Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Обычно продукты горения, отходящие из рабочей камеры печи, обогащаются кислородом за счет присоса воздуха, при этом коэффициент избытка воздуха может возрасти с 1,05 до 2,0. Если такие дымовые газы подвести к устью газовой горелки, то кислород обратных газов будет в какой-то мере участвовать в горении газообразного топлива и заменит часть воздуха, необходимого для горения. При этом с частью-воздуха, имеющей температуру /0бр будет вноситься некоторое количество тепла, и это будет равноценно подогреву той же части воздуха в рекуператоре до температуры /0бр.
Лучше всего может быть использовай кислород обратных газов, если обратные газы подвести к смесителю инжекционной горелки, так >как при этом образуется хорошая смесь газообразного топлива с кислородом. Однако нужно помнить, что чрезмерное количество инертных газов, добавленных в газовоздушную смесь, может сделать эту смесь невоспламеняющейся. Характеристикой рециркуляции служит кратность рециркуляции
где Уобр — количество возвращаемых газов; Vr—количество газов при обычном сжигании топлива.
Количество газов в любом сечении газохода от места возврата до* места отбора
Урвц-Уг+Уовр-П+О^г. ¦ (&-84)
Кратность рециркуляции выбирается из условий создания в рабочем пространстве печи необходимой температуры.
Калориметрическую температуру горения рециркуляции газов можно определить из уравнения теплового баланса, отнесенного к единице количества топлива:
^ + ^т+Л + /обр = [0г + (0обр—4,76у°*р )]ск/к. (5-85)
здесь 10бр — энтальпия обратных газов; /в = (у°ат— 4,76у°'р )cJB — тепло,
введенное с воздухом, причем 4,760°^—количество воздуха, на которое уменьшается потребность в нем за счет использования кислорода обратных газов, если они участвуют в горении топлива; ?0бр — количество обратных газов.
120
Отсюда получаем в развернутом виде:
^ ___ QS+^i + Л + ^обр Qjj + cJt + (v°aT — 4,76tftp) cttt + РрбрСобр/обр
к _ [о* + (Оовр — 4,760^-р)] сж ~ К + (Оовр — 4,76i>o6p)] с«
(5-86)
Если пренебречь использованием кислорода обратных газов, из формулы (5-86) легко получить связь между калориметрическими температурами горения без рециркуляции <кис рециркуляцией газов *н.рец- В самом деле, если поделить уравнение (5-85) на величину угСю будем иметь:
где г = у0бр/Уг — кратность рециркуляции.
Пример 5-4. Определить необходимую кратность рециркуляции при сжигании мазута с Qpk*=39* 10* кдж/кг с коэффициентом избытка воздуха а='1,1 с тем, чтобы калориметрическая температура горения при горячем воздухе (<В=800°С) осталось бы иа том же уровне, что и при сжигании без рециркуляции, ио при холодном дутье воздуха (ii=20°C) и температуре возвращаемых газов <0вр=1 300 °С.
Пользуясь диаграммой горения, находим калориметрическую температуру горения яри /в =20 С и «=1,1; /к.рвц—1 960°С (заданный уровень). Калориметрическая же температура горения при <,=800 °С и а= 1,1 будет <в=*2620°С.
Подставляя в формулу выражение <(5-88), имеем:
и, следовательно, о0вр=0,847ог (около 85% общего количества газов, получаемых при горении).
ГЛАВА ШЕСТАЯ
ТЕПЛОВЫЕ И МАТЕРИАЛЬНЫЕ БАЛАНСЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ И РАСХОД ТОПЛИВА
Распределение тепла в печах характеризуется тепловыми балансами, выражающими закон сохранения энергии.
При рассмотрении теплового баланса печи одновременно с ее производственными показателями *, можно оценить степень использования тепла, вскрыть причины малой тепловой экономичности и наметить мероприятия по улучшению работы. •
1 Под производственными показателями понимаются: во-первых, удельная производительность печи, т. е. количество продукции, пропущенной через печь в единицу времени, приходящееся на 1 м2 пода печи или на 1 л3 объема; во-вторых, качество тепловой обработки материала и потери продукта при обработке (угар металла, брак при обжиге я т. п.) и, в-третьих, — себестоимость тепловой обработки материала, отнесенная к единице продукций. ...1.
<?я+ !• I Л)бр _____________ (°t + ро8р) ск^ж.р«ц
VTCK
откуда
(5-87)
«ли приближенно
(5-88)
откуда
2 520— 1960 »=*= 1 960—1300
= 0,847
121
6-1. ТИПИЧНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ БАЛАНСЫ ПЕЧЕЙ
Для печей, оборудованных регенеративными или рекуперативными теплообменниками для подогрева воздуха и газообразного топлива и кот-лом-утилизатором для выработки водяного пара (или подогрева воды), можно составить следующие типичные тепловые балансы: 1) для рабочего пространства печи; 2) для рабочего пространства совместно’ с рекуператорами (или регенераторами) и 3) для всей установки в целом (с котлом-утилизатором). Для анализа тепловой эффективности отдельных элементов печи составляют также тепловые балансы регенераторов, котла-утилизатора и т. д.
Баланс тепла для печей периодического действия составляется применительно к одному рабочему циклу (например, для одной плавки, для одного обжига и т. д.), для печей непрерывного действия — применительно к 1 ч работы, но наибольший интерес для оценки тепловой экономичности представляют удельные тепловые балансы, отнесенные к единице количества материала — на 1 т или 1 кг конечного продукта или шихты.
