Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 7-3. Схема регенерации тепла остывающего материала в шахтной печн для обжига кускового материала.
I — газопровод; 2 — горелки; 3 — отвод продуктов горения; 4 — вентилятор; 5 — транспортер готового материала; А — зона нагрева; В - зона охлаждения.
г = _*!!2?Л_ = 6г,оя^А.
СжЛ*я Си t*m
(7-4)
137
здесь b — удельный расход натурального топлива, кг/кг (м3/кг); ск — средняя теплоемкость материала; tM — температура нагрева материала, °С.
7-2. ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ГОРЯЧЕГО ВОЗДУХА
При работе на горячем воздухе повышается калориметрическая температура горения топлива, а следовательно, и действительная температура печи. Производительность печи повышается, а расход топлива понижается. Вычислить удельные расходы топлива при работе на холодном воздухе и при горячем дутье можно на основании тепловых балансов печи. Будем считать, что во всех случаях, рассмотренных ниже, сжигается одно и то же топливо (газ или мазут) с теплотой сгорания . Установка работает со следующими расходами топлива: Вi — часовой расход топлива при работе без подогрева воздуха, соответствующий ему удельный расход (на единицу количества шихты или материала) будет bi, Вг — то же с подогревом воздуха в воздухонагревателе, соответствующий ему удельный расход будет 6г-
Удельный расход, как следует из формулы (6-15) складывается из двух частей: из расхода топлива на собственно технологический процесс bi и из расхода топлива на покрытие потерь тепла от рассеяния в окружающую среду Ь2.
Если выразить потери Qoc в долях от теплоты сгорания топлива Q0.o=yiblQP, где г/, — коэффициент, учитывающий потерю в окружающую среду, то
здесь Zi — коэффициент, учитывающий потери в окружающую среду (в долях от расхода тепла на технологию). Коэффициент у берется на основании детального расхода потерь тепла в окружающую среду или по опытным данным.
Соответственно удельный расход топлива при горячем дутье будет:
Экономия топлива от подогрева воздуха будет (на единицу количества шихты или продукта):
(7-5)
причем
z.
1 #1/ГЬнсп
(7-6)
)
(7-8)
или в долях от расхода топлива
6| — 6f ______________________1 _ bj
— ^1НСД / Y]tHCH zi
(7-9)
Ь, Ьх
Абсолютная экономия
Д В=Gz (b\—bz)
(7-10)
где Gz — производительность печи на горячем воздухе. 138
Если пренебречь потерями тепла от химического недожога топлива, то коэффициент использования можно выразить формулами: без подогрева воздуха - ;
(7-11)
с подогревом воздуха
/.-/о.,
(7-12)
Количество регенерированного (отданного воздуху) тепла можно выразить через величину /0.г и коэффициент регенерации тепла г, показывающий долю возвращаемого процессу тепла отходящих газов
/в«*/о.гГфр(1—о), (7-13)
где а — доля газов, выбивающихся из печи; г — коэффициент регенерации тепла в теплообменнике; 1—а — доля газов, проходящих через рекуператор (учитывает выбивание газов из печи); фр— попра-зочный коэффициент, учитывающий потери тепла рекуператором.
Тогда, подставляя это значение в формулу (7-12) имеем:
%иса=1-^(1-Г?р)(1-а).
(7-14)
Экономия топлива за счет подогрева воздуха составит:
600 700 800 300 1000 1100 1200 ЩО Температура газов на выходе ив печи,''С
Рнс. 7-4. Экономия топлива в зависимости от температуры нагрева воздуха для доменного и природного (пунктир) газов.
э=
6, — I
6.
h
bi
1 о. г
1 --?-=1
1
QZ
(7-15)
На рис. 7-4 показан график экономии топлива в зависимости от температуры нагрева воздуха для доменного и природного газов.
Пример. Нагревательная методическая печь работает на природном газе с Q'e — =35 Мдж/м3. Определить экономию топлива от подогрева воздуха, идущего на горение, до 450 °С, если даны: температура отходящих газов <о.г=800°С,' коэффициент избытка воздуха по газам а —1,05, потери тепла рекуператором в окружающую среду 5%, температура газов за рекуператором 200 °С. Через рекуператор проходит 85% газов. Энтальпия отходящих газов оо Л-диаграмме /0.г=,13 Мдж/м3. Энтальпия газов за металлическим рекуператором /у г=3,Э6 Мдж/м3. Степень регенерации
13 — 3,36
' ~ /о.Г 13
Примем фр=0,95 и z2/2i«l. Экономия топлива
13
= 0,74.
1 —
3=1
3,36
13
= 0.19 (19 %).
1----35" (1-^0,74*0.95).0,85:
139
t 7-3. АВТОНОМНЫЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ НАГРЕВ
ВОЗДУХА
Далеко не всегда удается использовать тепло газов, отходящих от печей для нагрева воздуха. Главная причина этого состоит в том, что газы от печей выносят много пыли, технологического уноса, шлака и других включений, взвешенных в потоке, а также содержат много ядовитых газов, вредных для здоровья. Много пыли содержится в газах от отражательных печей для выплавки из концентратов медной руды промежуточного продукта (штейна), в которых пылесодержание доходит до 100—200 г/м3. Дело усложняется тем, что из-за высокой температуры газов (1200—1 300°С) часть пыли находится в размягченном состоянии и может шлаковать поверхность нагрева теплоиспользующих установок. Рекуператоры и регенераторы быстро загрязняются и выходят из строя, и попытка применять их каждый раз заканчивалась неудачей.
Шахтные печи заводов цветной металлургии (ватер-жакетные печи) выносят рудную пыль, пары и окислы металла от 3 до 8% от всей массы шихты и содержат 14—16% окиси углерода СО и до 4—5% сернистого ангидрида SO2. Также много пыли выносят газы от чугунолитейных вагранок, в составе которых содержится окись углерода в количестве 8—12%. Окись углерода необходимо обезвредить дожиганием в специальных устройствах.
