4. Потери тепла с охлаждающей водой по практическим данным принимаем равными 10 % от тепла, вносимого топливом и воздухом

В кВт.

5. Неучтенные потери определяем по формуле

В кВт.

Уравнение теплового баланса

.

Откуда

=5,46 м3/с.

Результаты расчетов заносим в таблицу

Таблица 1. Тепловой баланс методической печи

Статья прихода кВт (%) Статья расхода кВт (%)

Тепло от горения топлива . . . . . . . .

Физическое тепло воздуха . . . . . . . .

Тепло экзотермических реакций . . . . . . . .

_____________________

Итого:

114114 (83, 82)

17948,06 (13, 18)

4080 (3, 00)

 

________________________

136142,06 (100, 0)

Тепло на нагрев металла . . . . . . . . .

Тепло, уносимое уходящими газами

Потери тепла теплопроводностью через кладку . . . . .

Потери тепла с охлаждающей водой . . . . . . . . . . .

Неучтенные потери

__________________________

Итого:

59820,2 (43, 94)

56602,83 (41, 16)

3908,5 (2, 87)

13206,16 (9, 70)

2604,43 (2, 33)

________________________

136142,06 (100,0)

Удельный расход тепла на нагрев 1 кг металла

 кДж/кг.

2.5 Расчет рекуператора для подогрева воздуха

Исходные данные для расчета: на входе в рекуператор =0оС, на выходе =450оС. Температура дыма на входе в рекуператор =1050оС. Расход газа на отопление печи =5,46 м3/с. Расход воздуха на горение топлива  м3/с. Количество дымовых газов на входе в рекуператор  м3/с. Состав дымовых газов 10,6 % СО2; 16,8 % Н2О; 0,8 % О2 и 71,8 % N2.

Выбираем керамический блочный рекуператор. Материал блоков – шамот, марка кирпича Б-4 и Б-6. Величину утечки воздуха в дымовые каналы принимаем равной 10 %. Тогда в рекуператор необходимо подать следующее количество воздуха 29,8/0,9=33,1 м3/с.

Количество потерянного в рекуператоре воздуха

 м3/с.

Среднее количество воздуха

 м3/с.

Количество дымовых газов, покидающих рекуператор (с учетом утечки воздуха) равно

 м3/с.

Среднее количество дымовых газов

 м3/с.

Зададим температуру дымовых газов на выходе из рекуператора =650оС. При этой температуре теплоемкость дымовых газов

,

_____________________________

=1462 кДж/(м3.К)

Теплоемкость дыма на входе в рекуператор (=1050оС)

_____________________________

=1,538 кДж/(м3.К)

Теперь  , где =1,3583 кДж/(м3.К) – теплоемкость воздуха при =650оС.

Решая это уравнение относительно , получим =651,3оС651оС.

В принятой конструкции рекуператора схема движения теплоносителей – перекрестный ток. Определяем среднелогарифмическую разность температур для противоточной схемы движения теплоносителей

;

о.

Найдя поправочные коэффициенты

и ,

, тогда оС.

Для определения суммарного коэффициента теплопередачи примем среднюю скорость движения дымовых газов =1,2 м/с, среднюю скорость движения воздуха =1,5 м/с.

Учитывая, что эквивалентный диаметр воздушных каналов равен =0,055 м =55 мм, находим значение коэффициента теплоотдачи конвекцией на воздушной стороне

=14 Вт/(м2.К).

Учитывая шероховатость стен, получим

 Вт/(м2.К).

Коэффициент теплоотдачи на дымовой стороне находим по формуле

.

Учитывая, что гидравлический диаметр канала, по которому движутся дымовые газы равен =0,21 м, находим коэффициент теплоотдачи конвекцией на дымовой стороне

=6,4 Вт/(м2.К),

или с учетом шероховатости стен

 Вт(м2.К).

Величину коэффициента теплоотдачи излучением на дымовой стороне определяем для средней температуры дымовых газов в рекуператоре, равной

оС.

Среднюю температуру стенок рекуператора принимаем равной

оС.

Эффективная длина луча в канале равна

 м.

При =850,5оС находим

=0,05; =0,035; =1,06.

.

При =537,75оС, .

Учитывая, что при степени черноты стен рекуператора , их эффективная степень черноты равна , находим коэффициент теплоотдачи излучением

Вт/(м2.К).

Суммарный коэффициент теплоотдачи на дымовой стороне равен

 Вт/(м2.К).

При температуре стенки =537,75оС коэффициент теплопроводности шамота равен

 Вт/(м.К)

С учетом толщины стенки элемента рекуператора =0,019 м находим суммарный коэффициент теплопередачи по формуле

 Вт/(м2.К),

где  и – соответственно основная поверхность теплообмена и оребренная, м2.

При ,  Вт/(м2.К).

Определяем поверхность нагрева и основные размеры рекуператора. Количество тепла, передаваемого через поверхность теплообмена, равно

 кВт.

По следующей формуле находим величину поверхности нагрева рекуператора

 м2.

Так как удельная поверхность нагрева рекуператора, выполненного из кирпичей Б=4 и Б=6, равна =10,3 м23, можно найти объем рекуператора

 м3.

Необходимая площадь сечений для прохода дыма равна

 м2.

Учитывая, что площадь дымовых каналов составляет 44 % общей площади вертикального сечения рекуператора, найдем величину последнего

 м2.

Принимая ширину рекуператора равной ширине печи, т. е. =10,9 м, находим высоту рекуператора

 м.

Длина рекуператора

 м.


2.6 Выбор горелок

В многозонных методических печах подводимая тепловая мощность (а следовательно, и расход топлива) распределяется по зонам печи следующим образом: в верхних сварочных зонах по 18 – 22%; в нижних сварочных зонах по 20 – 25% и в томильной зоне 12 – 18%.

Распределяя расход топлива по зонам пропорционально тепловой мощности, получим: верхние сварочные зоны по 1,09 м3/с; нижние сварочные зоны по 1,23 м3/с, томильная зона 0,82 м3/с.

Плотность газа 1,0 кг/м3, расход воздуха при коэффициенте расхода п=1,05 равен 5,46 м33 газа.

Пропускная способность горелок по воздуху: верхние сварочные зоны  м3/с; нижние сварочные зоны  м3/с; томильная зона  м3/с.

Расчетное количество воздуха определяем по формуле:

;

верхние сварочные зоны

 м3/с;

нижние сварочные зоны

 м3/с;

томильная зона

 м3/с.


Заключение

 

Технико-экономическая оценка работы методических печей

Широкое применение методических толкательных печей вызвано тем, что эти печи обеспечивают достаточно высокую производительность при невысоком удельном расходе топлива, а также обеспечивают высокий коэффициент использования тепла в рабочем пространстве. Это объясняется наличием методической зоны.

Применение глиссажных труб с рейтерами повышает равномерность нагрева металла (без царапин и холодных пятен) и создает предпосылки для увеличения ширины и длины печи.

Однако все методические печи толкательного типа имеют недостатки, обусловленные невозможностью быстрой выгрузки металла из печи и трудностями перехода от нагрева слябов одного размера к нагреву слябов другого размера. Эти проблемы могут быть решены только при использовании методических печей с шагающим подом.


Список использованных источников

1. Кривандин В.А. Металлургические печи / В.А. Кривандин; профессор, доктор техн. наук. – Москва: Металлургия, 1962 г. – 461 с.

2. Кривандин В.А. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей – 2 том / В.А. Кривандин; профессор, доктор техн. наук. – Москва: Металлургия, 1986 г. – 212 с.

3. Телегин А. С. Лебедев Н. С. Конструкции и расчет нагревательных устройств – 2-е издание переработанное и дополненное. Москва: Машиностроение, 1975 г. – 170 с.


Информация о работе «Конструкция, методика расчёта толкательных методических печей»
Раздел: Промышленность, производство
Количество знаков с пробелами: 37004
Количество таблиц: 1
Количество изображений: 8

Похожие работы

Скачать
46032
1
0

... площади пода печей определяют не через время нагрева, а используя величину напряжённости активного пода На. В этом случае Fа = Р/На, а длина печи La = Fa/B, где В – ширина печи. 4 Печи для термической обработки сортового проката.   4.1 Режимы термической обработки.   Наиболее распространённым видом термической обработки сортового проката является отжиг с целью проведения полной фазовой ...

0 комментариев


Наверх