115,7 Kcal m c2 ) NhiÖt mÊt m¸t t¹i vïng nung ( 36 mo®un ) Ta cã F = F = 36 . 2,6 . F = 151,632 ( m ) Ta chän = 3,9 VËy ta cã Q = 531,5 . 151,632 Q = 80592,4Kcal m c3 ) NhiÖt mÊt m¸t t¹i vïng lµm nguéi ( 20 mo®un ) Ta cã F = F = 20 . 2,6 . F = 84,24 ( m ) Ta chän = 3,9 VËy ta cã Q = 276 . 84,24 Q = 23250,24 Kcal m VËy tæng lîng nhiÖt mÊt m¸t qua vïng nung vµ vïng ®èt tríc lµ Q = 20253 + 84838,1 + 13289,5 + 60224,58 + 19115,7 + 80595,4 Q = 278316 Kcal h VËy tæng lîng nhiÖt mÊt m¸t qua vïng lµm nguéi lµ Q = 26577,72 + 11919,8 + 23250,24 Q = 61747,76 Kcal h 13)TÝnh c©n b»ng nhiÖt A Ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt cho vïng ®èt tríc , vïng nung , vïng sÊy I – PhÇn nhiÖt cung cÊp . Lß con l¨n dùa trªn nguyªn t¾c lµm viÖc liªn tôc dùa vµo s¬ ®ß khÝ ®éng häc ta cã ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt sau 1) NhiÖt ho¸ cña nhiªn liÖu . Q = B . Q Trong ®ã Q : NhiÖt trÞ nhiªn liÖu B : Lîng nhiÖt cÇn cung cÊp trong mét giê Q : Lîng nhiÖt ho¸ cña nhiªn liÖu Q = 8104,4 . B 2) NhiÖt lý cña nhiªn liÖu mang vµo Q = B . C . t Trong ®ã C : Tû nhiÖt cña nhiªn liÖu C = 0,4 Kcal m C t : NhiÖt ®é cña nhiªn liÖu t = 25 C Q : NhiÖt liÖu cña nhiªn liÖu mang vµo Q = 10 . B 3) NhiÖt lý cña kh«ng khÝ rß rØ vµo lß qua c¸c khe hë Q = ( ) . C . t Trong ®ã Q : NhiÖt lý cña kh«ng khÝ rß rØ qua c¸c khe hë : HÖ sè d kh«ng khÝ = 8 : HÖ sè d lîng kh«ng khÝ trong lß = 1,61 C : Tû nhiÖt kh«ng khÝ C = 0,33Kcal m C t : NhiÖt ®é kh«ng khÝ t = 25 C Q = ( 8 1,61 ) . 0,33 . 25 Q = 52,7 Kcal h 4) NhiÖt to¶ ra tõ c¸c ph¶n øng to¶ nhiÖt . Do nhiªn liÖu cã chøa c¸c thµnh phÇn ho¸ lµ Al O , SiO , Na O trong lß nen kh«ng x¶y ra c¸c ph¶n øng to¶ nhiÖt Q = 0 5) NhiÖt do kh«ng khÝ nãng tõ vïng lµm nguéi mang vµo Q = ( V + V . .B ) . i Trong ®ã V : ThÓ tÝch khÝ t¸ch tõ vïng lµm nguéi mang vµo vïng sÊy V : ThÓ tÝch khÝ chuÈn : HÖ sè d lîng kh«ng khÝ trong lß = 1,61 i : Hµm nhiÖt cña kh«ng khÝ ë t = 400 C i = 124 Kcal m Q : NhiÖt dung do kh«ng khÝ tõ vïng lµm nguéi mang vµo Q = ( V + 8,5 . 1,61 .B ) . 124 Q = 124 V + 1696,94 . B 6) NhiÖt lý do vËt liÖu Èm mang vµo Q = G . t . ( C + ) Trong ®ã G : Träng lîng kh« cña vËt liÖu G = 4247,6 Kgh C : Tû nhiÖt cña vËt liÖu C = 0,22 W : §é Èm cña vËt liÖu W = 1% t : NhiÖt ®é cña vËt liÖu t = 25 C Q = 4247,6 . 25 . ( 0,22 + 0,01 ) Q = 24423,7 Kcal h Ta cã tæng lîng nhiÖt cung cÊp lµ Q = 8104,4B + 10B + 52,7 + 0 + 124 V + 1696,94B + 24423,7 Q = 9811,34B + 124 V + 24476,4 Kcal h (2) II – PhÇn tiªu tèn nhiÖt 1 NhiÖt tiªu tèn bèc h¬i lîng níc Èm lý häc trong vËt liÖu vµ ®èt nãng lîng h¬i níc Êy tíi nhiÖt ®é cña khÝ th¶i Q = G . . ( 638 t + 0,48 . ( t 100 ) ) Trong ®ã G : Träng lîng Èm cña vËt liÖu G = 4334,29 Kg h W : §é Èm cña vËt liÖu W = 1% t : NhiÖt ®é ban ®Çu cña vËt liÖu t = 25 C t : NhiÖt ®é cña khãi lß t = 120 C Q = 4334,29 . 0,01 . ( 638 – 25 + 0,48 . 20 ) Q = 26985,29 Kcal h 2) NhiÖt lý do vËt liÖu mang ra khái vïng nung Q = G . C . t . Trong ®ã G : Träng lîng kh« cña vËt liÖu G = 4247,6 Kgh t : NhiÖt ®é cña vËt liÖu mang ra khái vïng nung t = 700 C C : Tû nhiÖt cña vËt liÖu 0,22 KcalKg C MKN : Lîng mÊt khi nung MKN = 5 % Q = 4247,6 . 0,22 .700 . Q = 621423,88 Kcal h 3) NhiÖt mÊt ra m«i trêng xung quanh t¹i vïng nung vµ vïng sÊy ®èt tríc Q = 278316 Kcal h 4) NhiÖt mang ra theo khãi lß Q = V . ( ) . C . B Q = 15,914 . ( 8 – 1,61 ) .0,38 . B Q = 38,64B Kcal h 5) NhiÖt do tæn thÊt c¬ häc Q = 5% . Q . B Q = 0,05 . 8104,4 . B Q = 405,22 . B Kcal h 6) NhiÖt mÊt m¸t do nh÷ng nguyªn nh©n kh¸c mµ kh«ng tÝnh ®îc Q = 5% . Q VËy ta cã tæng lîng nhiÖt tiªu tèn Q = 26985,29 + 621423,88 + 278316 + 38,64B + 405,22B + 5% . Q Q = 902425,17 + 443,86B + 5% . Q Theo tÝnh chÊt c©n b»ng nhiÖt ta cã Q = Q 902425,17 + 443,86B + 5% . Q = Q 902425,17 + 443,86B = ( 9811,34B + 124 V + 24476,4) .95% 8876,913B + 117,8 V = 879172,59 (1’) B Ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt t¹i vïng lµm nguéi I NhiÖt cung cÊp 1 – NhiÖt lý do s¶n phÈm mang vµo vïng lµm nguéi b»ng nhiÖt lîng vËt liÖu mang ra khái vïng nung Q = G . t . C Trong ®ã G : Tränglîng vËt liÖu kh« C : Tû nhiÖt cña s¶n phÈm C = 0,22 Kcal Kg C t : NhiÖt ®ä s¶n phÈm t = 700 C Q = 0,22 . 700 . 4247,6 Q = 654130,4 Kcalh 2) NhiÖt lý do ph¬ng tiÖn vËn chuyÓn mang vµo Do chuyÓn ®éng b»ng hÖ thèng con l¨n nªn Q = 0 3) NhiÖt do kh«ng khÝ mang vµo Q = (V + V . . B) . i Trong ®ã V : Lîng kh«ng khÝ t¸ch sang vïng sÊy i : Hµm nhiÖt kh«ng khÝ ë 25 C i = 7,45 Kcalm Q = (V + 8,5 . 1,68 . B ) . 7,45 Q = 7,45 V + 106,4B VËy tæng nhiÖt cung cÊp vïng lµm nguéi Q = 654130,4 + 0 + 7,45 V + 106,4B Q = 654130,4 + 7,45 V + 106,4B Kcal h II – NhiÖt tiªu tèn 1) NhiÖt lý do s¶n phÈm mang ra khái lß Q = G . C . t Trong ®ã G : Träng lîng kh« cña vËt liÖu G = 4247,6 Kgh t : NhiÖt ®é cña vËt liÖu mang ra khái vïng nung t = 40 C C : Tû nhiÖt cña vËt liÖu 0,22 KcalKg C Q = 4247,6 . 0,22 . 40 Q = 37378,8 Kcal h 2) NhiÖt do kh«ng khÝ nãng t¸ch sang vïng sÊy Q = V . i Trong ®ã V : Lîng kh«ng khÝ t¸ch sang vïng sÊy i : Hµm nhiÖt kh«ng khÝ ë 400 C i = 124 Kcalm Q = V . 124 Q = 124V Kcal h 3) NhiÖt lý kh«ng khÝ nãng ®a sang vïng nung Q = V . .B . i Trong ®ã V : Lîng kh«ng khÝ theo lý thuyÕt ®Ó ®èt ch¸y 1m khÝ trong lß : HÖ sè d kh«ng khÝ = 1,61 i : Hµm nhiÖt kh«ng khÝ ë 400 C i = 124 Kcalm Q = 8,5 . 1,61 . B . 124 Q = 1697B Kcal h 4) NhiÖt do tæn thÊt ra m«i trêng xung quanh t¹i vïng lµm nguéi Q = 26577,72 + 11919,8 + 23250,24 Q = 61747,76 Kcal h VËy tæng lîng nhiÖt tiªu thô t¹i vïng lµm nguéi lµ Q = 37378,88 + 124V + 1697B + 61747,76 Q = 99126,64 + 124V + 1697B Theo tÝnh chÊt c©n b»ng nhiÖt ta cã Q = Q 99126,64 + 124V + 1697B = 654130,4 + 7,45 V + 106,4B 116,55 V + 62,6B = 555003,76 (2’) KÕt hîp (1’) vµ (2’) ta cã 8876,913B + 117,8 V = 879172,59 62,6B + 116,55 V = 555003,76 Gi¶i hÖ trªn ta ®îc B = 36,1 m h V = 4742,54 m h ThÓ tÝch kh«ng khÝ cÊp vµo : V = V + V . . B = 4742,54 + 8,5 .1,61 . 36,1 = 5236,5 m h ThÓ tÝch kh«ng khÝ nãng cÊp vµo vïng nung V = V . . B = 8,5 .1,61 . 36,1 =494,03 m h +) Tiªu thô nhiªn liÖu chuÈn X = = 41,7 m Kg +) Tiªu thô nhiªn liÖu chuÈn riªng phÇn theo s¶n phÈm x = = 0,01 m Kg +) NhiÖt tiªu thô riªng phÇn theo s¶n phÈm q = = 68,87 Kcal Kg +) C«ng suÊt nhiÖt cña thiÕt bÞ Q = B . Q + C . t + V . C . t Q = 36,1 . 8104,4 + 0,4 . 25 + 8,5 . 0,33 .25 Q = 292649 Kcal h III – TÝnh chë lùc 1) Trë trong lùc toµn lß §Ó tÝnh trë lùc trong toµn lß ta cã c«ng thøc sau P = A . V . L Trong ®ã A : HÖ sè søc c¶n cho tiÕt diÖn ngang lß A = 1,1 L : ChiÒu dµi lß V : VËn tèc dßng khÝ chuyÓn ®éng trong kªnh (m s) Ta cã V = . MÆt kh¸c ta cã t = t = 590 C VËy V = . = 0,32 ms VËy trë lùc cña toµn lß lµ P = 1,1 . 3,38 . 174,4 = 648,8 mm H O 2) TÝnh chän thiÕt bÞ vµ trë lùc cña èng khãi +) ThÓ tÝch khãi lß trong mét gi©y v = . V . B Trong ®ã V : ThÓ tÝch kh«ng khÝ trong lß B : Lîng nhiªn liÖu cÇn cung cÊp trong mét giê B = 36,1 m h : Dung träng khãi lß v = . 15,914 . 36,1 v = 0,93 m s +) DiÖn tÝch kªnh dÉn lµ F = = = 2,9 m +)VËy ta cã ®êng kÝnh cña kªnh dÉn lµ d = 2 . = 1,92 m +) §êng kÝnh thuû lùc kªnh dÉn D = d = 1,92 m +) èng khãi X¸c ®Þnh chiÒu cao cña èng khãi Chän tèc ®é hiÖn t¹i cña cöa ra èng khãi lµ v = 4 ms VËy lu lîng cña khÝ th¶i trong mét giê sÏ lµ Q = 574,5 ms §êng kÝnh cña èng khãi lµ Ta cã Q = F . v MÆt kh¸c D = = 0,54 (m) Ta cã c«ng thøc tÝnh chiÒu cao cña èng khãi lµ nh sau 1,3P = H . g . ( ) . . . . H = 24,5 (m) +) Chän qu¹t dÈy kh«ng khÝ víi tæn ¸p 648,8 mm H O Träng lîng kh«ng khÝ lµ = . = 1,25 . = 1,14 Kg m ¸p lùc cÇn thiÕt cña qu¹t P = P . = 648,8 . = 683 mm H O Dùa vµo lu lîng qu¹t ta tÝnh c«ng suÊt cña ®éng c¬ N = = = 12,5 KW +) Chän qu¹t hót gièng qu¹t ®Èy ®Ó kh¾c phôc tæn ¸p xuèt chiÒu dµi lß +) Chän qu¹t cÊp khÝ cho vïng sÊy cã V = 1701 m h chän sè vßng quay cña qu¹t 970 vphót hiÖu BD18 +) Chän qu¹t cÊp khÝ nãng cho vïng nung víi lu lîng V = 1043,8 m h BD 18 +) Sè con l¨n cña lß Gäi kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c con l¨n lµ 50 mm Mçi m« ®un chøa 53 con l¨n vËy tæng sè con l¨n cña lß lµ 53 . 68 = 3604 con l¨n +) C«ng suÊt vßi phun ë ®©y ta dïng 116 vßi phun mÆt kh¸c ta cã lîng nhiªn liÖu cÇn cung cÊp trong mét giê lµ 36,1 m h VËy ta cã c«ng suÊt cña 1 vßi phun lµ = 0,31 m h VËy ®Ó thiÕt kÕ lß nung thanh l¨n nung tÊm kelamic kÝch thíc 500 500 8 c«ng suÊt 2,1 triÖu m n¨m ta cÇn chÕ t¹o lß víi c¸c chØ tiªu nh sau STT Tªn thiÕt bÞ C¸c chØ tiªu kü thuËt 1 ChiÒu dµi lß 174,4m 2 ChiÒu réng lß 2961,8mm 3 ChiÒu cao lß 1500mm 4 ChiÒu réng h÷u Ých 1830,6 5 §êng kÝnh con l¨n 48 mm 6 Sè con l¨n 3604 7 VËn tèc con l¨n 14,85 vphót 8 Sè vßi phun 116 chiÕc 9 Sè qu¹t 4 chiÕc 10 C«ng suÊt 1 vßi phun 0,31 m h 11 Lîng nhiªn liÖu cÇn cung cÊp trong 1 h 36,1 m h 3) VËn hµnh thiÕt bÞ Tríc khi ®a thiÕt bÞ vµo ho¹t ®éng ta chó ý ®Õn c¸c yªu cÇu sau: +) Ph¶i kiÓm tra tr¹ng th¸i cña lß ®Ó cã biÖn ph¸p kh¾c phôc kÞp thêi +) KiÓm tra c¸c thiÕt bÞ an toµn +) KiÓm tra sù vËn hµnh cña c¸c con l¨n +) KiÓm tra c¸c vÞ trÝ ®Çu phun vµ c¸c hÖ thèng ®iÒu tiÕt nhiªn liÖu vµo lß +) KiÓm tra c¸c m« t¬ vÞ trÝ qu¹t hót vµ vÞ trÝ qu¹t ®Èy +) §¶m b¶o vÖ sinh an toµn loa ®éng
Thuyết minh đồ án thiết bị nhiệt Đề tài : Thiết kế lò nung lăn để nung kelamic công suất 2,1 triệu m / năm Kích thớc : 500 ì 500 ì mm Đờng cong nung 55 phút Dùng nguyên liệu khí Tiền Hải Thái Bình ************************************* Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr Phần I : Giới thiệu Trong năm vừa qua kinh tế không ngừng tăng trởng phát triển mặt Cùng với tăng trởng chung đất nớc , Ngành công nghệ vật liệu xây dựng nói chung ngành sản xuất gạch men , ốp lát nói riêng phát triển chiều rộng chiều sâu Để đáp ứng đợc nhu cầu gạch men , kelamít đợc ngời tiêu dùng đánh giá loại vật liệu ốp có chất lợng cao có độ bền , bóng có đọ xác cao có đa dạng hình dáng , kích thớc , màu sắc Muốn có sản phẩm đật đợc tiêu chuẩn đòi hỏi phải có dây truyền sản xuất đồng tiên tiến từ khâu đầu đến khâu cuối 1) Một số công nghệ Phơng pháp gia công - Bớc chuẩn bị nguyên vật liệu phục vụ sản xuất ốp lát kelamíc khâu quan trọng định chất lợng sản phẩm Vật liệu đợc xác định thành phần hoá lý cho đạt đợc tiêu kỹ thuật quy định Sau đợc tuyển chọn kỹ đợc nghiền sơ , nghiền tinh ( Phơng pháp nghiền bi , nghiền ớt tạo hồ đợc chứa cào hầm khuấy , sau đợc khuấy đảm bảo độ đồng tạo thành huyền phù Qua trình sấy phun đợc vật kiệu dạng bột mịn Sau đợc dạng bột , vật liệu đợc chứa xilô Bớc vật liệu đợc cấp phối cách hợp lý tạo hình phơng pháp ép bán khô sau tạo hình đợc đa qua công đoạn tráng men bề mạt đợc đa vào lò nung Lò nung lăn sản xuất theo công nghệ nung lần Sản xuất gạch theo phơng pháp nung lần tiết kiệm đợc nhiên liệu , rút ngắn đợc thời gian gia công nhiệt Chế độ nung áp dụng cho ốp kích thớc 500 ì 500 ì mm 2) Quá trình nung +) Quá trình đốt trớc : Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr Nhiệt độ từ 25 o C đến 800 o C thời gian T dt = 9,7 phút +) Quá trình nung : Nhiệt độ từ 800 o C đến 1100 o C thời gian T n = 24,18 phút +) Quá trình làm nguội : - Làm nguội nhanh : Nhiệt độ từ 1100 o C đến 600 o C thời gian làm nguội nhanh T ln n = 4,85 phút - Làm nguội chậm : Nhiệt độ từ 600 o C đến 500 o C thời gian làm nguội nhanh T ln c = 6,48 phút - Làm nguội cuối : Nhiệt độ từ 500 o C đến 40 o C thời gian làm nguội nhanh T ln cc = 9,79 phút Sau sơ đồ đờng cong gia công nhiệt o tc 1100 800 600 500 400 30 4,85 9,7 17,87 21,03 33,88 38,73 45,21 55 t (Phút) ( Đờng cong gia công niệt nung 55 phút ) H.1 Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr Lò lăn ta sử dụng loại khí đốt Tiền Hải Thái Bình ta có bảng thành phần nhiên liệu khí đốt nh sau CH C2 H6 C3 H8 H2 N2 CO Thành phần khác 89,02% 3,386% 0,736% 0,57% 1,734% 3,658% 0% 3) Cấu tạo nguyên tắc hoạt động lò : a) Cấu tạo modun lò: Lò đợc xây dựng từ modun dài cho vùng tăng nhiệt , vùng nung , làm nguội nhanh , vùng làm nguội chậm , vùng làm nguội cuối Chiều dài modun đợc thiết kế sẵn giúp cho việc vận chuyển lắp ráp dễ dàng nh đảm bảo độ kín khít lò Vỏ lò khung thép làm ống vuông kim loại phủ bên Những kim loại đợc gắn khít với khung hình ống Sự ổn định vỏ lò nhằm đảm bảo kết cấu nh trình thoá nhiệt lò suốt trình nung sản phẩm b) Cấu tạo : Vùng nung sơ từ 400 o C đến 800 o C , vùng làm nguội nhanh đợc xây dựng vật liệu có chất lợng cao , trọng lợng nhẹ hệ số dẫn nhiệt thấp ,khả chống sốc nhiệt cao , bề mặt đợc mài nhẵn có khr chống mài mòn Vỏ lò ta đợc cấu tạo gồm lớp : +) Lớp vật liệu chịu lửa : Samốt A có tiêu chuẩn sau Kích thớc : 113 ì 230 ì 65 ( mm ) Hệ số dẫn nhiệt : = 0,6 Kcal/m o C.giờ Nhiệt độ làm việc dới tải trọng : t o Đồ án thiết bị nhiệt lv = 1400 o C Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr +) Lớp vật liệu chịu nhiệt : Samốt B có tiêu chuẩn sau Kích thớc : 113 ì 230 ì 65 ( mm ) Hệ số dẫn nhiệt : = 0,42 Kcal/m o C.giờ Nhiệt độ làm việc dới tải trọng : t o lv = 1250 o C +) Lớp vật liệu cách nhiệt : Bông thuỷ tinh ( Bông khoáng ) Kích thớc : 2000 ì 600 ì 20 Hệ số dẫn nhiệt : = 0,04 Kcal/m o C.giờ Nhiệt độ làm việc dới tải trọng : t o lv = 1150 o C +) Lớp vỏ thép : Không kể đến (Lớp bảo vệ) Tờng lò ta bố trí hai bên tờng lò khe quan sát dịch chuyển gạch nung kiểm soát vòi đốt , có cửa để van lò quét phần cặn men suất trần kênh nung Trần lò đợc trang bị vật liệu nh tờng lò gồm lớp vật liệu lớp vật liệu chịu lửa ( gạch samốt A ) , lớp vật liệu chịu nhiệt ( gạch samốt B ) , lớp vật liệu cách nhiệt ( thuỷ tinh ( Bông khoáng ) ) +) Vùng đốt trớc : Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc dùng khí thải khí thải nóng đợc đa vào nơi sau hoà trộn thêm không khí để đạt đợc nhiệt độ thích hợp lại hút Khi khí thải khỏi lò có nhiệt độ 150 o C nh vật liệu nung đợc nung sơ 150 o C Việc thết kế vùng trớc nung ta có hai lợi sử dụng lợng khí thải nung thứ hai vật liệu nung có nhiệt độ lớn từ đầu dẫn đến vật liệu nung xẽ biến dạng chuẩn bị vào vùng nung +) Vùng nung : Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr Cấu tạo nh vùng khác gồm lớp lớp vật liệu chịu lửa ( gạch samốt A ) , lớp vật liệu chịu nhiệt ( gạch samốt B ) , lớp vật liệu cách nhiệt ( thuỷ tinh ( Bông khoáng ) ) +) Hệ thống vùng làm nguội : Cấu tạo vùng làm nguội tạ vùng phải làm nguội sản phẩm chậm nhiệt độ thấp ta thiết kết vùng naỳ có lớp vật liệu chịu nhiệt ( gạch samốt B ) , lớp vật liệu cách nhiệt ( thuỷ tinh ( Bông khoáng ) ) Không khí đợc thổi vào vật liệu nung qua ống chịu nhiệt nằm phía dới lăn Không khí vùng làm nguội nhanh đợc lấy từ không khí vùng làm nguội chậm vùng làm nguôị cuối đờng ống , tính từ ống khói qua quạt hút đẩy vào vùng làm nguội nhanh với lu lợng lớn hoà trộn thêm không khí lạnh *) Sau làm nguội nhanh , vật nung qua vùng làm nguội chậm đậy không khí vùng làm nguội nhanh bị hút *) Vùng làm nguội cuối không khí lạnh thổi vào lại hút lần vật nung lại đợc làm nguội xuống nhiều đạt đợc nhiệt độ lò mà không gây nên ứng xuất nhiệt gây làm biến dang nứt vỡ sản phẩm c) Các thiết bị an toàn Trong trờng hợp xảy cố hệ thống cấp khí đốt đợc ngắt tự động , động dự bị vào hoạt động d) Hệ thống vận hành lăn Các lăn đợc dẫn động khớp bánh , nằm phía Mô tơ đợc nối với phần dẫn động dây đai vận hành ngợc trờng hợp e) Hệ thống điều tiết khiểm tra f) Điều tiết nhiệt độ g) Điều tiết áp lực Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr h) Điều tiết áp lực khí đốt Phần II : Tính toán Tính quỹ thời gian ( Chế độ làm việc ) Thiết bị nung ta thiết bị nung làm việc liên tục nên ta chọn chế độ làm việc nh sau Để tính đợc quỹ thời gian hoạt động lò ta có công thức sau T lv = T n - ( x + y + z + t ) 24 (h) Trong T lv : Quỹ thòi gian để lò hoạt động T n : Thời gian làm việc năm (h) x : Số ngày nghỉ tết ngày lễ x = ngày y : Số ngày chủ nhật năm ( làm việc liên tục nên công nhân làm việc liên tục ) y = z : Số ngày ngừng sửa chữa năm z = 15 ngày t : Thời gia giao ca t = ( Vì tiết kiệm thời gian không ảnh hởng đến trình làm việc lò ) Vậy ta có quỹ thời gian làm việc T lv = 365 24 ( + + 15 + ) 24 T lv = 8232 (h) Tính tốc độ quay lăn Ta có công xuất lò 2,1 triệu /năm mặt khác ta gọi số lợng phế phẩm 1,2 % ta có số m thực tế cần sản xuất Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 2100000 + 2100000 1,2 = 2125200 ( m ) 100 Vậy ta có xuất lò làm việc Q ns = 2125200 Tlv Q ns = 2125200 8232 Q ns = 259 m / h Ta chọn mật độ hàng ngang viên ta có diện tích hàng k = 0,5 0,5 k = 0,75 m / hàng Tính số hàng gạch ta có công thức sau n= Q ns k Trong n : Số hàng gạch Q ns : Năng suất lò k : Diện tích hàng gạch Thay vào công thức ta có n= 259 0,75 n = 345,3 hàng / h Ta lấy n = 346 hàng / h Chọn khoảng cách hai hàng dọc x = cm Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr ta có 0,05 = v R t Trong t : thời gian lăn đợc quãng đờng x = cm R : Bán kính lăn R = 0,034 (m) v : Vận tốc lăn ta có t1 = 0,05 (1) v.2. R Mặt khác ta có 346 0,5 = t v R 60 55 Trong t : Thời gian lăn tiếp xúc với gạch (con lăn chạy liên tục 55 phút ) R : Bán kính lăn R = 0,034 (m) v : Vận tốc lăn ta có t2 = 346.0,5.55 60.R.2.v. Thời gian lăn không tiếp xúc với gạch 55 phút 55 - t = 55 - 346.0,5.55 60.R.2.v. Gọi thời gian t hàng gạch chuyển động Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 346.0,5.55 t = ( 55 ) 346 55 (2) 60.R.2.v. 60 mặt khác ta có t = t1 Thay (1) vào (2) ta có 0,05 346.0,5.55 = ( 55 ) 346 55 v.2. R 60.R.2.v. 60 ta có v = 14,85 vòng / phút Tính độ dài cụ thể vùng a) Độ dài vùng đạt từ 20 o C đễn 400 o C có thời gian t = 4,85 phút theo hình ( Đờng cong gia công nhiệt ) L1 = 317,2.0,5.4,85 317,2.4,85 + 1.0,05 55 55 L1 = 15,3342 (m) b) Độ dài vùng đạt từ 400 o C đến 800 o C có thời gian t = 4,85 phút theo hình ( Đờng cong gia công nhiệt ) L2 = 317,2.0,5.4,85 317,2.4,85 + 0,05 55 55 L2 = 15,3842 (m) c) Độ dài vùng nhiệt 800 o C có thời gian t = 8,17 phút theo hình ( Đờng cong gia công nhiệt ) L3 = 317,2.0,5.8,17 317,2.8,17 + 0,05 55 55 L3 = 25,91524 (m) Đồ án thiết bị nhiệt 10 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr c) Tính lợng nhiệt tổn thất qua đáy lò c-1 ) Nhiệt mát qua vùng sấy đốt trớc ( 12 mođun ) Ta có F1 = Ft + Fn F = 12 2,6 (1,8 + 1,9) F = 50,544 ( m ) Ta chọn = 3,9 Vậy ta có Q tt = 378,2 50,544 Q tt = 19115,7 Kcal / m c-2 ) Nhiệt mát vùng nung ( 36 mođun ) Ta có F1 = Ft + Fn F = 36 2,6 (1,8 + 1,9) F = 151,632 ( m ) Ta chọn = 3,9 Vậy ta có Q tt = 531,5 151,632 Q tt = 80592,4Kcal / m c-3 ) Nhiệt mát vùng làm nguội ( 20 mođun ) Ta có F1 = Ft + Fn F = 20 2,6 Đồ án thiết bị nhiệt 35 (1,8 + 1,9) Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr F = 84,24 ( m ) Ta chọn = 3,9 Vậy ta có Q tt = 276 84,24 Q tt = 23250,24 Kcal / m Vậy tổng lợng nhiệt mát qua vùng nung vùng đốt trớc Q tt = 20253 + 84838,1 + 13289,5 + 60224,58 + 19115,7 + 80595,4 Q tt = 278316 Kcal /h Vậy tổng lợng nhiệt mát qua vùng làm nguội Q tt = 26577,72 + 11919,8 + 23250,24 Q tt = 61747,76 Kcal /h 13)Tính cân nhiệt A- Phơng trình cân nhiệt cho vùng đốt trớc , vùng nung , vùng sấy I Phần nhiệt cung cấp Lò lăn dựa nguyên tắc làm việc liên tục dựa vào sơ đò khí động học ta có ph ơng trình cân nhiệt sau 1) Nhiệt hoá nhiên liệu Q cc = B Q t lv Trong Q t lv : Nhiệt trị nhiên liệu B : Lợng nhiệt cần cung cấp Q 1cc : Lợng nhiệt hoá nhiên liệu Đồ án thiết bị nhiệt 36 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr Q cc = 8104,4 B 2) Nhiệt lý nhiên liệu mang vào Q cc = B C nl t nl o Trong C nl : Tỷ nhiệt nhiên liệu C nl = 0,4 Kcal / m C t nl o : Nhiệt độ nhiên liệu t nl o = 25 o C Q cc : Nhiệt liệu nhiên liệu mang vào Q cc = 10 B 3) Nhiệt lý không khí rò rỉ vào lò qua khe hở Q cc = ( y - ) C kk t kk o Trong Q cc : Nhiệt lý không khí rò rỉ qua khe hở y : Hệ số d không khí y = : Hệ số d lợng không khí lò = 1,61 C kk : Tỷ nhiệt không khí C kk = 0,33Kcal / m C t kk o : Nhiệt độ không khí t kk o = 25 o C Q cc = ( - 1,61 ) 0,33 25 Q cc = 52,7 Kcal / h 4) Nhiệt toả từ phản ứng toả nhiệt Đồ án thiết bị nhiệt 37 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr Do nhiên liệu có chứa thành phần hoá Al O , SiO , Na O lò nen không xảy phản ứng toả nhiệt Q cc = 5) Nhiệt không khí nóng từ vùng làm nguội mang vào Q cc = ( V ts + V o B ) i kk Trong V ts : Thể tích khí tách từ vùng làm nguội mang vào vùng sấy V o : Thể tích khí chuẩn : Hệ số d lợng không khí lò = 1,61 i kk : Hàm nhiệt không khí t o = 400 o C i kk = 124 Kcal/ m Q cc : Nhiệt dung không khí từ vùng làm nguội mang vào Q cc = ( V ts + 8,5 1,61 B ) 124 Q cc = 124 V ts + 1696,94 B 6) Nhiệt lý vật liệu ẩm mang vào Q cc = G vl o t vl o ( C vl o + Wa ) 100 Trong G vl o : Trọng lợng khô vật liệu G vl o = 4247,6 Kg/h C vl o : Tỷ nhiệt vật liệu C vl o = 0,22 W a : Độ ẩm vật liệu W a = 1% t vl o : Nhiệt độ vật liệu t vl o = 25 o C Đồ án thiết bị nhiệt 38 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr Q cc = 4247,6 25 ( 0,22 + 0,01 ) Q cc = 24423,7 Kcal / h Ta có tổng lợng nhiệt cung cấp Q cc = 8104,4B + 10B + 52,7 + + 124 V ts + 1696,94B + 24423,7 Q cc = 9811,34B + 124 V ts + 24476,4 Kcal /h (2) II Phần tiêu tốn nhiệt 1- Nhiệt tiêu tốn bốc lợng nớc ẩm lý học vật liệu đốt nóng l ợng nớc tới nhiệt độ khí thải Q 1tt = G vl W W ( 638 - t bd o + 0,48 ( t kl o - 100 ) ) 100 Trong G vl W : Trọng lợng ẩm vật liệu G vl W = 4334,29 Kg / h W : Độ ẩm vật liệu W = 1% t bd o : Nhiệt độ ban đầu vật liệu t bd o = 25 o C t kl o : Nhiệt độ khói lò t kl o = 120 o C Q 1tt = 4334,29 0,01 ( 638 25 + 0,48 20 ) Q 1tt = 26985,29 Kcal /h 2) Nhiệt lý vật liệu mang khỏi vùng nung 100 MKN 100 Q tt = G vl o C vl t vl o Trong G vl o : Trọng lợng khô vật liệu G vl o = 4247,6 Kg/h Đồ án thiết bị nhiệt 39 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr t vl o : Nhiệt độ vật liệu mang khỏi vùng nung t vl o = 700 o C C vl : Tỷ nhiệt vật liệu 0,22 Kcal/Kg o C MKN : Lợng nung MKN = % 100 100 Q tt = 4247,6 0,22 700 Q tt = 621423,88 Kcal / h 3) Nhiệt môi trờng xung quanh vùng nung vùng sấy đốt trớc Q tt = 278316 Kcal /h 4) Nhiệt mang theo khói lò Q tt = V kl ( y - ) C kl B Q tt = 15,914 ( 1,61 ) 0,38 B Q tt = 38,64B Kcal / h 5) Nhiệt tổn thất học Q tt = 5% Q t lv B Q tt = 0,05 8104,4 B Q tt = 405,22 B Kcal / h 6) Nhiệt mát nguyên nhân khác mà không tính đợc Q tt = 5% Q cc Vậy ta có tổng lợng nhiệt tiêu tốn Q tt = 26985,29 + 621423,88 + 278316 + 38,64B + 405,22B + 5% Q cc Đồ án thiết bị nhiệt 40 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr tt Q = 902425,17 + 443,86B + 5% Q cc Theo tính chất cân nhiệt ta có Q tt = Q cc 902425,17 + 443,86B + 5% Q cc = Q cc 902425,17 + 443,86B = ( 9811,34B + 124 V ts + 24476,4) 95% 8876,913B + 117,8 V ts = 879172,59 (1) B -Phơng trình cân nhiệt vùng làm nguội I- Nhiệt cung cấp Nhiệt lý sản phẩm mang vào vùng làm nguội nhiệt l ợng vật liệu mang khỏi vùng nung o o Q cc = G sp t sp C sp Trong o G sp : Trọnglợng vật liệu khô C sp : Tỷ nhiệt sản phẩm C sp = 0,22 Kcal /Kg o C o o t sp : Nhiệt đọ sản phẩm t sp = 700 o C Q cc = 0,22 700 4247,6 Q 1cc = 654130,4 Kcal/h 2) Nhiệt lý phơng tiện vận chuyển mang vào Do chuyển động hệ thống lăn nên Q cc = Đồ án thiết bị nhiệt 41 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 3) Nhiệt không khí mang vào Q cc = (V ts + V o B) i kk Trong V ts : Lợng không khí tách sang vùng sấy i kk : Hàm nhiệt không khí 25 o C i kk = 7,45 Kcal/m Q cc = (V ts + 8,5 1,68 B ) 7,45 Q cc = 7,45 V ts + 106,4B Vậy tổng nhiệt cung cấp vùng làm nguội Q ln = 654130,4 + + 7,45 V ts + 106,4B cc Q ln = 654130,4 + 7,45 V ts + 106,4B Kcal /h cc II Nhiệt tiêu tốn 1) Nhiệt lý sản phẩm mang khỏi lò o Q 1tt = G sp C sp t sp o Trong o o G sp : Trọng lợng khô vật liệu G sp = 4247,6 Kg/h o o t sp : Nhiệt độ vật liệu mang khỏi vùng nung t sp = 40 o C C sp : Tỷ nhiệt vật liệu 0,22 Kcal/Kg o C Q 1tt = 4247,6 0,22 40 Q 1tt = 37378,8 Kcal /h 2) Nhiệt không khí nóng tách sang vùng sấy Đồ án thiết bị nhiệt 42 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr Q tt = V ts i kk Trong V ts : Lợng không khí tách sang vùng sấy i kk : Hàm nhiệt không khí 400 o C i kk = 124 Kcal/m Q tt = V ts 124 Q tt = 124V ts Kcal /h 3) Nhiệt lý không khí nóng đa sang vùng nung Q tt = V o B i kk Trong V o : Lợng không khí theo lý thuyết để đốt cháy 1m khí lò : Hệ số d không khí = 1,61 i kk : Hàm nhiệt không khí 400 o C i kk = 124 Kcal/m Q tt = 8,5 1,61 B 124 Q tt = 1697B Kcal /h 4) Nhiệt tổn thất môi trờng xung quanh vùng làm nguội Q tt = 26577,72 + 11919,8 + 23250,24 Q tt = 61747,76 Kcal /h Vậy tổng lợng nhiệt tiêu thụ vùng làm nguội Q ln = 37378,88 + 124V ts + 1697B + 61747,76 tt Q ln = 99126,64 + 124V ts + 1697B tt Đồ án thiết bị nhiệt 43 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr Theo tính chất cân nhiệt ta có Q ln = Q ln tt cc 99126,64 + 124V ts + 1697B = 654130,4 + 7,45 V ts + 106,4B 116,55 V ts + 62,6B = 555003,76 (2) Kết hợp (1) (2) ta có 8876,913B + 117,8 V ts = 879172,59 62,6B + 116,55 V ts = 555003,76 Giải hệ ta đợc B = 36,1 m / h V ts = 4742,54 m / h Thể tích không khí cấp vào : V kk = V ts + V o B = 4742,54 + 8,5 1,61 36,1 = 5236,5 m / h Thể tích không khí nóng cấp vào vùng nung V kkn = V o B = 8,5 1,61 36,1 =494,03 m / h +) Tiêu thụ nhiên liệu chuẩn lv B.Qt Xy = = 41,7 m / Kg 7000 +) Tiêu thụ nhiên liệu chuẩn riêng phần theo sản phẩm x= Xy Gk = 0,01 m / Kg +) Nhiệt tiêu thụ riêng phần theo sản phẩm Đồ án thiết bị nhiệt 44 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr q= B.Q lv t = 68,87 Kcal /Kg Gk +) Công suất nhiệt thiết bị Q = B Q t lv + C nl t o nl + V o C kk t o kk Q = 36,1 8104,4 + 0,4 25 + 8,5 0,33 25 Q = 292649 Kcal /h III Tính chở lực 1) Trở lực toàn lò Để tính trở lực toàn lò ta có công thức sau P = Ao V L Trong A o : Hệ số sức cản cho tiết diện ngang lò A o = 1,1 L : Chiều dài lò V : Vận tốc dòng khí chuyển động kênh (m/ s) Ta có V= Vkk t + tb 3600.Ft 273 Mặt khác ta có t tb = (1100 + 80) t tb = 590 o C Vậy Đồ án thiết bị nhiệt 45 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 494,03 590 = 0,32 m/s V = 3600.F + 273 t Vậy trở lực toàn lò P = 1,1 3,38 174,4 = 648,8 mm H O 2) Tính chọn thiết bị trở lực ống khói +) Thể tích khói lò giây v= ( 1,6. ) 3600 V kl B Trong V kl : Thể tích không khí lò B : Lợng nhiên liệu cần cung cấp B = 36,1 m / h : Dung trọng khói lò v= ( 1,6.1,359) 3600 15,914 36,1 v = 0,93 m / s +) Diện tích kênh dẫn F= 0,93 v = = 2,9 m 0,32 V +)Vậy ta có đờng kính kênh dẫn d=2 2,9 = 1,92 m 3,14 +) Đờng kính thuỷ lực kênh dẫn D = d = 1,92 m +) ống khói Đồ án thiết bị nhiệt 46 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr - Xác định chiều cao ống khói Chọn tốc độ cửa ống khói v oy = m/s Vậy lu lợng khí thải Q = 574,5 m/s Đờng kính ống khói Ta có Q = F v oy Mặt khác D ok = 4.Q = 0,54 (m) v oy Ta có công thức tính chiều cao ống khói nh sau 1,3P = H g ( kk - tb kl 2 ty H t v Vo o + tb - oy t + ) - D kl 273 2.g 273 2.g tb H = 24,5 (m) +) Chọn quạt dẩy không khí với tổn áp 648,8 mm H O 1 Trọng lợng không khí = o + t = 1,25 + 25 = 1,14 Kg / m 273 273 áp lực cần thiết quạt P quat = P 1,2 1,2 = 648,8 = 683 mm H O 1,14 Dựa vào lu lợng quạt ta tính công suất động N= V P 5236,5.648,8 = = 12,5 KW 3600.102. 3600.102.0,1 +) Chọn quạt hút giống quạt đẩy để khắc phục tổn áp xuốt chiều dài lò Đồ án thiết bị nhiệt 47 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr +) Chọn quạt cấp khí cho vùng sấy có V = 1701 m / h chọn số vòng quay quạt 970 v/phút hiệu BD-18 +) Chọn quạt cấp khí nóng cho vùng nung với lu lợng V = 1043,8 m / h BD - 18 +) Số lăn lò Gọi khoảng cách lăn 50 mm Mỗi mô đun chứa 53 lăn tổng số lăn lò 53 68 = 3604 lăn +) Công suất vòi phun ta dùng 116 vòi phun mặt khác ta có lợng nhiên liệu cần cung cấp 36,1 m / h Vậy ta có công suất vòi phun 36,1 = 0,31 m / h 116 Vậy để thiết kế lò nung lăn nung kelamic kích thớc 500 ì 500 ì công suất 2,1 triệu m /năm ta cần chế tạo lò với tiêu nh sau STT Tên thiết bị Các tiêu kỹ thuật Chiều dài lò 174,4m Chiều rộng lò 2961,8mm Chiều cao lò 1500mm Chiều rộng hữu ích 1830,6 Đờng kính lăn 48 mm Số lăn 3604 Vận tốc lăn 14,85 v/phút Số vòi phun 116 Số quạt Đồ án thiết bị nhiệt 48 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 10 Công suất vòi phun 0,31 m / h 11 Lợng nhiên liệu cần cung cấp h 36,1 m / h 3) Vận hành thiết bị Trớc đa thiết bị vào hoạt động ta ý đến yêu cầu sau: +) Phải kiểm tra trạng thái lò để có biện pháp khắc phục kịp thời +) Kiểm tra thiết bị an toàn +) Kiểm tra vận hành lăn +) Kiểm tra vị trí đầu phun hệ thống điều tiết nhiên liệu vào lò +) Kiểm tra mô tơ vị trí quạt hút vị trí quạt đẩy +) Đảm bảo vệ sinh an toàn loa động Đồ án thiết bị nhiệt 49 Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr