ТЕПЛОТЕХНІЧНА ЧАСТИНА

5 ТЕПЛОТЕХНІЧНА ЧАСТИНА

Вихідні дані:

Продуктивність печі – 50 т/година.

Температура посаду – 20 °С.

Кінцева температура поверхні металу – 1240 °С.

Температура газів – ;

Перепад температур по перетині слябу – 50 °С.

Паливо: суміш природного і доменного газу .

Матеріал заготівлі – ст. 3 сп.

Розмір заготовки 100 х 800 х 1500 мм.

5.1 Розрахунок горіння палива

Таблиця 5.1. – Склад природного і доменного газів

Визначаємо склад вологого газу по формулі [6]:

;

.

.

Тоді склад вологого доменного газу:

Разом: 100%.

Склад вологого природного газу:

Разом: 100%.

Теплота горіння газів:

доменний газ –

природний газ –

Визначаємо частку доменного газу (X) у суміші:

Відкіля:

Частка природного газу складе:

Тоді склад змішаного газу:

Разом: 100%.

Для перевірки правильності розрахунку складу змішаного газу необхідно зробити розрахунок його теплоти горіння і звірити її з заданою.

Розбіжність у 5 кдж/м³ допускається.

Розрахунок витрати повітря, склад і кількість продуктів горіння подані в таблиці 5.2.

Таблиця 5.2 – Витрати повітря, склад і кількість продуктів горіння

С таблиці бачимо, що теоретично кількість повітря, необхідна для спалювання 1м³ газу:

при  -

при  -

і утвориться продуктів згорання:

при -

при -

На один м³ продуктів згорання приходиться

повітря:

газу:

Правильність розрахунків перевіряємо укладанням матеріального балансу.

Густина змішаного газу:

Отже, маса природно-доменної суміші буде рівна:

Маса повітря, що йде на горіння, складе:

Густина вологих продуктів згорання складе:

Маса вологих продуктів згорання складе:

Результати розрахунку зводимо в таблицю 5.2.

Таблиця 5.2 – Матеріальний баланс горіння палива

Визначаємо температуру горіння палива.

Для визначення калориметричної, теоретичної та дійсної температур горіння палива викреслюємо діаграму для продуктів згорання палива при заданому коефіцієнті витрати повітря ().

Склад продуктів згорання:

Порядок побудови діаграми.

Розрахунок ентальпії продуктів згорання проводимо через інтервали у 200°С. При кожному значенні температури визначаємо ентальпію продуктів згорання по їх складу (частці у продуктах згорання) і табличним значенням ентальпії складових компонентів при ,

при

Результати розрахунку приведені у таблиці 5.3.

Таблиця 5.3 – Ентальпія продуктів згорання

Визначимо ентальпію продуктів згорання при калориметричній температурі горіння:

де – частка хімічного тепла палива, яке припадає на 1 м³ продуктів згорання,

 – фізичне тепло, яке вноситься на одиницю продуктів згорання підігрітим повітрям:

де  – ентальпія повітря при ;

 – фізичне тепло, яке вноситься на одиницю продуктів згорання підігрітим паливом, у даному розрахунку.

.

По даним розрахунку викреслюємо діаграму  (рисунок 5.1).

По діаграмі  визначаємо .

Рис. 5.1 – Діаграма  для продуктів згорання ()

Розрахунок теоретичної температури горіння.

Парціальний тиск водного пару:

Парціальний тиск вуглекислого газу

У першому наближенні задаємося значенням теоретичної температури на 100 – 150 °С менше калориметричної температури горіння:

Ступінь дисоціації  та при даних умовах.

Методом лінійної інтерполяції

При  -

При  -

для

При  -

При  -

для

Загальна ентальпія продуктів згорання з урахуванням дисоціації складе:

Одержана крапка вище за криву на діаграмі , тому в другому наближенні приймаємо

Методом лінійної інтерполяції

При  -

При  -

для

При  -

При  -

для

Загальна ентальпія продуктів згорання з урахуванням дисоціації складе:

Наносимо точку на діаграму. З'єднуємо отримані точки прямою і на перехрещені з кривою діаграми отримуємо значення ентальпії  що відповідає теоретичній температурі

Дійсна температура горіння:

Прийнявши пірометричний коефіцієнт рівним  знаходимо дійсну температуру газів: