Thiết kế lò nung kim loại

Đồ án lị cơng nghiệp Trí GVHD:PGS.TS Phạm Văn THIẾT KẾ LỊ NUNG KIM LOẠI Họ tên: Khóa: Nghành : LUYỆN KIM ĐHTC BACH KHOA HÀ NỘI Đề tài đồ án: THIẾT KẾ LÒ NUNG LIÊN TỤC ĐỂ NUNG THÁP CÁN I Những số liệu ban đầu: -Năng suất lị: P= 17t/h=17000[kg/h] -Nhiên liệu : Dầu FO có thành phần: CC HC OC NC SC AK Wd 86,75 9,30 1,78 2,17 0,12 1,1 Nguyên tố Thành phần[%] -Vật nung:Thép bon có thành phần :C=0,21% ; Mn=0,40% Si=0,2% - Kích thước vật nung: 100 ×1300 mm -Nhiệt độ vào lò lò vật nung: tvào=20oC: tra= 1200oC -Nhiệt độ nung trước: + Khơng khí tkk =300oC nung 100% +Nhiên liệu tđầu=110oC nung 100% -Nung mặt;xếp hàng phôi ; nhiệt dung riêng dầu Cp=2,17[KJ/kg.K] II.Nội dung thiết kế: 1.Tính tốn cháy nhiên liệu 2.Tính thời gian nung kim loại 3.Cấu trúc lị,chọn vật liệu xây lị,tính cân nhiệt 4.Tính thiết bị đốt nhiên liệu 5.Tính học khí đường khói đường cấp khơng khí III.Bản vẽ:1 vẽ tổng thể lò(A0) IV.Thời gian thiết kế: Ngày giao đầu đề: 12/09/2008 ngày hoàn thành: V.Giáo viên hướng dẫn: SVTH:NGUYỄN HỮU QUÝ PGS.TS.Phạm Văn Trí / /2008 Đồ án lị cơng nghiệp Trí GVHD:PGS.TS Phạm Văn CHƯƠNG I TÍNH TOÁN SỰ CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU I Những số liệu ban đầu: -Năng suất lò: P= 17t/h=17000[kg/h] -Nhiên liệu : Dầu FO có thành phần: Nguyên tố Thành phần[%] CC HC OC NC SC AK Wd 86,75 9,30 1,78 2,17 0,12 1,1 -Vật nung:Thép bon có thành phần :C=0,21% ; Mn=0,40% Si=0,2% - Kích thước vật nung: 100 ×1300 mm -Nhiệt độ vào lò lò vật nung: tvào=20oC: -Nhiệt độ nung trước: tra= 1200oC + Khơng khí tkk =300oC nung 100% +Nhiên liệu tđầu=110oC nung 100% -Nung mặt;xếp hàng phôi ; nhiệt dung riêng dầu Cp=2,17[KJ/kg.K] II.TÍNH TỐN SỰ CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU II.1.Chuyển đổi thành phần nhiên liệu thành phần dùng: a.Hệ số chuyển đổi từ thành phần khô sang thành phần dùng: 100−W Kk-d= 100 d 100−1,1 = 100 = 0,989 b.Hàm lượng tro tính theo thành phần dùng: Ad=Kk-d.Ak= 0,989.0,12=0,1187 c.Hệ số chuyển đổi từ thành phần chấy sang thành phần dùng: 100  (A d ¦W d ) 100−(0 ,1187+1,1 ) 100 = 100 = 0,988 Kc-d= d.Thành phần nguyên tố tính theo thành phần dùng: Công thức tổng quát: SVTH:NGUYỄN HỮU QUÝ Đồ án lị cơng nghiệp Trí GVHD:PGS.TS Phạm Văn Xd= Xc Kc-d Trong đó: Xd : Thành phần dùng nguyên tố “X Xc : Thành phần cháy nguyên tố “X” Nguyên tố Thành phần (%) Cd Hd Od Nd Sd Ad 85,70 9,19 1,76 2,14 0,12 Wd 1,1 BẢNG I.1:Thành phần dùng dầu FO II.2.Tính nhiệt trị thấp nhiên liệu (Qt [kJ/kg]): Qtd =339,1.Cd +1255,8.Hd –108,8.(Od – Sd) – 25,1(Wd + 9.Hd) Qtd =339,1 85,70+1255,8 9,19-108,8.(0 -2,14) -25,1(1,1 +9 9,19) Qtd =38731 [kJ/kg] Qtd =38731 [kJ/kg] II.3.Chọn hệ số tiêu hao khơng khí n : Khi chọn hệ số tiêu hao khơng khí, ta phải dự đoán trước sử dụng loại mỏ đốt ? Ở thiết kế , ta phải đốt dầu FO mỏ phun cao áp (dùng khơng khí làm chất biến bụi) tham khoả tài liệu [1] bảng 1.4 tài liệu [2] ta chọn hệ số tiêu hao khơng khí n= 1,2 II.4.Bảng tính tốn cháy nhiên liệu: Tính tốn cháy nhiên liệu thực theo phương pháp lập bảng Trong bảng , ta tính cho 100kg nhiên liệu sau kg II.5.Bảng cân khối lượng: SVTH:NGUYỄN HỮU QUÝ  A quy đổi N 100 Đồ án lị cơng nghiệp Trí GVHD:PGS.TS Phạm Văn Để kiểm tra độ xác số liệu tính tốn bảng 1.2, ta lập bảng cân khối lượng.(Bảng 1.3) Về nguyên  Khối lượng chất tham gia phản ứng =  Khối lượng sản phẩm cháy tạo thành+tro BẢNG I.3: Bảng cân khối lượng CHẤT THAM GIA SỰ CHÁY Chất Nhiên liệu Khơng khí Cơng Đơn vị thức tính [kg] Dầu FO 100 O2 N2 11,41.32 365,12 42,93.28 1202  A =1667,12(kg) Đánh giá sai số:  δ= A   A B SẢN PHẨM CHẤY TẠO THÀNH Chất Cơng thức Đơn vị tính [kg] CO2 7,14.44 314,2 H2O 4,66.18 83,88 N2 42,95.28 1202,6 O2 1,9.32 60,8 SO2 0,067.64 4,3 ΣSPC= 1665,78 (kg)SPC= 1665,78 (kg) d ΣSPC= 1665,78 (kg)SPC + A =1665,78+ 0,12= 1665,9 ΣSPC= 1665,78 (kg)B= 1665,9 (kg) 1667,12−1665,9 100%= 1667,12 100%= 0,073% δ%= 0,073 [%] Nhận xét: Sai số δ = 0,073 % chứng tỏ số liệu tính tốn cháy bảng 1.2 đáng tin cậy II.6.Khối lượng riêng sản phẩm cháy ( SVTH:NGUYỄN HỮU QUÝ ρ [kg/m3tc] Đồ án lị cơng nghiệp Trí ρo = ∑spc 100 Vn = 1665,78 1270,5 GVHD:PGS.TS Phạm Văn =1,311 [kg/m3tc] Trong đó: ΣSPC= 1665,78 (kg)SPC = 1665,78 [kg] 100.Vn =1270,5 [m3/m3tc] (xem bảng 1.3) (xem bảng 1.2) ρ o =1,31[kg/m3tc] II.7.Nhiệt độ cháy nhiên liệu (t [oC ]): II.7.1.Nhiệt độ cháy lý thuyết: Nhiệt độ cháy lý thuyết nhiệt độ sản phẩm cháy có tất nhiệt lượng sinh cháy nhiên liệu tập trung cho sản phẩm cháy (khơng có tổn thất nhiệt) tlt= i  i1 i2 -i1 (t2 –t1) +t1 [0C] Trong đó: tlt: nhiệt độ cháy lý thuyết nhiên liệu [oC] i1, i2: entanpy sản phẩm cháy tương ứng với nhiệt độ t1, t2 [kJ/ m tc] iΣSPC= 1665,78 (kg): entanpy sản phẩm cháy tương ứng với nhiệu độ tlt [kJ/m3tc] Qdt i nt i kk L n f   Vn iΣSPC= 1665,78 (kg)= Vn Vn [kJ.m3tc] Trong đó: Qtd: nhiệt trị thấp dầu FO, Qtd =38731[kJ/kg] f ; tỷ lệ nung trước khơng khí f=1 ( nung 100% khơng khí) tnl;nhiệt độ nung trước nhiên liệu (dầu FO) tdầu=1100 C Cnl :nhiệt dung riêng nhiên liệu ( dầu FO) Cdầu=2,17[kJ/kg.K] ikk : entanpy khơng khí nhiệt độ tkk=3000C từ phụ lục II [2] ta có ikk=397,3 [kJ/m3tc] inl :entanpy dầu FO nhiệt độ tdầu Vn=12,70 [m3/m3tc] Ln=12,17 [m3/m3tc] (xem bảng 1.2) SVTH:NGUYỄN HỮU QUÝ Đồ án lị cơng nghiệp Trí GVHD:PGS.TS Phạm Văn Vậy: 38731 2,17.110 397,3.12 ,17.1 + + 12 ,70 12,70 12,70 i∑ = =3449,2(kJ/ m3) Giả thiết: t1