Đồ án Thiết kế nhà máy sản xuất kính tấm công suất 4,5 triệu m2/năm

, tkk = 100 0C . Thông thường lượng không khí nén dầu tạo bụi chiếm khoảng 10%lượng không khí cần cho quá trình cháy. Q3a = [(14,44 - 0,1 . 11,73).0,33.1000 + 0,1(11,73 . 0,31 . 100) . x Q3a =3538,85 . x (Kcal/h) . 4 Nhiệt do nguyên liệu mang vào : Q4a = Cpl . tpl Mpl + Cm . t . Mm (Kcal/h). Trong đó: Q4a , là nhiệt lượng do nguyên liệu đưa vào , (Kcal/h) . Cpl , tpl , lần lượt là tỉ nhiệt ,nhiệt độ của phối liệu . Cpl = 0,23 , tpl = 25 dc Cm , là tỉ nhiệt của mảnh phối liệu. Cm = 0,1794 + 0,632.10-4 tpl = 0,18 (Kcal/Kg0C) Mm,Mpl , là lượng mảnh và lượng phối liệu dùng cho mỗi giờ (Kg/h) Mpl = 5,33.103 (Kg/h) Mm = 853,33 (Kg/h) Vậy nhiệt lượng do nguyên liệu mang vào bể nấu là : Q4a = 0,23 . 25 . 5,33.103 + 0,18 . 25 . 853,33 =33707,49 (Kcal/h) . 5 Nhiệt lượng do dòng thuỷ tinh đối lưu mang sang từ bể sản xuất : Q5a = B . (n-1) . Ctt . ttt (Kcal/h) . Trong đó : Q5a là nhiệt lượng do dòng thuỷ tinh mang từ bể sản xuất sang bể nấu ,(Kcal/h) . B, lượng thuỷ tinh nấu tính cho mỗi giờ , B = , (Kg/h) . n , là hệ số dòng của thuỷ tinh đối lưu , lấy n = 2 . Ctt ,ttt , lần lượt là tỉ nhiệt và nhiệt độ của thuỷ tinh , Ctt = 0,1605 + 1,1.10-4ttt = 0,31 (Kcal/KgC) ttt = 1300 C Vậy nhiệt lượng cung cấp do thuỷ tinh đối lưu là Q5a = 2098958,33 (Kcal/KgC) 5.3.2 Nhiệt chi Là các loại nhiệt tổn thất bao gồm. - Nhiệt tạo Silicat Q1b (Kcal/h) - Nhiệt tổn thất theo dòng khí thải, Q2b (Kcal/h) - Nhiệt đối lưu từ bể nấu sang bể sản xuất , Q3b (Kcal/h) - Nhiệt tổn thất ra môi trường qua vòm lò, Q4b (Kcal/h) - Nhiệt tổn thất ra môi trường qua tường không gian ,Q5b (Kcal/h) - Nhiệt tổn thất ra môi trường qua tường bể nấu ,Q6b (Kcal/h) - Nhiệt tổn thất ra môi trường qua đá bể nấu ,Q7b (Kcal/h) - Nhiệt tổn thất ra môi trường qua tường ở hai đầu bể nấu,Q8b (Kcal/h) - Nhiệt tổn thất ra môi trường do các bức xạ ,Q9b (Kcal/h) - Các loại nhiệt tổn thát khác ,Q10b (Kcal/h) 1Nhiệt để nấu thuỷ tinh : Hiệu ứng nhiệt tạo 1 kg thuỷ tinh được tính như sau : q1b = qp + qd + qc + qk (Kcal/Kgtt) Trong đó : q1b ,là tổng hiệu ứng nhiệt tạo một kg thuỷ tinh từ phối liệu (Kcal/Kgtt). + qp,là hiệu ứng nhiệt tạo ra 1 Kg thuỷ tinh từ phối liệu ,(Kcal/Kgtt). qp = q . Gpl , (Kcal/Kgtt). Gpl , là lượng phối liệu tạo 1 Kg thuỷ tinh , (Kg/Kgtt). Gpl = , (Kg/Kgtt) Gm , lượng mảnh trong phối liệu nấu ra 1 Kg thuỷ tinh , Gm = 0,1356 (Kg/Kgtt) Gk , là lượng khí sinh ra khi phân huỷ 1Kg phối liệu , Gk = 0,0943 (Kg/Kgtt) Gk,Gm , đã tính được ở phần (III – 5 ) Vậy Gpl = = 1,01 (Kg/Kgtt) q, là tổng lượng nhiệt tiêu tốn để tạo ra 1Kg silicat q = q1 + q2 + q3 + q4 (Kcal/Kg) q1 , lượng nhiệt tạo Silicat từ đá vôi q1 = 367 . GCaO (Kcal/Kg) GCaO , lượng oxít CaO do phối liệu mang vào đã tính được ở (III-5) GCaO = 0,96.10-2 (Kg/Kgpl) Vậy nhiệt lượng tạo Silicat từ đá vôi là q1 = 367 . 0,96.10-2 = 3,52 (Kcal/Kg) q2 , là nhiệt lượng tạo Silicat từ Sô đa q2 = 227,3 . GNaO (Kcal/Kg) GNaO , là lượng oxít Na2O do liệu cung cấp , đã tính trong phần (III-5) :GNaO = 11,53.10-2 (Kg/Kgtt) Vậy nhiệt lượng tạo Silicat từ Sô đa là q2 = 227,3 . 11,53.10-2 = 26,21 (Kcal/Kg) q3 , là nhiệt lượng tạo Silicat từ MgO của Đá vôi q3 = 828 . GMgO (Kcal/Kg) GMgO , là lượng oxít MgO có trong Đá vôi , GMgO = 0,03.10-2 (Kg/Kgpl ) Lượng nhiệt tạo Silicat từ MgO trong Đá vôi là q3 = 828 . 0,03.10-2 = 0,25 (Kcal/Kg) q4 , là lượng nhiệt tạo Silicat từ Đô lô mít q4 = 658,6 . GMgO+CaO (Kcal/Kg) GMgO+CaO , là lượng oxít (MgO + CaO) có trong Đô lô mít, GMgO+CaO = (4,37 + 3,19).10-2 Lượng nhiệt tạo Silicat từ Đô lô mít q4 = 658,6 . (4,37 + 3,19).10-2 = 49,79 (Kcal/Kg) Tổng lượng nhiệt tạo Silicat từ phối liệu là q = q1 + q2 + q3 + q4 = 3,52 + 26,21 + 0,25 + 49,79 = 79,77 (Kcal/Kg) Từ đó ta có lượng nhiệt tạo thuỷ tinh từ 1 Kg phối liệu qp = q . Gpl = 79,77 . 1,01 = 80,57 (Kg/Kgtt) +Nhiệt tiêu tốn đốt nóng 1kg thuỷ tinh từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ nấu qđ = qđ = Ctt . tn - (Gpl.Cpl . tđ + Gm . Cm . tđ ) (Kcal/Kg) Trong đó: Nhiệt độ ban đầu : tđ = 25 (0 C ) . Nhiệt độ nấu thuỷ tinh tn = 1500 (0C). Cm, Gm: Tỷ nhiệt, khối lượng của mảnh thuỷ tinh . Gm = 0,1356 (kg). Cm = 0,1794 + 0,032 . 10-4 tđ = 0,1794 + 0,032 . 10-4 . 25 Cm = 0,18 (Kcal/kg.0C ) . Cpl, Gpl: Tỷ nhiệt, khối lượng bột phối liệu Gpl = 1,01 (Kg) . CPL = 0,23 (Kcal/kg. 0C) . Ctt: Tỷ nhiệt của thuỷ tinh, Ctt = 0,1605 +1,1.10-4. t Ctt = 0,1605+1,1.10-4.1500 = 0,33 (Kcal/kg. 0C) . Lượng nhiệt để đốt nóng thuỷ tinh từ nhiệt độ ban đàu đến nhiệt độ nấu là : qd = 0,33 . 1500 – (1,01 . 0,23 . 25 + 0,1356 . 0,18 . 25) qd = 488,01 (Kcal/Kg) + Nhiệt nóng chảy phối liệu tạo 1kg thuỷ tinh : qc = 83. Gpl.(1 - 0,01. Gk) [224 - IV] . qc = 83 . 1,01 . (1 - 0,01 . 9,43)= 83,44 (Kcal/Kgtt) . + Nhiệt đốt nóng sản phẩm khí hình thành khi tạo 1kg thuỷ tinh : qk = q + q CRO2:Tỷ nhiệt của khí CO2 , CCO2 = 0,56 ( Kcal/m3. 0C ) . VRO2: Thể tích khí CO2 , VCO2 =3,78 (m3 ) . Gpl : Khối lượng phối liệu tạo 1kg thuỷ tinh,Gpl = 1,01 (kgPL/kgTT). W : Khối lượng hơi nước do phối liệu tạo ra , W=0,02 (m3/kgTT) t : Nhiệt độ đốt nóng sản phẩm khí , t = 1500 ( 0C ) . qk = 0,01 . 3,78 . 1,01 . 0,56 . 1500 + 600 . 0,02 . 1,01 . 0,01 qk = 35,27 (Kcal/Kgtt) . - Tổng hiệu ứng nhiệt tạo 1 kg thuỷ tinh : q1b = qq + q đ + qc + qk q1b = 88,54 + 488,01 + 83,44 + 35,27 = 695,26 (Kcal/Kgtt). Vậy nhiệt tiêu tốn tạo thuỷ tinh trong mỗi giờ là Q1b = q1b . Gnấu = 695,26 . = 3621145,83 (Kcal/h) . 2. Tổn thất nhiệt do khí thải mang ra khỏi bể nấu : Q2b = Va . Ck.t . x + Vk . Ck . t (Kcal/h) . Va : Thể tích sản phẩm cháy 1 Kg nhiên liệu , Va = 15,15 (m3/Kgnl). t: Nhiệt độ khí thải ra khỏi bể nấu, T = 13500 C Vk: Thể tích sản phẩm khí do phối liệu phân huỷ ( m3/h ). Vk = V. Gpl . B = 6,27.1,01 . = 33774,4 ( m3/h ). Ck, Ck: Tỷ nhiệt của sản phẩm cháy, khí do phối liệu phân huỷ ở nhiệt độ t = 1300 (0C) Tỷ nhiệt của các khí trong sản phẩm cháy: = 0,55 (Kcal/m3 0C). = 0,34 (Kcal/m3 0C). = 0,36 (Kcal/m3 0C). = 0,43 (Kcal/m3 0C). Ck1 = Ci .Xi = 0,55 . 0,1063 + 0,34 . 0,734 + 0,36 . 0,0323 + + 0,43 . 0,1274 = 0,37 (Kcal/m3. 0C). Ck2 = Ci .Xi =0,55 . 0,6029+ 0,43 . 0,3971 = 0,48 (Kcal/m30C). Q2b = 15,15 . 0,37 . 1300 . x + 33774,4 .0,48 .1300 Q2b = 7287,5 . x + 21075225,6 (kcal/h) . 3. Tổn thất nhiệt do dòng thuỷ tinh mang sang bể sản xuất : Q3b = B . n . Ctt . t B: Năng suất lò thiết kế, B = (Kg/h) n: Hệ số dòng thuỷ tinh , n = 2 T: Nhiệt độ dòng thủy tinh sang bể sản xuất, T = 15000 C Ctt: Tỷ nhiệt của dòng thuỷ tinh. (Kcal/KgC) C= 0,1605 +1,1.10-4.t=0,1605 + 1,1.10-4.1500 = 0,33 (Kcal/KgC) Q3b = 5156250 (Kcal/h) 4. Nhiệt tổn thất qua vỏ lò: Bao gồm: tường lò, vòm lò, nền lò, tường không gian. Qvl = QT + Qv + QN + QKG. = qt . FT + qv . Fv + qN . FN + qKG . F KG (Kcal/h) FT, Fv, FN, FKG : diện tích bề mặt truyền nhiệt của tường, vòm, nền, tường không gian (m2). qT, qv, qN, qKG: nhiệt dẫn của tường, vòm, nền, tường không gian (Kcal/m2.h. độ). a. Nhiệt tổn thất qua vòm lò: Với nhiệt độ của không gian lò trung bình bình là 1500oC thì 2 cấp nhiệt của khí trong lò là rất lớn, do đó có thể coi nhiệt độ của tường trong của lò tương đương với nhiệt độ của khí trong lò và khi tính toán, luôn lấy totrong = 1500oC để dễ tính toán. Q4b = QV = (Kcal/h) Trong đó : t1 ,t4 , lần lượt là nhiệt độ bên trong bể nấu và nhiệt độ ngoài môi trường , C R, là nhiệt trở của vòm lò R = (h0C/Kcal) Trong đó : , là chiều dày lớp gạch Đinát = 0,3 (m) , là chiều dày lớp gạch Đinát xốp = 0,25 (m) F1 , là bề mặt truyền nhiệt của lớp gạch Đinát ,đã tính được ở (IV-2) F1 = 139,84 (m2) F2 , là bề mặt truyền nhiệt của lớp gạch Đinát xốp, đã tính được ở (IV-2) F2 = 145,66 (m2) F3 , là diện tích cấp nhiệt của lớp Đinat xốp, đã tính được ở (IV-2) F3 = 148,31 (m2) Nhiệt độ mặt trong của vòm bể nấu : T1 = 1500 (0C). Nhiệt độ môi trường không khí : Tkk= T4 = 25 (0C). Giả thiết : Nhiệt độ mặt ngoài gạch dinát : T2 = 1200 (0C). Nhiệt độ mặt ngoài lớp gạch bảo ôn : T3 = 120 (0C). 1 , là hệ số dẫn nhiệt của gạch Đinát 1 = 0,7 + 6510-5. (Kcal/mh). 2 ,là hệ số dẫn nhiệt của gạch Đinát xốp 2 = 0,3 (Kcal/mh) 2 , là hệ số cấp nhiệt của gạch Đinát xốp 2 = [] 2 = 13,54(Kcal/m2hC). Nhiệt trở của vòm lò tính được R = (h/Kcal). Tổn thất nhiệt qua vòm lò là Q4b = Qv = (Kcal/h) Thử kiểm tra lại các nhiệt độ giả thiết ta có : tkt2 = t1 – Qv . = 1500 – 197334,16 . = 1229,1(C) tkt3 = t2 – Qv . = 1200 – 197334,16 . = 100 (C) Nhiệt độ giả thiết và nhiệt độ được kiểm tra chênh lệch không đáng kể , nên ta có thể chấp nhận được các giả thiết ở trên . b. Nhiệt tổn thất qua tường không gian của bể nấu Tổn nhiệt qua tường không gian của bể nấu chia làm hai phần như đã chọn ở phần (IV-2). Phần tường không gian và phần lớp gạch móc đỡ tường không gian . Tổn thất nhiệt qua tường không gian QKG1 = qkg . FKG1 (Kcal/h) QKG1 , tổn thất nhiệt qua tường không gian , (Kcal/h) qkg , là tổn thất nhiệt riêng qua tường không gian , (Kcal/m2 h). qkg = (Kcal/m2 h). Trong đó ; t1, t4 , là nhiệt độ trong bể nấu và ngoài môi trường C t1 =1500 0C , t4 = 25 C 1 , là chiều dày của lớp gạch cao nhôm 1 = 0,3 (m). 2 , là chiều dày của lớp samốt nhẹ dùng bảo ôn, 2 = 0,23 (m). -Nhiệt độ mặt trong của tường: t1 = 1500 (0C). Nhiệt độ không khí trong môi trường: t4 = 25 (0C). -Giả thiết nhiệt độ: Mặt ngoài lớp gạch cao nhôm t2 = 1200 (0C). Nhiệt độ lớp gạch samốt xốp t3 = 120 (0C). 1 , là hệ số dẫn nhiệt của gach cao nhôm 1 = 1,45 + 20.10-5 . = 1,45 + 20.10-5. 1 = 1,73 (Kcal/m.h.0C). 2 ,là hệ số dẫn nhiệt của gạch Samốt xốp : 2 = 0,09 + 12,5.10-4 . = 0,09 + 12,510-5. (Kcal/mh) 2 , là hệ số cấp nhiệt về phía không khí của gạch Samốt xốp 2 = = 13,54 (Kcal/m2h) Nhiệt tổn thất riêng qua tường không gian : qkg = 1257,83 (Kcal/m2h) FKG1 , là diện tích truyền nhiệt của tường không gian bể nấu ,(m3). FKG1 = 2 . h . (b + 2 . 0,2) (m2) h, chiều cao của lớp gạch móc : h = 12 . 0,065 = 0,78 (m) b,là chiều dài bể nấu , b = 20 (m) diện tích truyền nhiệt của tường không gian : FKG1 = 2 . 0,78 . (20 + 2 . 0,065 ) = 31,82 (m2) Tổn thất nhiệt qua tường không gian , phần bên trên là QKG1 = qkg . FKG = 1257,25 . 31,82 = 40005,83 (Kcal/h) Tổn thất nhiệt qua phần gạch móc đỡ tường không gian là Qmóc = qmóc . Fmóc (Kcal/h) Trong đó Fmóc ,là diện tích truyền nhiệt của gạch móc đỡ tường không gian , (m2). Fmóc = 2 . h . (a + b + 2 . 0,2) = 2 . 0,15 . (6 + 20 + 2 . 0,2) Fmóc= 7,92 (m2). qmóc , là tổn thất nhiệt riêng qua phần gạch móc (Kcal/m2h) t1,t3 ,là nhiệt độ bên trong bể nấu và nhiệt độ ngoài môi trường t1 = 1500 0C , t2 = 25 C Giả thiết nhiệt độ bề mặt ngoài của lớp gạch móc là t2 = 300 C 1 , là chiều dày phần gạch móc đỡ tường không gian 1 = 0,3 (m) 1 , là hệ số dẫn nhiệt của gạch móc , 1 = 1,45 + 20.10-5 . (Kcal/mh) 2 ,hệ số cấp nhiệt của gạch móc 2 = 2 = (Kcal/m2hC). Từ đây ta có tổn thất nhiệt riêng qua lớp gạch móc là qmóc = (Kcal/m2 h) Vậy tổn thất nhiệt qua lớp gạch móc là Qmóc = qmóc . Fmóc = 6585,73 . 7,92 = 52158,95 (Kcal/h) . Tổng tổn thất nhiệt qua phần tường không gian là QKG = QKG1 + Qmóc = 40005,83 + 52158,95 = 92164,78 (Kcal/h) . Sau khi thử kiểm tra lại thấy các nhiệt độ mà ta đã giả thiết là sai khác vơi nhiệt độ tính toán không đang kể cho nên ta chấp nhận được kết quả tính toán trên . c.Tổn thất nhiệt qua tường bể nấu Tường bể nấu được chia hai phần như đã chọn ở phần(IV-2) , phần bảo ôn và phần không bảo ôn QT = Qbảo ôn + Qkhông bảo ôn QT, Qbảo ôn , Qkhông bảo ôn , là nhỉệt tổn thất qua tường bể nấu , nhiệt tổn thất qua phần bảo ôn , nhiệt tổn thất qua phần không bảo ôn, (Kcal/h) . Qkhông bảo ôn = (Kcal/h) t1,t3 ,là nhiệt độ bên trong bể nấu , nhiệt độ ngoài môi trường t1 = 1500 C , t3 = 25 C Giả thiết nhiệt độ bề mặt ngoài của lớp gạch ASZ không bảo ôn là t2 = 300 C 1 ,là chiều dày của lớp gạch AZS , 1 = 0,3 (m) 1 , là hệ số dẫn nhiệt của gạch AZS 1 = 2,16 (Kcal/mh0C) 2 , là hệ số cấp nhiệt của gạch AZS 2 = 2 = = 25,05 (Kcal/m2hC). F1 , là phần diện tích truyền nhiệt của lớp gạch AZS không bảo ôn F1 = h . (a + 2 . b) = 0,2 . (6 + 2 . 20) = 9,2 (m2). Vậy tổn thất nhiệt qua phần gạch AZS không bảo ôn là Qkhông bảo ôn = = 75891,01 (Kcal/h) . Nhiệt tổn thất qua phần tường bể có bảo ôn Qbảo ôn = .F2 (Kcal/h) . Với t1 , t5, là nhiệt độ bên trong bể nấu , nhiệt độ môi trường ngoài t1 = 1500 C t5 = 25 C Giả thiết rằng : t2 = 1400 C ,là nhiệt độ mặt giữa lớp AZS đúc nông chảy và lớp gạch cao nhôm . t3 = 1300 C , là nhiệt độ giữa lớp gạch cao nhôm và lớp gạch Samốt nhẹ . t4 = 100 C, là nhiệt độ của bề mặt ngoài lớp gạch Samốt nhẹ . Chiều cao tường bể phần được bảo ôn h = 1.3 (m). Chiều đày của Lớp gạch AZS đúc nóng chảy đã chọn ở (IV-2) 1 = 0,3 (m). Lớp gạch cao nhôm, đã chọn ở (IV-2) là 2 = 0,3 (m). Lớp gạch Samốt nhẹ , đã chọn ở (IV-2) là 3 = 0,25 (m). Tại nhiệt độ t = = = 1450 C Hệ số dẫn nhiệt của gạch AZS đúc nóng chảy là 1 = 3,55 (Kcal/mh) ở nhiệt độ t = = 1350 C Hệ số dẫn nhiệt của gạch cao nhôm là 1,45 + 20.10-5t = 1,45 + 20.10-5 . 1350 = 1,73 (Kcal/mh) ở nhiệt độ t = = 700 C Hệ số dẫn nhiệt của gạch Samốt nhẹ là 3 = 0,09 + 12,5.10-5t = 0,48 (Kcal/mh) Hệ số cấp nhiệt của gạch Samốt nhẹ là 2 = 2 =11.26 (Kcal/m2hC). Diện tích truyền nhiệt của tường bể nấu là F2 = h . (a + 2.b) = 1,3 . (6 + 2 . 20) = 59,8 (m2) Tổn thất nhiệt qua phần tường bể có bảo ôn Qbảo ôn = 51681,17 (Kcal/h). Tổng tổn thát nhiệt qua tường bể nấu là QT = Qbảo ôn + Qkhong bảo ôn = 75891,0,1 + 51681,17 =127572,18 (Kcal/h). d. Tổn thất nhiệt qua đáy bể nấu. QN = FN . qN FN = 120 (m2) , là phần diện tích đáy bể nấu . qN , là tổn thất nhiệt riêng qua đáy bể nấu qN = (Kcal/m2 h) t1 , t6 là nhiệt độ trong bể nấu , nhiệt độ ngoài môi trường t1 = 1500 C , t6 =25 C Giả thiết nhiệt độ giữa lớp AZS đúc nống chảy và lớp cao nhôm là t2 =1450 C Nhiệt độ giữa lớp cao nhôm và lớp samốt nhẹ là t3 = 1150 C Nhiệt độ giữa lớp samốt nhẹ và lớp thép đỡ đáy là t4 = 150 C Nhiệt độ bề mặt của lớp thép đỡ đáy là t5 = 145 C Tại nhiệt độ t = C Hệ số dẫn nhiệt của gạch AZS đúc nóng chảy là 1 = 3,55 (Kcal/mh) Lớp AZS đúc nóng chảy có chiều dày đã chọn ở (IV-2) là 1 = 0,1 (m) Tại nhiệt độ t = = 1300 C 2 ,là hệ số dẫn nhiệt của gạch cao nhôm 2 = 1,45 + 20.10-5t = 1,71 (Kcal/mh) Lớp gạch cao nhôm dày đã chọn ở (IV-2) là 2 = 0,3 (m) Tại nhiệt độ t = = 650 C 3, là hệ số dẫn nhiệt của gạch Samốt nhẹ 3 = 0,24 + 20.10-5t = 0,37 (Kcal/mh) Lớp gạch Samốt nhẹ dày đã chọn ở (IV-2) là 3 = 0,23 (m) Tại nhiệt độ t = = 147,5 C 4 ,là hệ số dẫn nhiệt của gạch thép đỡ đáy 4 = 43,16 (Kcal/mh) Chiều dày tấm thép 4 = 0,005 (m) , là hệ số cấp nhiệt của tấm thép = = (). = 12,92 (Kcal/m2hC). Tổn thất nhiệt riêng qua đáy bể nấu là qN= 1633,91 (Kcal/m2 h) Tổn thất nhiệt qua đáy bể là QN = qN . FN = 1633,91 . 120 = 196068,77 (Kcal/h) . e. Tổn thất nhiệt qua tường đầu và cuối bể nấu + Tường đầu bể nấu : Diện tích truyền nhiệt tường đầu bể nấu FDB = F1 + F2 (m2) F1 , là phần diện tích hình chữ nhật , (m2) F2 , là phần diện tích hình vòm cung ở trên đầu bể (m2) F1 = a1 x b1 = 6,4 . 0,93 = 5,95 (m2) F2 = a12 . = 6,42 . (m2) Vậy diện tích truyền nhiệt của tường đầu bể là FDB = F1 + F2 = 5,95 + 3,73 = 9,68 (m2) Kêt cấu của vật liệu chịu lửa ở tường đầu bể giống như của tường không gian cho ta các thông số như giống của tường không gian . Do đó ta lấy nhiệt tổn thất riêng phần của tường đầu bể bằng với nhiệt tổn thất riêng của tường không gian . Tổn thất nhiệt qua tường đầu bể là QDB = qkg . FDB = 1257,25 . 9,68 = 12170,18 (Kcal/h) + Tường cuối bể Có các phần sau Diện tích truyền nhiệt phần tường không gian Fcb1 = acb . bkg + acb2. (m2) Fcb1 = 6,4 . 0,93 + 6,42 = 9,65 (m2) Tổn thất nhiệt Qcb1= qkg. Fcb1 = 1257,25 . 9,65 = 12132,46 (Kcal/h) Diện tích phần truyên nhiệt qua lớp AZS không bảo ôn Fcb2 = acb . hAZS = 6,4 . 0,2 = 1,2 (m2) Tổn thất nhiệt qua lớp AZS đúc nống chảy (của tường cuối bể ) Qcb2 = qT(AZS). Fcb2 = 8249,02 . 1,2 = 9910,82 (Kcal/h) Diện tích phần truyền nhiệt (chứa miệng kênh dẫn thuỷ tinh sang bể sản xuất) Fcb3 = acb . bcb - (m2) Fcb3 = 6,4 . 1.3 - = 4,51 (m2) Tổn thất nhiệt qua tường cuối bể (phần chứa kênh dẫn thuỷ tinh sang bể sản xuất Qcb3 = qT bảo ôn . Fcb3 = 5751,92 . 4,51 = 3897,69 (Kcal/h) Tổng tổn thất nhiệt qua tường cuối bể nấu Qcb = Qcb1 + Qcb2 + Qcb3 = 25941,17 (Kcal/h) f. Tổn thất nhiệt qua khe bức xạ nhiệt Trên lò nấu ố trí 6 khe quan sát chia đều hai bên tường , mỗi khe hình tròn có bán kính r = 0,03 (m). Tổn thất nhiệt qua khe được tính như sau Qkqs = Qkqs , là tổn thất nhiệt qua khe quan sát (Kcal/h) j : hệ số mở của lỗ, với lỗ có kích thước bán kính r = 0,03 (m) j = 0,1 . T1,T2, là nhiệt độ tuyệt đối trong bể nấu và nhiệt độ ngoài môi trường 0K T1 = 1773 0K T2 = 298 0K F , là diện tích khe quan sát (m2) F = 3,14 . 0,032 = 2,8310-3 (m2) Tổn thất nhiệt qua khe quan sát là Qkqs = = 2411,43 (Kcal/h) g. Tổn thất nhiệt qua cửa nạp liệu cửa nạp liệu dược thiết kế có hình chữ nhật các kích thước như sau dài x rộng = 1,4 x 0,4 (m) Tổn thất nhiệt qua cửa nạp liệu được tính theo công thức sau Qcnl = Trong đó Qcnl là tổn thất nhiệt qua cửa nạp liệu (Kcal/h) T1, T2, là nhiệt độ tuyệt đối trong bể nấu và nhiệt độ ngoài môi trường 0K T1 = 1773 0K T2 = 298 0K Diện tích cửa nạp liệu Fcnl = 1,4 . 0,4 = 0,56 (m2) Vậy tổn thất nhiệt qua cửa nạp liệu Qcnl = 28489,44 (Kcal/h) Từ đố ta có tổng lượng nhiệt tổn thất do bức xạ là Qbx = Qkqs + Qcnl = 2411,43 + 28489,44 = 30900,87 (Kcal/h) 5.3.3. Cân bằng nhiệt. Nhiệt cung cấp cho qt nấu thuỷ tinh Qcung = Q1a + Q2a + Q3a + Q4a+ Q5a Ngoài ra, còn có 5% nhiệt tổn thất không tích được QTT = 0,05 Qchi = Vậy ta có bảng tổng kết cân bằng nhiệt cung - chi lò nấu. Nhiệt cung Qcung Giá trị (Kcal/h) Nhiệt cháy nhiên liệu Q1a 10180 x Nhiệt lý học của nhiên liệu Q2a 50,4 x Ham nhiệt không khí nóng Q3a 3538,85x Nhiệt lý học do phối liệu đem vào Q4a 33707,49 Nhiệt cấp do dòng thuỷ tinh đối lưu từ bể sx sang bể nấu Q5a 2098958,33 Tổng nhiệt cung Qcung 2132665,82 + 13769,25.x Nhiệt chi Qchi giá trị (Kcal/h) Nhiệt để tạo thuỷ tinh Q1b 3621145,83 Tổn thất nhiệt do khí thải mang ra khỏi bể nấu Q2b 21075225,6 + 7287,5 . x Tổn thất nhiệt do dòng thuỷ tinh mang sang bể sản xuất Q3b 5156250 Nhiệt tổn thất qua vòm lò Q4b 197334,16 Tổn thất nhiệt qua tường không gian Q5b 92164,78 Tổn thất nhiệt qua tường bể Q6b 127572,18 Tổn thất nhiệt qua đáy bể nấu Q7b 196068,77 Tổn thất nhiệt qua tường đầu bể nấu Q8b 25941,17 Tổn thất qua các khe bức xạ Q9b 30900,87 Nhiệt tổn thất khác Q10b 5%Qchi Tổng nhiệt chi Qchi Qchi 9790073 + 7651,51.x Từ bảng trên ta có thể đánh giá cân bằng nhiệt của quá trình nấu thuỷ tinh để tìm ra lượng nhiên liệu tiêu tốn cho lò nấu: Qcung = Qchi (Kcal/h) Tức 2132665,82 + 13769,25.x = 9790073 + 7651,51.x Tìm được x = 1251,67 (kg/h). 5.3.4. Kế hoạch cung cấp và dự trữ nhiên liệuvà các chỉ tiêu nấu thuỷ tinh . Từ giá trình cân bằng nhiệt thu - chi, ta có x = 1251,67 kg nhiên liệu tiêu tốn trong 1h nấu thuỷ tinh. Vậy lượng nhiên liệu tiêu tốn trong ngày. G = 1251,67. 24 = 30040,14 kg/ngày đêm G = 30,04 tấn nhiên liệu/ngày đêm. Các chỉ tiêu nấu + - lượng dầu dùng nấu 1 kg thuỷ tinh g = = 0,24 (Kgdầu/Kgtt ). Hiệu suất nhiệt nấu thuỷ tinh H = 2.5.4. Tính toán nhiệt bể sản xuất. 4.1. Kích thước và kết cấu bể sản xuất. a. Kích thước bể sản xuất. Diện tích bể sản xuất thông thường lấy 0,45 á 0,6 F bể nấu. Tuy nhiên, với lò có bể nấu lớn thì tỷ lệ này chọn 0,6 Fsx = 0,6 . 120 = 72 ( m2) Chọn chiều dài bể sản xuất: b = 14,4 (m) chiều rộng bể sản xuất: a = 5 (m) b. Kết cấu vật liệu chịu lửa. Chọn vòm bể gạch đi nas d1 = 0,3 (m) gạch Dinas nhẹ d2 = 0,23 (m) Tường không gian bể: gạch cao nhôm, d1 = 0,3 (m) gạch samos nhẹ, d2 = 0,23m Tường bể : gạch AZS (phần không bảo ôn), d1 = 0,25 (m) gạch AZS đúc nóng chảy (phần có bảo ôn) d1 = 0,3 (m) gạch samos nhẹ, d2 = 0,23 (m) Đáy bể: được nâng cao hơn so với bể nấu và gồm 4 lớp. gạch AZS đúc nóng chảy dày: d1 = 0,2 (m) gạch cao nhôm có chiều dày : d2 = 0,35 (m) gạch Samốt nhẹ có chiều dày : d3 = 0,45 (m) thép đỡ đáy có chiều dày : d4 = 0,005 (m) Chiều cao của mực thủy tinh lỏng: ht = 1m Chiều cao của tường không gian bể: h1 = 10 . 0,065 = 0,65(m) Lớp gạch móc cao h2 = 0,15 (m) Diện tích đáy bể: FĐ = 72 (m2) Diện tích tường không gian bể: Ftkg = 2.b.h1 + b2. 30,88 (m2) Diện tích truyền nhiệt của lớp gạch móc ở tường bể sản xuất Fmóc = 2.h2 .(b + 2 . 0,2) + 2.h2.(a + 2 . 0,1) (m2) Fmóc = 2 . 0,15 . (14,4 + 2 . 0,2) + 2 . 0,15 . (5 + 2 . 0,1) Fmóc = 6 (m2) Các thông số của vòm lò bể sản xuất Chiều dài dâu cung mặt trong của vòm Đinát L1 = (B) = (5,2) = 5,44 (m) Chiều dài dây cung mặt giữa lớp Đinát và lớp Đinát xốp L2 = (B + 1) = (5,2 + 0,3) = 5,76 (m) L3 = (B + 1 + 2) = (5,2 + 0,3 + 0,2) = 6 (m) Diện tích truyền nhiệt vòm Đinát F1 = (b + 2 . 0,2) = (14,4 + 2 . 0,2) = 82,88 (m2) Diện tích truyền nhiệt vòm Đinát xốp F2 = (b + 2 . 0,2) = .(14,4 + 2 . 0,2) = 85,07 (m2) Diện tích cấp nhiệt của mặt Đinát xốp F3 = L3 . (b + 2 . 0,2) = 6 . (14,4 + 2 . 0,2) = 88,8 (m2) 4.2. Cân bằng nhiệt bể sản xuất. 2.1. Nhiệt cung. - Nhiệt do dòng thuỷ tinh đối lưu mang sang từ bể nấu Q1a’ = 5156250 (Kcal/h) - Nhiệt do nhiên liệu mang vào (nếu có) Q2a’ = Cn . tn . x1 (Kcal/h) Q2a’ ,là nhiệt lượng do nhiên liệu mang vào (Kcal/h) Cn , tn ,là tỉ nhiệt và nhiệt độ của nhiên liệu Cn = 0,48 (Kcal/KgC) tn = 105 C x1 , là lượng đàu đốt phụ (nếu phải dùng đến) (Kg/h) Q2a’ = 50,4 . x1 (Kcal/h) - Nhiệt sinh do đốt cháy nhiên liệu (néu có) Q3a’ = 10180 . x1 (Kcal/h) 2.2. Nhiệt chi: Các khoản nhiệt chi bao gồm - Nhiệt do dòng thuỷ tinh đối lưu từ bể sản xuất sang bể nấu, Q1b’ (Kcal/h) . - Nhiệt do thuỷ tinh bị lấy đi gia công ,Q2b’ (Kcal/h) . - Nhiệt tổn thất qua vòm lò , Q3b’ (Kcal/h) . -Nhiệt tổn thất qua tường không gían ,Q4b’ (Kcal/h) . - Nhiệt tổn thất qua tường bể,Q5’ (Kcal/h) . - Nhiệt tổn thất qua đáy bể ,Q6b’ (Kcal/h) . - Nhiệt tổn thât qua kee kéo kính ,Q7b’ (Kcal/h) . Nhiệt tổn thất qua kênh dẫn kính từ bể nấu sang bể sản xuất , Q8b’ (Kcal/h) - Nhiệt tổn thất do khí thải đưa đi,Q9b’ (Kcal/h) . - Nhiệt tổn thất khác ,Q10b’ (Kcal/h) . a. Nhiệt do dòng thuỷ tinh đối lưu sang bể nấu. Q1b’ = 2098958,33 (Kcal/h) . b. Nhiệt tổn thất qua vòm bể sản xuất: Q2b’ = (Kcal/h) Trong đó Giả thiết nhiệt độ: t1 = tT = 1300oC t2 = 1050oC tTB1 = 1175oC t3 = 125oC tTB2 = 587,5oC tKK = t4 = 25oC tTB3 = 75oC Trong đó t1, Là nhiệt độ bên trong cua bể nấu C t2, là nhiệt độ giả thiết tại mặt giữa của lớp Đinát và lớp Đinát xốp C t3, là nhiệt độ tại bề mặt ngoài của lớp Đinát xốp C t4, là nhiệt độ môi trường ngoài . C Hệ số dẫn nhiệt của gạch Đinát 1 = 0,7 + 65.10-5.tTB1 = 0,7 + 65.10-5.1175 = 1,46 (Kcal/mh) 2, là hệ số dẫn nhiệt của gạch Đinát xốp 2 = 0,3 (Kcal/mh) 2 , là hệ số cấp nhiệt của gạch Đinát xốp 2 = 2 = 13,78 (Kcal/m2hC). 1, 2, là chiều dày của gạch Đinát và gạch Đinát xốp (m) 1 = 0,3 (m), 2 =0,23 (m). F1,F2 , là diện tích truyền nhiệt trung bình của lớp gạch Đinát và lớp gạch Đinát xốp F1 = 82,88 (m2),F2 =85,07 (m2), F3 ,là diện tích cấp nhiệt của lớp gạch Đinát xốp (m2). F3 = 88,8 (m2) (Đã tính được ở phần trước đó ). Từ đó ta có tổn thất nhiệt qua vòm lò Q3b’ = = 103585,74 (Kcal/h) Kiểm tra các nhiệt độ giả thiết ta có tkt2 = t1- Q3b’. =1300 – 103585,74. = 1043,2 C Các giả thiết nhiệt độ không sai khác so với tính toán, vậy có thể chấp nhận giả thiết ban đầu. c. tổn thất nhiệt qua tường không gian - phần gạch móc Qmóc = móc (Kcal/h) Giả thiết nhiệt độ t1,t3, là nhiệt độ trong bể sản xuất , và nhiệt độ ngoài môi trường . t1 = 1300 C , t3 = 25 C t2 , là nhiệt độ bề mặt ngoài của lớp gạch móc t2 =300 C Lớp gạch móc cao h = 0,15 (m) dày 1 = 0,3 (m) Diện tích truyền nhiệt của lớp gạch móc là Fmóc = 2 . h. (b + 2 . 0,2 ) + 2. h . (a + 2 . 0,1) Fmóc =2 . 0,15.(14,4 + 2 . 0,2) + 2 . h.(5 + 2 . 0,1) = 6 (m2) ở nhiệt độ t = = 800 C ,là hệ số dẫn nhiệt của gạch móc = 1,45 + 20.10-5t = 1,16 (Kcal/mh) 2 ,là hệ số cấp nhiệt của gạch móc 2 = 24,31 (Kcal/m2hC). Tổn thất nhiệt qua lớp gạch móc là Qmóc = 33638,2 (Kcal/h) Tổn thất qua phần tường không bảo ôn Qtkg = (Kcal/h) t1 , t4, là nhiêt độ bên trong bể sản xuất và bên ngoài môi trường t1 = 1300 C , t4 = 25 C Giả thiết t2 , t3, là nhiệt độ lớp giữa của gạch cao nhôm và gạch Samốt nhẹ ,và nhiệt độ bề mặt của gạch Samốt nhẹ . t2 = 1100 C , t3 = 135 C Diện tích truyền nhiệt và cấp nhiệt của tường không gian Fkg = 30,88 (m2), đã tính được từ trước . Tại t = = 1200 C 1 , là hệ số dẫn nhiệt của gạch cao nhôm 1 = 1,45 + 20.10-5t