Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Большая запыленность отходящих газов имеет место и в циклонных печах для тепловой обработки мелкозернистых материалов, а также в печах с «кипящим» и взвешенным слоем для обжига и плавления сыпучих материалов.
Кроме того, часто отходящие газы имеют невысокую температуру (например, за шахтными печами 300—400 °С), в то время как для них
желательно нагревать воздух Г*' до 500—700 °С. Во всех пере-
численных выше случаях рекомендуется использовать автономные воздухоподогреватели, снабженные топками для сжигания газа. Чистота продуктов горения, обтекающих поверхности нагрева воздухоподогревателей, исключает возможность их загрязнения и обеспечивает нормальную эксплуатацию. Возможна также работа топок автономных воздухоподогревателей на мазуте при обеспечении его бездымного сжигания применением ротационных форсунок или циклонных камер. Ниже описываются возможные конструкции автономных воздухоподогревателей.
При сжигании топлива в печи с нагретым воздухом в рабочем пространстве ее развиваются более высокие температуры, получается экономия топлива, а производительность печей увеличивается. Ниже будет показано, что при достаточно «ысоком подогреве воздуха (до 500—800 °С) экономия топлива от применения горячего дутья будет больше расхода топлива для автономного подогрева воздуха, чт« является очень важной предпосылкой организации такого подогрева воздуха. Тепло отходящих от печей запыленных горячих газов целесообразно использовать для получения пара и горячей воды в котлах-утилизато-140
А
Рис. 7-5. Схема автономного подогрева компонентов горения для печи.
/ — печь; 3 — котел-утилизатор; 3 — дымовая труба; 4 — горелка; В — газопровод; 6 — воздухоподогреватель; 7 — воздуходувка; в —подвод горячего воздуха к печн; 9 — продукты сгорания от воздухоподогревателя.
pax. Схема автономного подогрева воздуха с таким рациональным использованием этих газов приведена на рис. 7-5.
Воздухоподогреватель имеет независимую топку, работа которой автоматически регулируется в зависимости от температуры воздуха и его расхода для сжигания газа. Если температура газов высока, как, например, в отражательной медеплавильной печи, где она составляет 1 100—
1 300 °С, а часть пыли находится в расплавленном состоянии, то за печью устанавливается котел-утилизатор с экраном-шлакогранулятором. Посредством последнего резко снижается температура еще до конвективной поверхности котла, и частички шлака затвердевают (гранулируются). Котел вырабатывает пар энергетических параметров, который передается для использования в турбинах заводской ТЭЦ.
7-4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ АВТОНОМНОГО НАГРЕВА ВОЗДУХА
Для простоты будем считать, что как печь, так и топка автономного воздухоподогревателя работают на одном и том же топливе (природном газе или мазуте). Допустим, что производительность печи при работе на' холодном воздухе была Gi и ее расход топлива составлял Bi, а при горячем дутье воздуха (имеющего энтальпию /в на единицу количества топлива) производительность увеличилась до Gz, а расход топлива составил Вг. Часовой расход топлива в топке автономного воздухоподогревателя будет:
B’=4V (М6)
здесь /в — энтальпия нагретого воздуха на единицу топлива; % — коэф-
фициент полезного действия автономного теплообменника.
Общий расход топлива установкой при автономном нагреве воздуха составит:
в=в1+вр=|?=вгг!+-??. (7-17)
Ун^гиеп Vh^Ip
При той же производительности Gz расход топлива при работе печи без подогрева был бы:
В1==М«^ (7_18)
Улащен
Экономия топлива при автономном подогреве составит:
п — В, _, Вг _, тЬнсп z« / II РЛ \ и im
А В, w Zl + Qgtjpj 1 9)
Если в топке автономного воздухоподогревателя будет сжигаться такое количество топлива, которое сэкономлено в печи от применения горячего воздуха, т. е. когда Bi—Bz=Bv или экономия топлива от применения горячего воздуха сводится к нулю (т. е..когда 32=0), то
W. -?*. /1 -Ь-Л= 1, (7-20а)
^«¦СП Z1 у Q|Jf]p I
или
Л___Ъяо? h— 1 (7-206)
<Х Ъяс* 2» ’
Пример 7-1. Приведем расчет эффективности для отражательной печи, изображенной яа рис. 1-12.
141
Характеристика печи, расчет горения топлива (высокосернистого мазута) и определение производительности печн в зависимости от подогрева воздуха приведены ранее, в примере 5-1. Данный расчет является его продолжением.
Определим коэффициенты использования мазута в печи при горячем дутье воздух» *в = 800°С и f„.r=l 260°С:
__. , I* + _Qx.-в + Ятя.ж + Л>.г _ . . 189 + 12 200 _
Чюоп— 1+ qp qp 1 + 38,4-10»
110 + 0 + 23 750 „„„„
38,4-103 “0,693;
здесь энтальпия мазута, нагретого перед сжиганием при /Т=90°С,
/т = ст<т=2,1 -90=189 кдж/кг; энтальпия воздуха, идущего на горение с температурой <«=800°С,
/в='аг>°св<в = 1,10-10,05-1,413-800= 12200 кдж/кг',
энтальпия отходящих газов при температуре ?0.г=1 260 °€ и а = 1,10
fo.T — (*>ROa ССО, + CN„ + + yH10CH,o) *o.r =
= (1,58-2,99 + 8,02-1.425+ 10,15-1,466 + 1,34-1,803) 1 260 = 23 750 Кдж/кг.
Средняя теплоемкость газов при 800 °С
23 750
с0.г= п ,94,1 260 = 1,33 кдж/(м*-град).
Потерю тепла от химической неполноты сгорания принимаем по |[Л. 4]:
