Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
0 0,462 0 . 800 0,678 542,19
100 0,473 48,15 900 0,678 610,85
200 0,490 98,20 1 000 0,698 697,78
300 0,516 154,49 1 100 0,682 749,74
400 0,541 210,61 1200 0,682 821,03
500 0,574 271,30 1300 0,687 891,79
600 0,596 357,00 1400 0,698 962,96
700 0,607 424,54
Если одновременно с нагревом происходит плавление материала, то
AQu=P(u+c"i"—с'Г), (6-30)
где и — теплота плавления, равная для стали 272, чугуна 143, меди 175, алюминия 377, шлака 210 кдж/кг. Если материал содержит влагу, то следует учесть расход тепла на испарение, считая теплоту парообразования равной 2 490 кдж/кг иа 1 кг влаги.
О 100 200 300 tcm, Г
Ч,
вт/м1
то 6000 4000 3000
2000
1000
500
ш
300 200
юо о
Рис. 6-3. График для определения потерь тепла в окружающую среду. Пример. — 1 0S0 *С: Е -у- = 0.3 мг-град/ет; тогда q = 2 820 вт/м* и <^ = 160 *С.
Теплоты экзотермических и эндотермических реакций Q3Kз и Qe® находятся при помощи специальных расчетов на основании материальных балансов технологического процесса.
¦9—1393 . 129
О 200 Ш 600 800 1000 1200 МО °С
Потери тепла в окружающую среду Q0.c вследствие теплопроводно- ¦ сти кладки и лучеиспускания через открытые окна и отверстия, а также расход тепла на нагревание кладки <3Кл вычисляются по формулам теплопередачи, причем при непрерывной работе печи с неизменным тепловым режимом QKn=0. На рис. 6-3 приведен график для расчета, потерь тепла в окружающую среду вследствие теплопроводности кладки.
Потери тепла с водой, охлаждающей некоторые детали печей, вычисляются по формуле
Qoxn=D(t"-^t'), (6-31)
где D — расход охлаждающей воды, кг\ t' и t"— начальная и конечная температура воды, °С.
Энтальпия топлива, поступающего в топку, определяется по формуле
/т = ст^т, (6-32)
где ст — средняя теплоемкость топлива.
Энтальпия воздуха, идущего на горение топлива,
/в=?/в?в^в> (6-33)
где ?>в — расход воздуха на горение, м3]кг или м3/м3, определяемый на основании расчета горения топлива; св — средняя теплоемкость воздуха; tB — температура воздуха, °С.
Потеря тепла с отходящими газами
Л).г = ,2х>о.гСо.г^о.г> (6-34)
где ?>0.г — количество дымовых газов, отходящих из печи, м3/кг или м3/м3, определяемое на основании расчета горения топлива и газовыделения из шихты; /0.г — темпёратура отходящих газов, °С; с0.г — средняя теплоемкость дымовых газов.
Если температура уходящих газов изменяется во времени, то в расчет по формуле (6-34) следует вводить среднее интегральное значение t0.r- Аналогично рассчитываются потери тепла и вследствие выбивания газов через неплотности из рабочего пространства печи.
Потерю тепла от химического недожога можно в расчетах принимать по следующим эмпирическим формулам: при газовом и мазутном отоплении
9х.н~ (0,005 -0,015) Qph; (6-35)
при угольном отоплении
Ях.я ~ (0,015 -г- 0,02) .
Обычно в составе уходящих газов вследствие недожога содержится только небольшое количество окиси углерода СО, другие горючие газы встречаются редко. Если известно содержание СО, Нг и т. д., то потеря тепла от химического недожога
9x.H=0,01(QcoCO+QHaH2 + ...)t>o.r, (6-36)
где СО и Н2 — содержание окиси углерода, водорода и т. д. в отходящих газах, %.
Потеря тепла от механической неполноты сгорания твердого топлива
?m.h = 0,01Qc АС, (6-37)
где ДС — количество невыжженного углерода в шлаках в провале и в уносе.
130
Пример 6-1. Определить часовой расход топлива для непрерывно действующей камерной печи, изображенной на рис. '5-7. Топливо — мазут. Производительность печи 741 кг/ч Угар металла составляет 1,3% от массы нагретого металла, потеря от химического недожога (?х.н = 1,5% от теплоты сгорания топлива. Температура отходящих газов ?0.г=1 300 °С. Определить также экономию топлива в случае применения подогрева воздуха, идущего на горение, до 400 °С. Потерю тепла в окружающую среду принять равной Qo.c = 131,5 кет, температура нагрева металла ^М = 1 250°С. .
Расчет потребного количества и выхода продуктов горения для краткости опускаем.
Энтальпия мазута при температуре 90 °С равна:
/т=ст<т=2,1 ‘90=189 кдж/кг.
Энтальпия воздуха, поступающего на горение с температурой 20 °С,
/B = u0iacB<B —10,7• 1,15-1,295-20=319 кдж/кг.
Потеря от химического недожога
<7х.н=0,015 • 39,5 • 103=592 кдж/кг:
Потеря от механического недожога <7м.н=0. Потеря тепла с газами, отходящими из печи с t0.T= \ 300°С, равна (расчет количества продуктов сгорания не приводится):
А>.г = (и0Эа ссоа “Ь un,cn, "Ь Д°всш + ив.псв.п) t0.t =
= (1,586.2,30 + 8,453-1,425+ 1,601-1,445+ 1,47 X X 1,806) • 1 300 = 24 000 кдж/кг.
Коэффициент использования топлива
, . /т+/. <7ж.н + 9м.н + Л>.г _ . , 189 + 319 592+24-10»________
%оп— *+ Qp Qp ‘+ 39,5-10* 39.5-10* U,<391-
Тепло, выделяемое при сгорании металла,
У 1,3
•Звкз =5=5660 -jqq = 5 660 jqq=73,4 кдж/кг.
Количество тепла, затрачиваемого на технологический процесс:
QxexH = (Q"m Q’u) + (Qm+Qx'r Ч* Qbhb) — Qbks =
= 838 + 0 — 73,4 = 764,6 кдж/кг.
Увеличение энтальпии металла при нагреве взято по табл. 6-2 равным 838 кдж/кг.
Потеря т^пла вследствие рассеяния (на 1 кг металла)
