Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Уравнение теплового баланса рабочего пространства печи или всей печи в целом в общем случае имеет вид:
2iQnpHx=i2|Qpacx/ (6-la)
QTX +Q;+Q; +Q,M+Q8K3=Q"M+Qm+Q3HA+Qo.r+QB.r +
“bQx.H+QM.H+Qo.c “bQisn- (6-16)
В этом уравнении в левой части даны статьи прихода тепла, а в правой — расхода тепла.
Обозначения разъяснены в табл. 6-1, где можно рассмотреть структуру баланса в его приходной и расходной частях.
Нужно ясно представить себе тот участок печной установки, для которого составляется тепловой баланс, и состояние дымовых газов, воздуха и т. д. следует брать именно для рассматриваемого участка. Так, если баланс составляется для рабочей камеры, то отходящие газы имеют наиболее высокую температуру; воздух поступает на горение в нагретом состоянии из рекуператора или регенератора. При составлении баланса всей печи с регенераторами (нли с рекуператорами) температура отходящих газов будет намного ниже, а воздух в регенераторное устройство поступает с температурой, соответствующей температуре окружающей среды. Если тепловой баланс составляется для всей печной установки, включая котел-утилизатор, то к правой части уравнения (6-16) нужно прибавить член Qnар— тепло, затраченное на выработку пара или горячей воды.
При плавлении шихты в мартеновских сталеплавильных печах протекают химические реакции как с выделением тепла (выгорание из шихты углерода, марганца, кремния, фосфора, серы, сгорание железа в окалину, образование шлаков), так и с поглощением тепла (испарение влаги, разложение известняка, входящего в состав шихты, восстановление железа из руды). Тепло экзотермических реакций обычно в 2—3 раза превышает тепло эндотермических реакций и составляет 10—15% общего количества тепла, введенного в плавильную камеру печи.
Депло, выделившееся' в рабочем пространстве при экзотермических реакциях, заносится в приходную часть баланса и складывается с химической энергией топлива и энтальпией нагретых топлива и воздуха, поступающих на горение. В приход тепла включается также и энтальпия исходных материалов садки.
Тепло, поглощенное при эндотермических реакциях, относится к расходной части баланса и складывается с энтальпией конечной продук-122
Таблица 6-1
Структура теплового баланса рабочего пространства или всей печи
Назашие статьи прихода Обозначе- ние Название статьи расхода Обозначе- ние
Приход тепла Теплота сгорания топлива {химическая энергия топлива) QI Расход тепла Конечная энтальпия материала Q” и
Энтальпия технологических отхо-
Энтальпия воздуха, посту- О* дов (шлака, огарков и т. д.) Чт
пающего на горение Тепловой эффект эндотермических реакций, протекающих при тепловой обработке продукта, включая испарение влаги из материала
Энтальпия топлива «¦ Qt НД
Энтальпия исходных ма- Q'u
Энтальпия дымовых газов, отходящих из печи через газоход: газов, образующихся при сгорании топлива QJ. г ’ газов, выделяющихся из шихты
Тепловой эффект экзотермических реакций., протекающих при тепловой обработке материала Q» КЗ Qo.r
Итого EQnPHX (из материала) Q“r
Потери тепла с дымовыми газами, выбивающимися из печя в атмосферу Q,.r
Потери тепла от недожога газов и вследствие диссоциации газов Qx.H
Потери от механического недожога топлива: от механического недожога горючего в провале, шлаке и уносе (при твердом топливе) Q' от утечек газообразного топлива в регенераторах через неплотности и вследствие потерь газа при реверсирова-. нии регенеративных печей О" V м.н Qm.h
Тепло, рассеянное в окружающей среде: вследствие теплопроводности кладки Q'0.a\ лучеиспусканием через открытые отверстия в печи Q’"Q.e\ за счет фильтрации газов через кладку Q"о.с; потери тепла с водой, охлаждающей кладку и другие детали печи Qox\ потери тепла с транспортными устройствами и с тарой QlP j Qo.o
Потери тепла на нагрев кладки Q«n
Итого EQp»«
123
t
ции (в данном случае с физической теплотой жидкой стали), энтальпией технологических отходов (шлака и т. Л) « различными потерями тепла.
Очень большой экзотермический эффект наблюдается в печах для. выплавки медного полуфабриката (штейна) из медных руд за счет окисления сульфидов, образования шлаков и в некоторых других случаях. При выплавке чугуна из железных руд в доменных печах, наоборот, большую роль в тепловом балансе играют эндотермические реакции восстановления из руд железа и других веществ.
При нагревании сырых материалов из них выделяется влага. Кроме того, за счет сгорания или разложения отдельных веществ шихты из нее выделяются газы, примешивающиеся к дымовым газам, получающимся от сгорания топлива. Следовательно, потеря тепла с отходящими газами складывается из потери с газообразными продуктами горения и потери с газами, выделившимися из шихты.
Тепло, рассеянное в окружающей среде Q0.c, складывается из тепла, теряемого кладкой вследствие ее теплопроводности Q'0.c и фильтрации газов Q"о.с, тепла, теряемого лучеиспусканием через открытые рабочие окна и другие отверстия Q'"0.с, и тепла, уносимого водой, охлаждающей некоторые детали печи Q0x-’
