TÍNH TOÁN SỰ CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU

TÍNH TOÁN SỰ CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU

CHƯƠNG I

TÍNH TOÁN SỰ CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU

I.CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

1.Nhiên liệu : Dầu FO

2.Thành phần của dầu FO:

THÀNH PHẦN CỦA DẦU FO

3.Nhiệt độ trước không khí : tkk = 300 [oC]

4.Nhiệt độ nung trước nhiên liệu : tdầu = 110 [oC]

5.Hệ số tiêu hao không khí : dự tính dùng mỏ phun thấp áp , chọn n = 1,26.Loại lò : Lò nung liên tục

II.TÍNH TOÁN SỰ CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU

II.1.Chuyển đổi thành phần nhiên liệu về thành phần dùng :

a.Hệ số chuyển đổi thành phần khô sang thành phần dùng :

Xc : Thành phần cháy của nguyên tố “X”

Thành phân dùng của các nguyên tố ( Xem bảng I.1)

Bảng I.1 : Thành phần dùng của dầu FO

II.2.Tính nhiệt trị thấp của nhiên liệu (Q t [kJ/kg] )

Qtd = 339,1.Cd + 1255,8.Hd – 108,8.(Od – Sd ) – 25,1.( Wd + 9.Hd)

= 339,1.86,21 + 1255,8.8,49 – 108,8.(0–1,48)–25,1.(1,40 + 9.8,49) = 38096,75 [kJ/kg]

Q t d = 38096,75 [kJ/kg]

II.3.Chọn hệ số tiêu hao không khí n :

Khi chọn hệ số tiêu hao không khí , ta phải dự đoán trước sẽ sử dụng mỏ đốt nào ? ở bản thiết kế này ta đốt dầu FO bằng mỏ phun thấp áp , ta chọn hệ

số tiêu hao không khí n = 1,2

II.4.Bảng tính toán sự cháy của nhiên liệu :

Tính toán sự cháy của nhiên liệu được thực hiện theo phương pháp lập bảng Trong bảng này ta tính cho 100 kg nhiên liệu sau đó quy đổi về 1

kg Các kết quả tính toán trong bảng I.2

II.5.Bảng cân bằng khối lượng :

Để kiểm tra độ chinh xác của các số liệu tính toán trong bảng I.2, ta lập bảng cân bằng khối lượng (Bảng I.3)

Về nguyên tắc :

Σ Khối lượng của các

chất tham gia phản ứng = Σ Khối lượng sản phẩm

cháy tạo thành + tro

Bảng I.3: Bảng cân bằng khối lượng

Bảng tính toán sự cháy của nhiên liệu

Tính cho 100 kg NL

Nguyên

tố [%]

Khối lượng

Phân tử

Số [kmol]

II.7.1.Nhiệt độ cháy lý thuyết:

Nhiệt độ cháy lý thuyêt là nhiệt độ của sản phẩm cháy có được khi tất cả nhiệt lượng sinh ra trong khi cháy nhiên liệu được tập trung cho sản phẩm cháy ( không có tổn thất nhiệt )

tlt: Nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu [oC]

i1,i2: Entanpy của sản phẩm cháy tương ứng với nhiệt độ t1, t2

Qtd: Nhiệt trị thấp của dầu FO, Qtd = 38096,75 [kJ/kg]

f : Tỷ lệ nung trước không khí f = 1 ( Nung 100% không khí) tnl: Nhiệt độ nung trước của nhiên liệu (dầu FO ) tdầu = 110 [oC] Cnl: Nhiệt dung riêng của dầu; Cdầu = 2,17 [kJ/kg.K]

ikk : Entanpy của không khí ở nhiệt độ tkk = 300 [oC]

Từ phụ lục II [2] ta có:

ikk = 394,8 [kJ/m3 tc]

inl : Entanpy của dầu FO ở nhiệt độ tdầu = 110 [oC]

Để tính Entanpy của sản phẩm cháy tương ứng với t1 = 2000 [oC] và t2 =

2100 [oC] ta phải tìm Entanpy của các khí thành phần ứng với 2 nhiệt độ này

Tra bảng 16 trang 48 ta có Entanpy của sabr phẩm cháy ứng với t1 = 2000 [oC] và t2 = 2100 [oC]

Với các giá trị Entanpy vừa tìm được ta có:

i1= i2000 = 0,01.(CO2.iCO2 + H2O.iH2O + N2.iN2 + O2.iO2 + SO2.iSO2)

Như vậy thoả mãn giả thiết dã chọn : i1 < iΣ <i2

II.7.2.Nhiệt độ cháy thực tế của nhiên liệu ( t tt [ o C] )

Trong thực tế nhiệt lượng sinh ra do đốt cháy nhiên liệu , ngoài việc làm tăng nhiệt độ sản phẩm cháy còn tổn thất ra ngoài môi trường xung quanh, vì vậy nhiệt độ cháy thực tế thấp hơn nhiệt độ cháy lý thuyết vừa tính được:

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng I.4

Bảng I.4 : Các kết quả tính toán

Ln

[m3 tc/kg]

Vn[m3 tc/kg]

ρ0[kg/m3

tc]

Nhiệt độ[oC]

Sản phẩm cháy[%]

11,98 12,50 1,315 2080,9 1456,6 12,87 7,76 3,35 75,93 0,09

CHƯƠNG II

TÍNH THỜI GIAN NUNG KIM LOẠI

I.CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

1.Năng suất của lò: P = 18 [tấn/h] = 18000 [kg/h]

II.TÍNH THỜI GIAN NUNG

II.1.Chọn giản đồ nung:

Phôi nung có kích thước Φ90.2200 [mm] Để tránh gây ứng suất nhiệt bên trong kim loại ta chọn giản đồ nung 3 giai đoạn (giản đồ nung được trình bày trong hình II.1)

Trong đó:

tk 1 :Nhiệt độ sản phẩm cháy ở đầu vùng sấy , t k 1 = 700 [ oC]

tk 2 : Nhiệt độ sản phẩm cháy ở cuối vùng sấy, t k 2 = 1300 [ oC]

tk 3 : Nhiệt độ sản phẩm cháy cuối vùng nung, t k 3 = 1300 [ oC]

tk 4 : Nhiệt độ sản phẩm cháy ở cuối vùng đồng nhiệt, t k 4 = 1250 [ oC]

tm 1, t t 1 : Nhiệt độ bề mặt và nhiệt độ tâm của phôi ở đầu vùng sấy

tm 1 = t t 1 = 20 [ oC]

tm 2 : Nhiệt độ bề mặt của phôi ở đầu vùng nung, t m 2 = 600 [ oC]

tm 3 : Nhiệt độ bề mặt của phôi ở đầu vùng đồng nhiệt,

tt 3 : Nhiệt độ tâm phôi ở đầu vùng đồng nhiệt, t t 3 = ? ( phải tính )

tt 4 : Nhiệt độ tâm phôi ở cuối vùng đồng nhiệt, t t 4 = ? ( phải tính )

Hình II.1 : Giản đồ nung 3 giai đoạn

Phôi vào lò có nhiệt độ: tm 1 = t t 1 = 20 [ oC]

Phôi nung một mặt và được xếp hai dãy

Nhiệt độ tâm phôi được chọn theo nhiệt độ chênh lệch cho phép giữa bề mặt

và tâm phôi [∆t] = 15 [oC]

Phôi có chiều dày thấm nhiệt :

ST = η.STrong đó:

ST : Chiều dày thấm nhiệt của phôi nung [m]

S : Chiều dày phôi, S = 0,09 [m]

t2k

t1k

2 m

II.2.1 Các kích thước cơ bản của nội hình lò:

II.2.1.1 Chiều ngang lò được xác định theo công thức:

B = n.l + (n – 1).c + 2.b [m]

Trong đó:

n : Số dãy phôi n = 2

l : Chiều dài phôi nung l =2,2 [m]

b : Khoảng cách giữa đầu phôi và tường lò b = 0,25 [m]

c : Khoảng cách giữa các dãy phôi c = 0,1 [m]

Vậy ta có :

B = 2.2,2 + (2 – 1).0,1 + 2.0,25 = 5 [m]

B = 5 [m]

II.2.1.2 Chiều cao của lò:

a Chiều cao vùng sấy Hs [m]:

Chiều cao có hiệu của vùng sấy được xác định theo công thức:

Hs ch = 10 -3.tk tb.( A + 0,05.B)Trong đó:

tk tb : Nhiệt độ trung bình của sản phẩm cháy trong vùng sấy

b

c

Hs ch = 10 -3.1000.( 0,6 + 0,05.5) = 0,85 [m]

Chiều cao thực tế của vùng sấy:

Hs tt = n.H s ch + STrong đó:

n : Số mặt nung của vùng sấy:

S : Chiều dày phôi, S = 0,14 [m]

Hs tt = n.H s ch + S

Hs tt = 1.0,85 + 0,09 = 0,94 [m]

H s

tt = 0,94 [m]

b Chiều cao vùng nung H n [m]

Chiều cao có hiệu của vùng nung được xác định theo công thức:

c Chiều cao vùng đồng nhiệt H đn [m]:

Chiều cao có hiệu của vùng đồng nhiệt được xác định theo công thức :

Hđn ch = 10 -3.tk tb.( A + 0,05.B)Trong đó:

tk tb : Nhiệt độ trung bình của sản phẩm cháy trong vùng đồng nhiệt

Nhiệt độ trung bình của sản phẩm cháy trong vùng sấy:

Độ đen của khí lò được xác định theo công thức:

εk = εCO2 + β.εH2OTrong đó:

εk : Độ đen của khí lò εH2O : Độ đen của H2O

εCO2 : Độ đen của khí CO2 β : Hệ số hiệu chỉnh

Từ bảng I.2 ta có :

% CO2 = 12,4 % ⇒ PCO2 = 0,124 [at]

% H2O = 8,48 % ⇒ PH2O = 0,0848 [at]

Chiều dày có hiệu của lớp bức xạ:

s ch

η : Hệ số điền đầy khí trong lò ; η = 0,9

B, Hs ch : Chiều ngang và chiều cao có hiệu vùng sấy

εk = εCO2 + β.εH2O

εk = 0,13 + 1,07.0,11 = 0,248

εk = 0,248

II.2.2.2 Hệ số bức xạ quy dẫn (C qd [W/m 2 K 4 ]

Độ phát triển của tường lò:

s ch

εTrong đó:

εkl : Độ đen của kim loại; εkl = 0,8

εkl : Độ đen của sản phẩm cháy ; εkl = 0,248

ω : Độ phát triển của tường lò; ω = 1,52

Co = 5,67

2 4 qd

1,52 +1- 0, 248

C = 0,8.5,67 = 2,5 [W / m K ]

1- 0, 248 [0,8 + 0, 248.(1- 0,8)] 1,52

0, 248 +

C qd = 2,5 [W/m 2 K 4 ]

II.2.2.3 Hệ số trao đổi nhiệt tổng cộng (αΣ [W/m 2 K 4 ] )

Hệ số trao đổi nhiệt tổng cộng:

αΣ = αbx + αdl [W/m 2.K4]Trong đó:

αbx : Hệ số trao đổi nhiệt bức xạ [W/m 2.K4]

αdl : Hệ số trao đổi nhiệt đối luư [W/m 2.K4]

Hệ số trao đổi nhiệt bức xạ:

T1 : Nhiệt độ cháy trung bình của sản phẩm cháy trong vùng sấy [oK]

Nhiệt độ trung bình của sản phẩm cháy trong vùng sấy tuy thấp hơn nhiệt

độ sản phẩm cháy trong vùng nung, nhưng giá trị của nó vẫn còn khá cao

(tk tb = 1000 [ oC] ) nên sự trao đổi nhiệt bằng bức xạ vẫn giữ vai trò chủ yếu Người ta thường lấy hệ số trao đổi nhiệt đối luư bằng 10% hệ số trao đổi nhiệt bức xạ Do đó:

II.2.2.5 Các tiêu chuẩn nhiệt độ và nhiệt độ tâm phôi cuối giai đoạn sấy:

Tiêu chuẩn nhiệt độ bề mặt phôi nung:

α S Bi

λ

=

Trong đó:

αΣ : Hệ số truyền nhiệt tổng cộng, αΣ = 110,2 [W/m.K]

ST : Chiều dày thấm nhiệt của vật nung, ST = 0,09 [m]

λsb : Hệ số dẫn nhiệt trung bình của phôi thép Do chưa biết nhiệt

độ tâm phôi nên tính sơ bộ

Vậy :

Σ t sb

θm = 0,408 theo giản đồ hình 31 [I] ta có: Fo = 2,4

Với giá trị vừa tìm được theo giản đồ hình 31 [1] ta có θt = 0,46

Vậy nhiệt độ chính xác tâm phôi ở cuối giai đoạn sấy:

kl kl

λ 3,6 [m /h]

Ckl : Nhiệt dung riêng của thép, 2 1

tkl d: Nhiệt độ trung bình của phôi đầu vùng sấy, t kl d = 20 [ oC]

tkl c : Nhiệt độ trung bình của phôi cuối vùng sấy, t kl c = 566,1[ oC] i1, i2 : Entanpy của thép ứng với nhiệt độ tkl d và t kl

cTheo bảng 37 [1] ta có:

7800.0,567

Từ tiêu chuẩn Fo

II.2.3 Tính thời gian nung phôi trong vùng nung (τn [h]):

Nhiệt độ trung bình trong vùng nung:

tm 2 : Nhiệt độ bề mặt phôi ở đầu giai đoạn nung, t m 2 = 600 [ oC]

tm 3 : Nhiệt độ bề mặt phôi ở cuối giai đoạn nung, t m 3= 1200 [ oC]

Độ đen của khí lò được xác định theo công thức:

εk = εCO2 + β.εH2OTrong đó:

εk : Độ đen của khí lò εH2O : Độ đen của H2O

τs = 0,447 [h]

t s

Fo.S 2, 4.0, 09

a 0, 0435

εCO2 : Độ đen của khí CO2 β : Hệ số hiệu chỉnh

Từ bảng I.2 ta có :

% CO2 = 12,4 ⇒ PCO2 = 0,124[at]

% H2O = 8,48 ⇒ PH2O = 0,0848 [at]

Chiều dày có hiệu của lớp bức xạ:

n ch

η : Hệ số điền đầy khí trong lò ; η = 0,9

B, Hn ch : Chiều ngang và chiều cao có hiệu vùng nung

hq

2.5.0,85

S = 0,9 = 1,31 [m]

5 + 0,85Tính số M:

MCO2 = PCO2.Shq [at.m]

εTrong đó:

εkl : Độ đen của kim loại; εkl = 0,8

εkl : Độ đen của sản phẩm cháy ; εkl = 0,247

ω : Độ phát triển của tường lò; ω = 1,7

0, 247

= +

II.2.3.3 Hệ số trao đổi nhiệt tổng cộng (αΣ [W/m 2 K 4 ] )

Hệ số trao đổi nhiệt tổng cộng:

αΣ = αbx + αdl [W/m 2.K4]Trong đó:

αbx : Hệ số trao đổi nhiệt bức xạ [W/m 2.K4]

αdl : Hệ số trao đổi nhiệt đối luư [W/m 2.K4]

Hệ số trao đổi nhiệt bức xạ:

T1 : Nhiệt độ cháy trung bình của sản phẩm cháy trong vùng nung [oK]

Ở vùng nung nhiệt độ của sản phẩm cháy là cao nhất sự trao đổi nhiệt của

lò chủ yếu là bức xạ Do đó ta coi hệ số đối luư bằng 10 % hệ số trao đổi nhiệt bức xạ

αΣ = αbx + αdl = 1,1.αbx [W/m 2.K4]

αΣ = 1,1.αbx = 1,1.270,8 = 297,88 [W/m 2.K4]

C qd = 2,35 [W/m 2 K 4 ]

αΣ = 297,88 [W/m 2 K 4 ]

II.2.3.4 Các tiêu chuẩn nhiệt độ và nhiệt độ tâm phôi cuối giai đoạn nung:

Tiêu chuẩn nhiệt độ bề mặt phôi nung:

α S Bi

λ

=

Trong đó:

αΣ : Hệ số truyền nhiệt tổng cộng, αΣ = 297,88 [W/m.K]

ST : Chiều dày thấm nhiệt của vật nung, ST = 0,09 [m]

λsb : Hệ số dẫn nhiệt trung bình của phôi thép Do chưa biết nhiệt

độ tâm phôi nên tính sơ bộ

Σ t sb

Bi = 0,62 theo giản đồ hình 27 [I] ta có: Fo = 1,75

Với giá trị vừa tìm được theo giản đồ hình 28 [1] ta có θt = 0,19

Vậy nhiệt độ chính xác tâm phôi ở cuối giai đoạn nung:

kl kl

λ 3,6 [m /h]

ρkl : Khối lượng riêng của thép, ρkl = 7800 [kg/m 3]

Ckl : Nhiệt dung riêng của thép, 2 1

tkl d: Nhiệt độ trung bình của phôi đầu vùng nung, t kl d = 566,1 [ oC]

tkl c : Nhiệt độ trung bình của phôi cuối vùng nung, t kl c = 1171,5 [ oC] i1, i2 : Entanpy của thép ứng với nhiệt độ tkl d và t kl

cTheo bảng 37 [1] ta có:

7800.0,85

Từ tiêu chuẩn s

2 t

a.τ

Fo = = 1,75 S

t s

II.2.4 Tính thời gian đồng đều nhiệt độ (τđn [h]):

Mức độ đồng đều nhiệt độ của phôi nung đợc xác định theo công thức:

tm d : Nhiệt độ bề mặt phôi đầu vùng đồng nhiệt, t m d = 1200 [ oC]

tm c : Nhiệt độ bề mặt phôi cuối vùng đồng nhiệt, t m c = 1200 [ oC]

tt d : Nhiệt độ tâm phôi đầu vùng đồng nhiệt, t t d = 1164,86 [ oC]

tt c : Nhiệt độ tâm phôi cuối vùng đồng nhiệt, t t c = 1189,2 [ oC]

tkl d : Nhiệt độ trung bình của phôi thép đầu vùng đồng nhiệt, t kl d = 1171,5 [oC]

tkl c : Nhiệt độ trung bình của phôi thép cuối vùng đồng nhiệt:

tb p tb

i

C = [kJ/kg.K]

tTrong đó:

itb : Entanpy của thép ở nhiệt độ trung bình, ttb = 1171,5 [oC]

kl kl

λ 3,6 [m /h]

ρ C

a=

2 tb

a.τ

Fo = = 0, 2 S

t dn

II.3 Tổng thời gian nung phôi trong lò:

Tổng thời gian nung của kim loại là:

τΣ = τs + τn + τđn

τΣ = 0,447 + 0,6+ 0,064 = 1,11 [h]

τΣ = 1,11 [h] II.4 Xác định chiều dài lò:

II.4.1 Chiều dài vùng sấy:

a Chiều dài có hiệu của vùng sấy đước tính theo công thức:

b : Chiều rộng của phôi, b= 0,09 [m]

s s ch

b.P.τ 0,09.18000.0, 447

n.g = 2.49,6 =

b Chiều dài thực tế vùng sấy:

Vì chiều dài vùng sấy có đặt kênh khói ở trên cao nên chiều dài thực tế vùng sấy chính bằng chiều dài lý thuyết:

Ls tt = L s lt = 7,5 [m]

L s

tt = 7,5 [m] II.4.2 Chiều dày vùng nung:

Chiều dài thực tế vùng nung:

a Chiều dài có hiệu của vùng đồng nhiệt:

b Chiều dài thực tế vùng đồng nhiệt:

Chiều dài thực tế vùng đồng nhiệt được lấy dư thêm 0,9 [m] để duy trỳ sự cháy ổn định từ các mỏ đốt

Ldn tt = 1,08 + 0,9 = 1,98 [m]

L dn

tt = 1,98 [m] II.4.4 Chiều dài thực tế của lò:

LΣ = L s tt + L n tt + L dn tt = 7,5+ 9,9+ 1,98 = 19,5 [m]

II.5 Các kết quả tính toán:

Các kích thước cơ bản của lò và thời gian nung được trình bày trong bảng II.1

Bảng II.1: Các kích thước cơ bản của nội hình lò và thời gian nung:

Đại lượng Vùng sấy Vùng nung Vùng đồng nhiệt Toàn lò

-Chiều cao thực H [m] Hs tt = 0,94 Hn tt = 1,34 Hdn tt = 1,17 Chiều dài thực L [m] Ls tt = 7,3 Ln tt = 9,8 Ldn tt = 1,95 LΣ= 19,5

-Thời gian [h] τs = 0,447 τn= 0,6 τs = 0,064 τΣ = 1,11

CHƯƠNG III

TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT XÁC ĐỊNH LƯỢNG DẦU TIÊU HAO I.CẤU TRÚC LÒ

I.1.Kích thước nội hình lò:

Các kích thước nội hình lò đã được tính ở chương II và được trình bày ở

bảng III.1 Bảng III.1: Các kích thước nội hình lò

Các vùng làm

việc

Các kích thước nội hình lò Chiều dài L tr

I.2.Chọn vật liệu và kích thước thể xây:

I.2.1.Chọn vật liệu xây lò :

Vật liệu xây lò được lựa chọn phải đảm bảo tính chịu nóng ,tính bền nhiệt, tính cách nhiệt , đảm bảo độ bền cơ học và hoá học

Bảng III.2:Vật liệu và chiều dày các lớp thể xây của lò

lò

Chiều dày chung Vật liệu

Chiều dày [mm]

Vật liệu Chiều dày [mm]

Tường lò Samốt A 230 Samốt CĐiatômít 11565 5 415

1151156767

Vùng

nung

Samốt ASamốt ASamốt CĐiatômít

1151156767

Vùng

đồng

ManheditSamốt A

115115

nhiệt ĐiatômítSamốt C 6767

Các loại vật liệu xây lò đã được lựa chọn đảm bảo những yêu cầu nêu trên

và được trình bày ở bảng III.2

I.2.2.Chọn kích thước thể xây :

Lò nung liên tục có chế độ nhiệt độ nhiệt ổn định Vì vậy lò nung liên tục không có tổn thất nhiệt do tích nhiệt cho tường lò (trừ khi lò làm việc lần đầu hoặc khi lò làm việc trở lại sau một thời gian nghỉ)

Để giảm gây tổn thất nhiệt do dẫn nhiệt qua tường lò , người ta có xu hướng tăng chiều dày tường lò khi vật liệu đã được lựa chọn thích hợp

I.3.Kích thước ngoại hình lò:

Trên cơ sở kích thước nội hinh lò ,kích thước thể xây ,khoảng cách từ cửa

ra liệu đến cuối lò ta xác định được kích thước ngoại hình lò Các kích thước ngoại hình lò được trình bày ở bảng III.3

Bảng III.3 : Kích thước ngoại hinh lò

Vùng

sấy

Vùng nung

Vùng đồng nhiệt

Toàn lò

Vùng sấy

Vùng nung

Vùng đồng nhiệt

II.TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT

II.1.Các khoản thu nhiệt lượng:

II.1.1.Nhiệt lượng do đốt cháy dầu FO:

Dầu FO khi bị đốt cháy sẽ toả ra một lượng nhiệt được xác định theo công thức :

Qc = 0,28.B.Qt [W]

trong đó :

B: Lượng tiêu hao dầu FO [kg/h]

Qt: Nhiệt trị thấp của dầu FO; Qt = 38545,426 [kJ/kg] (Xem chương I )

0,28 : Hệ số chuyển đổi đơn vị

Qc = 0,28.B.Qt

Qc = 0,28.B.38545,426 = 10792,72B [W]

II.1.2.Nhiệt lượng do không khí nóng mang vào:

Không khí được nung nóng sẽ mang vào lò lượng nhiệt :

f : Tỷ lệ nung trước không khí

f = 1 ( coi f ≈ 1 vì bỏ qua lượng không khí nén )

Qkk = 0,28.Ckk.tkk.Ln.f.B

Qkk = 0,28.394,8.12,12.B = 1339,8B [W]

Q kk = 1339,8B [W]

II.1.3.Nhiệt lượng do nung trước dầu FO:

Theo số liệu ban đầu , dầu FO được nung nóng trước tới nhiệt độ

tdầu = 110 [oC]

Qdầu = 0,28.Cdầu.tdầu.B [W]

Trong đó :

Cdầu : Nhiệt dung riêng của dầu FO ; Cdầu = 2,17 [kJ/kg]

tdầu : Nhiệt độ nung trước của dầu FO ; tdầu = 110 [oC]

Qdầu = 0,28.Cdầu.tdầu.B

Qdầu = 0,28.2,17.110.B = 66,84.B [W]

Q dầu = 66,84.B [W] II.1.4.Nhiệt lượng do các phản ứng toả nhiệt:

Khi nung, kim loại bị oxy hoá Phản ứng oxy hoá kim loại là phản ứng toả nhiệt

Qtoả = 9,28.a.q.P [W]

Trong đó :

a: Tỷ lệ kim loại bị oxy hoá khi nung trong lò ;a = 0,5% = 0,005

q : Lượng nhiệt toả ra khi 1 kg sắt (Fe) bị oxy hoá

q = 5650 [kJ/kg]

P : Năng suất lò ; P = 18000 [kg/h]

Qtỏa = 0,28.a.q.P

Qtoả = 0,28.0,005.5650.18000= 142380

Q toả = 142380

II.2.Các khoản chi nhiệt lượng :

II.2.1.Nhiệt dùng để nung kim loại:

Đẻ nung kim loại tới nhiệt độ yêu cầu cần một lượng nhiệt:

II.2.2.Lượng nhiệt tổn thất do cháy không hoàn toàn hoá học :

Do cháy không hoàn toàn hoá học nên tạo ra một lượng khí CO và H2 Các khí này là các chất cháy , vì vậy khi thoát ra khỏi lò sẽ gây ra lượng nhiệt tổn thất

Q2 = 0,28.p.g.B.Vn [W]

Trong đó :

p: Tỷ lệ khí CO và H2 có trong sản phẩm cháy Giá trị này phụ thuộc vào thiết bị đốt Lò dùng mỏ phun thấp áp nên p = 0,005

g: Nhiệt trị trung bình của các khí CO và H2 ; g = 12140 [kJ/m3 tc]

Vn : Lượng sản phẩm cháy thực tế sinh ra khi đốt cháy 1 kg dầu

FO ; Vn = 12,686 [ tc] (Xem bảng I.2)

Q2 = 0,28.p.g.B.Vn

Q2 = 0,28.0,005.12140.12,686 = 215,6B [W]

II.2.3.Lượng nhiệt tổn thất do cháy không hoàn toàn cơ học :

Lượng nhiệt tổn thất này đực xác định theo công thức :

Q3 = 0,28.K.Qt.B [W]

Trong đó:

Qt : Nhiệt trị thấp của dầu FO ;Qt = 38545,426[kJ/kg]

K : Hệ số mất mát do cháy không hoàn toàn cơ học , với nhiên liệu lỏng ;K = 0,005 ( tổn hao 0,5% )

Q3 = 0,28.K.Qt.B

Q3 = 0,28.0,005.38545,426B

= 54,.B [W]

II.2.4 Lượng nhiệt tổn thất do dẫn nhiệt qua các thể xây lò :

a.Tổn thất do dẫn nhiệt qua tường lò : ( say

λi: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i [W/m.K]

λi phụ thuộc vào vật liệu và nhiệt độ trung bình của lớp thứ iTheo bảng phụ lục IX [2] ta có :

tkk : Nhiệt độ của không khí bao quanh lò : tKK = 20 [oC]

ttb1 :Nhiệt độ trung bình của lớp trong [oC]

ttb2 :Nhiệt độ trung bình của lớp giữa [oC]

ttb3 :Nhiệt độ trung bình của lớp ngoài [oC]

Các giá trị Qsaytuong;Qnungtuong ;Qdong nhiettuong [W] tính theo công thức [*] được nghi trong bảng III.4.

Trong công thức [*] giá trị twngoai của mỗi vùng chưa biết Giá trị của

ngoai

wt

sẽ được xác định khi nhiệt độ lò , vật liệu xây và chiều dày các lớp của

tường lò đã xác định.Do giá trị twngoai Giả thiết này được tính toán kiểm tra lại theo công thức (**).Nếu giá trị của Qtường tính theo 2 công thức này sấp

xỉ bằng nhau thì giá trị của twngoai chọn ở trên là đúng Các giá trị tính toán được nghi trong bảng III.4

Qtường =α(t w ngoai-t ) Ftường [W] [**]KKTrong đó :

Ftường : Diện tích bề mặt ngoài của tường lò [m2] (Xem bảng III.4)

α: Hệ số trao đổi nhiệt tổng cộng từ bề mặt ngoài tường lò tới môi trường xung quan α được xác định theo công thức :

b.tổn thất nhiệt qua nóc lò: (Qsaynoc ; Qnungnoc ; Qdong nhietnoc [W] )

Tổn thất do dẫn nhiệt qua nóc lò cũng được tính cho từng vùng: Vùng sấy ( say

l : Chiều dài nóc ứng với mỗi vùng [m] ; (bảng III.5)

ϕ : Góc ở tâm vòm ; ϕ = 60o

Di : Đường kính của lớp thứ i