Документ: Несенчук А.П. Пламенные печи для нагрева и термообработки металла учеб. пособие, страницы 236-240

Г л а в а 10. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВА В ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧАХ

Вопросы эффективного сжигания топлива имеют исключительно важное значение при рассмотрении переменного режима работы печи, а также выполнении нормирования тепловой энергии на на грев металла при переводе печи на другое топливо. Эти вопросы должны быть положены в основу сопоставления вариантов, касаю щихся выбора сорта топлива.

10.1. КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВА

Уравнение теплового баланса зоны или печи в целом с некото рыми допущениями может быть записано в следующем виде:

Q HP+ Q B+ Q T+ Q 3K3= Q I+ S Qi ккал/нм3 (Мдж/нм3),		( 10.1)
где QBи QT — соответственно количество теплоты, вносимое в рабо
чее пространство с подогретыми воздухом	и	топли
вом, ккал/нм3 (Мдж/нм3);
Q3кз — теплота, выделяющаяся при окислении	металла,
ккал/нм3 (Мдж/нм3);
Е Q i — сум м а теплопотерь:

Q2— физическое тепло продуктов сгорания, покидающих рабочее пространство печи;

Q3— потеря тепла от химической неполноты горения;

Q5 — потеря тепла через кладку, с охлаждающей водой и излучением через окна посада и выгрузки;

Qe — тепло, аккумулированное кладкой печи, ккал/нм3 (Мдж/нм3) .

Компоненты уравнения (10.1) имеют размерность, отнесенную к 1 нм3топлива. Если это уравнение почленно умножить на часовой расход топлива, то его составляющие будут выражены в ккал/ч (вт). Следует сказать, что при выполнении теплового баланса чаще используется размерность ккал/ч (вт).

Подставляя в выражение (10.1) значение 2 Qi и произведя перегруппировку его членов, записываем

Q H P + Q B + Q T — Q2— Qз = (Qi— <3экз) + (Qs+Qe).

( 1 0 - 2 )

252

Принимая во внимание, что

4(5)

Уі

Quv=im JEj Vf,

QB—Ів JEJ

Уі\ QT= W JEJ Уу

Q S = ь /EJ

i — t

г—I

і= 1

г—1

4(5)

* і

—

' t "•

Q3—із

Уг (где Іт — JEJ с'рг.ухЪ

г,

—

сР п^в ,

г=і

2 Уі

і’т —

ѵ

1

С р^т";

І2— с'р r.yxU.yx',

h— (^J с'рT.yxtm)Я3^,

т/

2

Ѵі ~

'"т

будем иметь

(і7п“Мв~Мт)

4(5)

Уі— (Qi

Qai«) +

JEJ Уі— (І2“Н'з)

/ £

і=і

Ч- (Qs-f-Qe) ккал/нм3 (Мдж/нм3) .

(10.3)

Если для подогрева компонентов рабочей смеси в подогрева

телях

сжигается

некоторое количество

топлива, то в выражении

(10.3)

нужно учесть к. п. д.

воздухо-

и

топливоподогревателей

(соответственно %.в и %.т).

В этом случае уравнение (10.3) принимает вид

/

І в

- +

і т

\

У і - ik+із)

О Д

Ѵі =

( іт +

- 2

- 2 -

) £

2

Л п - В

Т )п .Т

f = 1

i—i

— (Qi

QBJO) + Qs+Qe-

(10.4)

Разделив левую и правую части выражений

(10.3) и (10.4) на

4(5)

Ѵі, получим

QHp=im JE

і=і

( i m + і ' в + і т — ( і 2 + і з )

Q l — Q B K 3

,

Q 5+ Q 6

/ i n c r \

------------ д ------------ = ■

(ia5)

i

-f-

_j_

І2 + І З

_ Qi--Q BK3

I

Qs+Qe

(10 6)

m

Т ]п .В

1ІП .Т

im

QHP

В формулах

(10.5) и (10.6)

(im+Ів+іт) — (І2+ І3)

— Т)п.т

(10.7)

/

4

Ів

4 -

h

tml------------Г

^2~1 ^3

Т]п.в

TQH.T

—Ли.т»

( 10.8)

Im

253

где т]ц.т — коэффициент использования топлива, соответственно для случаев, когда воздух-окислитель и топливо подогревают ся за счет продуктов сгорания, покидающих печь (10.7), и за счет сжигания в подогревателях дополнительного ко личества топлива ( 10.8).

а

Уит

б

0,5

о,з

700 9 0 0 U y X ° C 0 200 400 t g ,°C

Рис. 10.1. Влияние температуры уходящих газов и подогрева воздуха на величину Т)„.т:


а — графики	зависимости	г,1( т = / (( г ух) (подогрев воздуха				н топлива		отсутствует);
б — графики зависимости		T,UT = h V ^ )	(подогрев	топлива	отсутствует.			‘г ух = 900° С);
1 — 5 — соответственно для коксовального (QP —4080, im = 857);						мазута	марки		80	(QP
= 9470, tm =	857); природного газа (Q„ =		8350, I =	815); коксодоменного			газа		(QP =	2200.
	im = 763) и доменного газа		(Q j = 8 9 0	ккал/нмs,	f	= 567 ккал/нма)

Подставляя выражения (10.7) и (10.8) соответственно в урав нения (10.5) и (10.6), записываем

Ql	Фэкз	,	Qs+Qe	(10.9)
Т \|ц .т----	QHP	“*	QHp

или, приняв во внимание, что	Qi		(где ц — к. п. д. печи), пере-
пишем	QSK3	.	Qs+Qe
т ] и . т = т ] —
	QHP		QHP

	Qs+Qe—Qaкз			( 10. 10)
Г]и.т — Л +		QHP
и
	Qs+Qe—QaK3
Т] — Т\|и.т				( 10. 11)
		QHP

254

Если принять £в = 0 И £т= 0 (^В = 0 и /т= 0 ), то для различных

сортов топлив и разных температур дымовых газов, покидающих рабочее пространствд печи, могут быть получены графики г|,І.т = =f(tr.yx) (рис. 10.1, а). Из графиков видно, что при снижении тем пературы £г.ух величина г)и.т существенно возрастает. Аналогичное

заключение можно сделать,	подвергая анализу		формулы (10.7)
и (10.8). График зависимости riII.T=fi(^B//)		(рис.	10.1,6) построен
в соответствии с рис. 10.1, а.	Перевод печи	на высококалорийное

топливо положительно сказывается на расходе тепла, идущего на нагрев металла. Также бесспорно заключение о том, что с переводом печи на подогретые воздух и топливо существенно увеличивается коэффициент использования топлива (10.7) и (10.8). Однако пра вильный выбор сорта топлива не может быть сделан руководствуясь лишь зависимостью 'ПіГ.т= / і (QÜp) .

Во всех случаях, когда приходится выбирать из ряда возмож ных вариантов сорт топлива, а также производить его нормирование, следует обратиться к уравнению нормирования [106].

10.2. НОРМИРОВАНИЕ РАСХОДА ТОПЛИВА И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЕГО СЖИГАНИЯ

Занимаясь вопросами нормирования топлива, всегда нужно помнить о том, что в промышленных печах сжигаются колоссальные количества наиболее ценных сортов топлива, экономия которого имеет исключительно важное народнохозяйственное значение.

Рассмотрим целесообразность перевода печи, работающей на топливе с теплотворной способностью Qнр', на топливо, имеющее низшую теплоту сгорания Qu13". При этом посмотрим, как изменится

расход теплоты топлива на 1 кг стали.

Полагаем, что Q/, Q'3K3, Qa' и Q6', а также Q", Q"3K3, Qa" и Qa"

отнесены к единице времени и имеют размерность ккал/ч (er), а qi, 9экз, Яъ и <7б относятся к весу нагреваемого металла, ккал/кг

(Мдж/кг).

Вводим обозначения

Ц і—<7экз	.	(Qa-pQe)'	.
Яь-\~Яъ	’	(Qa+Qe)"
Но так как Qa+Qa=P(£75+<76), то
(Qa-TQe)'	_	Р' (ga-j-ge)'
(Q a+Q e)"-		Р " ( Я 5+ Я * ) " ’

где Р' и Р" — производительность печи по металлу (согласно пер вому и второму вариантам), кг/ч (кг/сек).

Формулу для выполнения нормирования при переводе печи на новое топливо и изменении ее нагрузки по металлу запишем исходя из условия я/Ф я" . Также допустим, что q3K3 и q5 остаются без из менения.

Материал: Несенчук А.П. Пламенные печи для нагрева и термообработки металла учеб. пособие

Смотрите также: