Проект цеха электролиза производительностью 315 тыс. т алюминия в год с установкой электролизеров с обожженными анодами на силу тока 315 кА
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?чённости окружающего пространства рассматриваемой поверхности;
ТП,ТС - температура поверхности и воздуха, соответственно, К.
Таблица 2.8
Зависимость Ак от температуры для вертикальной стенки
tм*, К0501002003005001000Ак6,075,314,774,063,562,932,01
*tм = 0,5(tП+t0);
Степень черноты теплоотдающих поверхностей для стали принимаем равной 0,8 для открытых поверхностей электролита 0,15, алюминия 0,56.
2.7.2.1.1 Теплопотери анодного устройства
1. Боковая стенка балки - коллектора (Qб-к).
П = 90С (ТП = 363 К);c = 25С (Тс = 298 К);
Площадь вертикальных стенок балки-коллектора Sвep = 49,5 м2, а горизонтальных Sгop = 30,2 м2,
?верт.стенок = 12,05 ккал/м2чград,
?гор = 12,05 1,3 = 15,7 ккал/м2чград.
Теплопотери от вертикальных стенок и горизонтальной стенки балки-коллектора составят:
б-k = 49,5 (12,05 (90 - 25) + 4,9 0,8 0,8[(363 ч 100)4 - (298 ч 100)4])
+ 30,2 (15,7 (90 - 25) + 4,9 0,8 0,8[(363 ч 100)4 - (298 ч 100)4]) = 66
ккал/ч.
. Горизонтальные створки укрытия (Qгсу).
П = 90С (ТП = 363 К); tc = 25С (Тс = 298 К);= 13,8 м2;
Ак = 3,47
ккал/м2чград.гсу = 13,8 (15,6 (90 - 25) + 4,9 0,8 0,8[(363 ч 100)4 - (298 ч 100)4]) =
290 ккал/ч.
3. Алюминиевые штанги анодов
П = 90С (ТП = 363 К); tc = 25С (Тс = 298 К);
Ак = 3,49= 36,5 м2 (поверхность штанги выше укрытия);
ккал/м2чградAlшт = 36,5 (12,05 (90 - 25) + 4,9 0,56 0,8 [(363 ч 100)4 - (298 ч
)4]) = 28 810 ккал/ч.
. Наклонные створки укрытия (Qств).
П = 63С (ТП = 336 К); tc = 25С (Тс = 298 К);
Площадь наклонных створок по длинным сторонам электролизёра и торцевых щитов: S =63,88 м2;
Ак = 3,48
ккал/м2чградств = 63,88 (10,05 (63 - 25) + 4,9 0,56 1 [(336 ч 100)4 - (298 ч
)4]) = 24 529 ккал/ч.
. Открытая поверхность электролита (Qопэ)
П = 960С (ТП = 1 233 К); tc = 25С (Тс = 298 К);= 5,2 м2;
Ак = 3,15
ккал/м2чград
При раiёте используется коэффициент, равный 0,025, при раiёте которого учитывается время работы электролизёра с открытым укрытием (периодическая обработка длинных сторон электролизёра, гашение анодных эффектов, перестановка анодов).
опэ = 5,2 0,025 (26,5 (960 - 25) + 4,9 0,15 0,8 [(1233 ч 100)4 -
(298 ч 100)4]) = 4 982 ккал/ч.
Итого: потери тепла анодным устройством:
ан.устр.= 66 135 + 14 290 + 28 810 + 24 529 + 4 982 = 138 746 ккал/ч =
,3 кДж/с.
.7.2.1.2 Теплопотери катодного устройства
1. Обортовочный лист:
tП = 131C (ТП = 404К); to = 25C (To = 298K); tм = 0,5 (404 + 25) = 351
К;= 5,1 м2, Ак = 3,41, тогда ? = 0,859 3,41 (131 - 25)1/3 = 13,86
ккал/м2чC
. Верхний пояс кожуха:
tП = 179C (ТП = 452 К); to = 25C (To = 358 K); tм = 0,5 (452 + 298) = 375
К;= 31,42 м2, Ак = 3,20, тогда ? = 0,859 3,20 (179 - 25)1/3 = 12,5
ккал/м2чC
. Нижний пояс кожуха:
tП = 110C (ТП = 383 К); to = 25C (To = 298 K); tм = 0,5 (383 + 298) = 340
К;= 16,88 м2, Ак = 3,44, тогда ? = 0,859 3,44 (110 - 25)1/3 = 13
ккал/м2чC
. Торец кожуха:
tП =110C (ТП = 383 К); to = 25C (To = 298 K); tм = 0,5 (383 + 298) =
,5 К;= 15,6 м2, Ак = 3,44, тогда ? = 0,859 3,44 (110 - 25)1/3 = 13
ккал/м2чC
5. Блюмсы:
П = 204C (ТП = 477 К); to = 25C (To = 298 K); tм = 0,5 (477 + 298) =
387,5 К;= 11,78 м2, Ак = 3,29, тогда ? = 0,859 4,57 (204 - 25)1/3 = 16
ккал/м2чC
6. Днище:
П = 98C (ТП = 371 К); to = 25C (To = 298 K); tм = 0,5 (371 + 298)=334,5
К;= 70,62 м2, Ак = 3,44, тогда ? = 0,859 3,44 (98 - 25)1/3 = 8,4
ккал/м2чC
Итого: потери тепла катодным устройством:
ку= 11 242 + 102 180 + 27 672 + 25 574 + 48 822 + 73 919 =
= 289 409 ккал/ч = 336,4 кДж/с.
Всего: потери тепла конструктивными элементами электролизёра:
кэ = Qaн.y.+ Qкат.y = 138746 + 289409 = 428155 ккал/ч = 497,5 кДж/с.
Итого: расход тепла составляет:
рacx = 744403 + 33163 + 70478 + 428155 = 1276199 ккал/ч = 1 483,3
кДж/с.
По данным составляется тепловой баланс электролизёра (табл.2.9).
Таблица 2.9
Тепловой баланс электролизёра
№Приход теплаСтатьикДж/с%1От электрической энергии1217,281,22От сгорания анода281,618,8Итого:1 498,8100№Расход теплаСтатьикДж/с%1На разложение Аl2О386557,712С вылитым металлом392,63С газами81,85,464Конструктивными элементами:497,533,194.1Анодным устройством161,34.2Катодным устройством336,4Всего:1 483,3невязка15,51,04Итого:1 498,8100
2.8 Раiёт объёма производства, характеристика корпуса и цеха электролиза
Производительность корпуса электролиза по алюминию-сырцу зависит от кремниево-преобразовательной подстанции (КПП) и от рабочего напряжения электролизёра.
При строительстве отечественных алюминиевых заводов в основном применяются КПП на 900 в для серии из двух корпусов электролиза. В настоящем проекте принимаем КПП на 900 в.
При этом количество установленных электролизёров в серии (2 корпуса) составит:
,
где: 900 - мощность КПП, в;
- резерв напряжения на анодный эффект, в.;
,5 - резерв напряжения для компенсации напряжения во внешней цепи (принимают в пределах от 1 до 5%) в проекте - 3%, в;
,5 - потери напряжения в аппаратуре и шинопроводе подстанции, в;
- резерв напряжения в серии на пусковые ванны после капитального ремонта и ванны с технологическими нарушениями, в;
,015 - среднее напряжение электролизёра (см. электрический раiёт электролизёра), в.
В корпусе устанавливается 102 (204ч2) электролизёров. Количество работающих электролизёров в корпусе равно:
,
где: 102 - количество установленных электролизёров, шт.;
- простой электролизёра в капремонте (вместе с обжигом), суток (факт опытных электролизёро