鐵礦石烘干設(shè)備的熱工分析

1、    鐵礦石烘干設(shè)備的熱工分析    趙文鵬中圖分類號：g267文獻標(biāo)識碼：a 文章編號：2009年，我公司與中鋼公司達成協(xié)議，向米塔爾集團哈薩克斯坦鋼廠所屬阿坦首爾礦區(qū)出口一套礦用轉(zhuǎn)筒干燥設(shè)備。此種設(shè)備采用直接火焰加熱的方式烘干鐵礦石，并使用布袋除塵器對尾氣中的礦粉進行回收。本次分析通過對加熱過程的熱工分析計算來最終決定本套設(shè)備中最主要的設(shè)備燃燒器的確定?；驹O(shè)計要求和鐵礦石的基本情況哈薩克斯坦阿坦首爾礦區(qū)位于哈薩克斯坦中部，是典型的露天鐵礦。所產(chǎn)鐵礦石的粒度為0-60mm，密度為4000kgm3，堆密度為2700kgm3。濕度為8%，060mm的顆

2、粒中06mm顆粒的含量為30%，粘土含量達到10%。設(shè)計要求為： 產(chǎn)量達到250噸/小時，濕度從初始物料的8降到2，標(biāo)準(zhǔn)工況環(huán)境溫度：20。熱工分析及計算烘干礦料所消耗的總熱量q總計包括：q1有效利用的熱量, 即為對物料加熱烘干所需的熱量；q2經(jīng)烘干筒壁散失的熱量；q3經(jīng)煙氣散失的熱量；q4其他熱損失。q= q1+ q2+ q3+ q4q1有效利用的熱量對礦料烘干加熱所需的熱量包括兩部分，一部分為物料中所含水分的預(yù)熱和蒸發(fā)所需熱量（q水）；一部分為礦料本身的加熱所需熱量（q礦）。q1=q水 + q礦q水=1000gcsw(t1-t0) + 1000g(w-w1)r + c2(ti-t1)g -

3、 設(shè)計生產(chǎn)能力，t。取250cs - 水的比熱，kj/kg·。取4.81w - 礦料烘干前含水量，%。取8w1 - 礦料烘干后含水量，%。取2t1 - 水分蒸發(fā)溫度，。取100t0 - 礦料進入滾筒前的環(huán)境溫度, 。取20r - 水的汽化熱，kj/kg·。取2269c2 - 水蒸汽的比熱，kj/kg·。取1.93ti - 預(yù)熱并蒸發(fā)完水分后的煙氣溫度，。取180q水=1000gcsw(t1-t0) + 1000g(w-w1) r + c2(ti-t1)=1000*250*4.81*8%*(100-20)+1000*250*6%*2269+1.93(180-100)

4、=7696000 + 36351000 = 44047000 kjq礦=1000gcg(1-w)(t2-t0)g - 設(shè)計生產(chǎn)能力，t。取250cg - 礦料的比熱，kj/kg·。取0.75(假定)w - 含水量，%。取8t2 - 烘干結(jié)束后的礦料溫度，。取130t0 - 礦料進入滾筒前的環(huán)境溫度, 。取20q礦=1000gcg(1-w)(t2-t0)=1000*250*0.75*(1-8%)*(130-20)=18975000 kj則有q1=q水 + q礦=44047000 + 18975000 = 63022000 kj q2經(jīng)筒壁保溫層散失的熱量q2=3600ks(t-t0)s

5、 - 烘干筒的表面積，m²。取82.54t - 筒壁的平均溫度，。取250t0 - 滾筒的環(huán)境溫度, 。取20k - 傳熱系數(shù)，kw/m²·,k= 1/l1/1 + l2/2 + l3/3 + 1/l1 - 筒壁的平均厚度, m。取0.0131 - 鋼的導(dǎo)熱系數(shù), kw/m·。取0.05l2 - 保溫層的平均厚度, m。取0.052 - 保溫層的導(dǎo)熱系數(shù), kw/m·。取0.000048l3 - 保溫外壁的平均厚度, m。取0.0013 - 鋼的導(dǎo)熱系數(shù), kw/m·。取0.05 -金屬外壁到空氣的放熱系數(shù)，kw/m²

6、83;。取0.058k= 1/l1/1 + l2/2 + l3/3 + 1/=1/0.013/0.05 + 0.05/0.000048 + 0.001/0.05 + 1/0.058= 0.00094436 kw/m²·q2=3600ks(t-t0)=3600*0.00094436*82.54*(250-20)=64541 kj q3經(jīng)煙氣帶走的熱量經(jīng)煙氣帶走的熱量包括空氣帶走的熱量和燃燒產(chǎn)生的水分帶走的熱量。q3=m1cp(ti-t0) + m2(j1-j2)m1 - 保證充分燃燒和負(fù)壓時的空氣質(zhì)量，kg。取63000cp - 在溫度ti時空氣的平均比熱，kj/kg

7、3;。取1.0835t0 - 滾筒的環(huán)境溫度, 。取20ti - 廢氣溫度, 。取180j1 - 在ti溫度時, 1kg水蒸汽的熱能, kj/kg。取2850j2 - 在20時, 1kg水蒸汽的熱能, kj/kg。取84m2 - 最大燃油量燃燒產(chǎn)生的水分質(zhì)量，kg。取1.12mm - 每小時的最大燃油質(zhì)量，kg。取1700q3=m1cp(ti-t0) + m2(j1-j2)=63000*1.0835*(180-20) + 1.12*1700*(2850-84)=16014784 kj q4其他熱損失其他熱損失主要包括在出料筒內(nèi)的熱損失和未被考慮的熱損失，約取總消耗熱量的1%，則有q4=1%（q1+ q2+ q3）則有對礦料進行烘干每小時所需的最大熱量為：q= q1+ q2+ q3+ q4= q1+ q2+ q3+1%（q1+ q2+ q3）=1.01*(63022000 +64541+16014784)=79892338 kj燃燒器的確定根據(jù)熱式計算的結(jié)果， 我公司最終選擇了美國豪克sj360型燃燒器, 它所提供的最大熱量值為82010000kj/h, 略大于烘干所需的最大熱量，能夠滿足在標(biāo)準(zhǔn)工況時對鐵礦石進行