Нагревательные печи
Принципы действия и характеристики методической печи. Методы снижения окалинообразования в методических печах. Определение слоя образовавшейся окалины. Определение расхода топлива, выбор и расчет рекуператора. Тепловая схема и система отопления печи.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 14.12.2019 |
Размер файла | 313,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
32
41,6
47
Расход тепла на водоохлаждаемые элементы
МДж/ч
1217
1336
1736,8
1962,25
Общие потери тепла
МДж/ч
6252
Потери тепла излучением через открытые окна, МДж/ч, находим по формуле:
, (3.61)
где - площадь i-того окна, м2; - доля времени открытия i-того окна; - удельный тепловой поток излучением из i-того окна, кВт/м2, можно определить по формуле:
, (3.62)
где Т1 - температура излучающей среды (средняя температура дымовых газов), К; Т2 - температура тепловоспринимающей среды (окружающей среды), К; - коэффициент диафрагмирования, который определяется по графику в зависимости от соотношения размеров рабочих окон.
Первый расчетный участок.
На первом участке со средней температурой продуктов сгорания tг.ср1 = 1050 єС имеется окно загрузки и 4 боковых рабочих окна.
Окно загрузки (размерами 0,55 х 5,7 м, площадь Fзаг = 3,135 м2, толщина футеровки у окна дзаг = 0,65 м) постоянно открыто = 1,0. Окно загрузки рассматриваем как полосу (a/b = 0), тогда коэффициент диафрагмирования по графику при a/дзаг = 0,55/0,65 = 0,85 равен = 0,65.
Боковые рабочие окна имеют размеры 0,38 х 0,46 м, площадь одного окна 0,1748 м2, площадь всех окон на первом участке Fок1 = 4·0,1748 = 0,699 м2, толщина футеровки у боковых рабочих окон док1 = 0,58 м, доля времени открытия окон = 0,1. Боковое рабочее окно представляем как квадрат (a/b = 1), тогда коэффициент диафрагмирования по графику при a/док1 = 0,38/0,58 = 0,826 равен = 0,44.
Потери тепла излучением через окна на первом участке находим по формуле (3.61), МДж/ч:
Тепловые потери излучением через окна следующих участков рассчитываем аналогично, результаты расчета сведены в таблицу 3.6.
Таблица 3.6
Потери тепла излучением через окна печи
Наименование |
обозначение |
единица измерения |
Расчетные участки |
||||
I |
II |
III |
IV |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Температура продуктов сгорания |
tг.ср1 |
єС |
1050 |
1200 |
1300 |
1280 |
|
Окно загрузки, выдачи: |
|||||||
Размер |
ахb |
м |
0,55х5,7 |
- |
- |
0,55х5,7 |
|
Площадь |
Fзаг |
м2 |
3,135 |
- |
- |
3,135 |
|
Толщина футеровки |
дзаг |
м |
0,65 |
- |
- |
0,65 |
|
Доля времени открытия окна |
1,0 |
- |
- |
0,15 |
|||
Отношение |
a/b |
0,09 |
- |
- |
0,09 |
||
Отношение |
a/дзаг |
0,85 |
- |
- |
0,85 |
||
Коэффициент диафрагмирования |
0,65 |
- |
- |
0,65 |
|||
Рабочие окна: |
|||||||
Количество |
n |
шт |
4 |
10 |
10 |
9 |
|
Размер |
ахb |
м |
0,38 х 0,46 |
||||
Площадь |
Fок |
м2 |
0,699 |
1,748 |
1,748 |
1,573 |
|
Толщина футеровки |
док |
м |
0,58 |
||||
Доля времени открытия окна |
0,1 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|||
Отношение |
a/b |
0,826 |
|||||
Отношение |
a/док |
0,66 |
|||||
Коэффициент диафрагмирования |
0,44 |
||||||
Потери тепла на участках |
МДж/ч |
1313,2 |
150,2 |
195,4 |
535,9 |
||
Общие потери тепла |
МДж/ч |
2194,7 |
Неучтенные потери принимают равными 10% от суммы всех статей расходной части теплового баланса без учета потерь тепла с уходящими продуктами сгорания, МДж/ч:
, (3.63)
(МДж/ч)
Уравнение теплового баланса:
(3.64)
Подставим значения полученных тепловых потерь
Из этого уравнения определяем расход топлива на печь:
> м3/ч.
Таблица 3.7
Тепловой баланс печи
Наименование |
Обозна- чение |
МДж/ч |
% |
|
Статьи прихода тепла: |
||||
Химическое тепло топлива |
268790,9 |
86,37 |
||
Физическое тепло воздуха |
41164 |
13,23 |
||
Тепло экзотермических реакций окисления металла |
1243,7 |
0,4 |
||
Итого |
311198,6 |
100 |
||
Статьи расхода тепла: |
||||
Нагрев металла |
123491,2 |
39,68 |
||
Тепло, уносимое продуктами сгорания |
134632,4 |
43,26 |
||
Потери тепла теплопроводностью через кладку |
3325,3 |
1,07 |
||
Охлаждение подовых труб при сохранении 80 % изоляции |
25258,6 |
8,12 |
||
Потери тепла на водоохлаждаемые элементы печи |
6252 |
2,01 |
||
Потери тепла излучением через окна |
2194,7 |
0,71 |
||
Неучтенные потери |
16052,2 |
5,16 |
||
Итого |
311206,4 |
100 |
Тепловая мощность печи, МДж/ч:
, (3.65)
(МДж/ч).
Принимаем распределение тепловых мощностей по отопительным зонам печи:
II зона (сварочная верхняя) - 37 %;
III зона (сварочная нижняя) - 41 %;
IV зона (томильная) - 22 %.
Тогда тепловые мощности зон отопления составят:
II зона (сварочная верхняя) - 0,37·268,8 = 99,46 МДж/ч;
III зона (сварочная нижняя) - 0,41·268,8 = 110 МДж/ч;
IV зона (томильная) - 0,22·268,8 = 59,1 МДж/ч.
Максимальные расходы топлива на зоны отопления:
II зона (сварочная верхняя) - 0,37·8032 = 2970 м3/ч;
III зона (сварочная нижняя) - 0,41·8032 = 3300 м3/ч;
IV зона (томильная) - 0,22·8032 = 1800 м3/ч.
При изолированных подовых трубах расходная часть теплового баланса уменьшится на величину:
МДж/ч.
С учетом уменьшения неучтенных потерь МДж/ч.
Тогда уравнение для определения расхода топлива примет вид:
Номинальный расход топлива на печь: м3/ч.
Номинальное потребление тепла печью:
МДж/ч.
Коэффициент полезного действия печи рассчитываем по формуле:
(3.66)
Коэффициент использования топлива К.И.Т. находим по формуле:
(3.67)
Удельный массовый расход тепла топлива можно определить по формуле, кДж/кг:
, (3.68)
где Р - производительность печи, т/ч.
(кДж/кг)
Удельный расход условного топлива составит:
3.5 Выбор и расчет рекуператора
Для подогрева воздуха, идущего на горение, в методической печи ЛПЦ - 1 применяем металлический трубчатый петлевой рекуператор с внутренним диаметром труб 67 мм и внешним - 76 мм. В первых секциях, по ходу движения дымовых газов, происходит перекрестно - прямоточное движение воздуха и продуктов сгорания, а в следующих секциях - перекрестно - противоточное. Схема движения воздуха и дымовых газов приведена на рис. 3.1.
Воздух, поступающий в рекуператор с начальной температурой t'в1, делится на два потока примерно равные по объему. Проходя внутри трубок рекуператора он нагревается до температуры t''в1 в первой ветви и t''в2 - во второй и поступает в общий коллектор, где перемешивается и подается на горение. Дымовые газы, двигаясь в межтрубном пространстве, отдает тепло воздуху и охлаждается.
t'в1 t''в1 t''в2 t'в2
Рисунок 3.1 Схема движения воздуха и дымовых газов
Расчет рекуператора выполняем по методике, изложенной в литературе.
Исходные данные для расчета:
· количество подогреваемого воздуха
· м3/ч, где б = 0,5 - коэффициент расхода воздуха у горелок; = 9,257 м3/м3 газа - стехиометрическое количество воздуха (табл. 3.1);
· начальная температура воздуха t'в1 = 20 єС;
· температура подогрева воздуха:
· в первой ветви t''в1 = 820 єС,
· во второй ветви t''в2 = 780 єС;
· количество продуктов сгорания
· м3/ч, где = 10,427 м3/м3 газа - количество продуктов сгорания при б = 1,15 (табл. 3.1);
· начальная температура продуктов сгорания t'Д = 980 єС.
Принимаем коэффициент полезного действия рекуператора з = 0,88.
Первая ветвь рекуператора.
Предварительно принимаем температуру продуктов сгорания на выходе из первой ветви t''Д1 = 780 єС.
Величину m определяем по формуле:
, (3.69)
где и - средние теплоемкости соответственно воздуха и продуктов сгорания, кДж/(м3·К).
Среднюю теплоемкость воздуха определяем по таблице физических свойств воздуха при t''в1 = 820 єС; среднюю теплоемкость продуктов сгорания в интервале температур 980 - 780 єС определяем по составу продуктов сгорания (табл. 3.1) и табличному значению средней теплоемкости простых газов по формуле:
(3.70)
- на входе в рекуператор при t'Д1 = 980 єС и б = 1,15
- на выходе из рекуператора при t''Д1 = 780 єС и б = 1,15
Находим среднюю теплоемкость по формуле:
(3.71)
.
Тогда,
Температуру продуктов сгорания на выходе из первой ветви рекуператора определяем по формуле, єС:
(3.72)
Относительную температуру подогрева воздуха находим по формуле:
(3.73)
Относительный объем насадки рекуператора определяем по графику при перекрестно-прямоточном движении воздуха и продуктов сгорания, относительной температуре подогрева воздуха и m1 = 4,9: Н1 = 3.
Температура стенок труб рекуператора определяется как среднее арифметическое между температурами продуктов сгорания и воздуха на данном участке рекуператора:
- на входе продуктов сгорания
єС;
- на выходе продуктов сгорания
єС.
Задаемся скоростями, приведенными к нормальным условиям (t = 0 єС и р = 101,3 кПа): скорость воздуха в первой ветви м/с, продуктов сгорания м/с.
Действительные скорости движения на участке пересчитаем по формуле, м/с:
, (3.74)
- воздуха на входе
м/с;
- воздуха на выходе
м/с;
- продуктов сгорания на входе
м/с;
- продуктов сгорания на выходе
м/с.
По таблице физических свойств воздуха находим коэффициент кинематической вязкости: воздуха на входе при = 20 єС > м2/с; воздуха на выходе при = 820 єС > м2/с.
Критерий Рейнольдса определяем по формуле:
, (3.75)
где dэ - внутренний диаметр труб рекуператора, равный 0,067 м.
Критерий Рейнольдса для воздуха на входе в рекуператор:
;
Критерий Рейнольдса для воздуха на выходе из рекуператора:
.
Следовательно, режим движения воздуха в рекуператоре на входе и выходе - турбулентный.
По графикам определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки труб к воздуху при действительных скоростях: на входе в рекуператор - Вт/(м2·К) и выходе - Вт/(м2·К).
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от труб к воздуху, отнесенный к наружной поверхности труб определяем по формуле:
, (3.76)
где dвн и dнар - внутренний и наружный диаметр труб рекуператора соответственно, м, dнар равен 0,076 м.
Вт/(м2·К)
Вт/(м2·К)
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к трубам рекуператора находим по графику при поперечном обтекании гладкотрубного пучка с коридорным расположением труб (при z2 = 7, содержание водяных паров в продуктах сгорания Н2О = 18,5 % (табл. 3.1)):
- на входе в рекуператор Вт/(м2·К);
- на выходе из первой ветви Вт/(м2·К).
Далее рассчитываем коэффициент теплоотдачи излучением от продуктов сгорания к трубам рекуператора.
Эффективная длина пути луча: l = 3,5·0,076 = 0,266 м.
По расчету полного горения топлива (табл. 3.1) в продуктах сгорания при б = 1,15: СО2 = 9,41 %; Н2О = 18,5 %.
Па·м
Па·м
Степень черноты газов определяем по графикам:
На входе в первую ветвь рекуператора при t'Д = 980 єС
На выходе из первой ветви рекуператора при t''Д = 806 є
0,063 0,073
0,068 0,081
в 1,13 1,13
Степень черноты продуктов сгорания находим по формуле (3.35):
;
.
Эффективная степень черноты стенки труб рекуператора:
, (3.77)
где - степень черноты металла труб рекуператора.
Коэффициент теплоотдачи излучением от продуктов сгорания к трубам рекуператора определяем по формуле, Вт/(м2·К):
, (3.78)
где tм - температура стенки трубы, °С; Спр - приведенный коэффициент излучения, Вт/(м2·К4), определяемый по формуле: . (3.79)
Найдем коэффициент теплоотдачи на входе в первую ветвь рекуператора:
Вт/(м2·К);
на выходе из первой ветви:
Вт/(м2·К).
Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к трубам рекуператора, Вт/(м2·К), :
на входе Вт/(м2·К);
на выходе Вт/(м2·К).
Коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания к воздуху находим по формуле, Вт/(м2·К):
, (3.79)
где - коэффициент теплоотдачи конвекцией от труб к воздуху, отнесенный к наружной поверхности труб, Вт/(м2·К); - суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к трубам рекуператора, Вт/(м2·К);
на входе продуктов сгорания
Вт/(м2·К)
на выходе продуктов сгорания
Вт/(м2·К).
Средний по первой ветви рекуператора коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания к воздуху:
Вт/(м2·К).
Поверхность нагрева рекуператора определяем из формулы:
, (3.80)
Отсюда
(м2).
Выбираем секцию СР - 250 с поверхностью теплообмена 250 м2 и устанавливаем 2 секции по ходу движения продуктов сгорания, параметры секции приведены в таблице прил. Б.
Скорость воздуха в рекуператоре находим по формуле, м/с:
, (3.81)
где - проходное сечение в секции для воздуха, м2; n - количество секций в рекуператоре.
Проходное сечение для продуктов сгорания принимаем из параметров секции (табл. прил. Б), добавляя зазор между трубчаткой рекуператора и кладкой канала 200 мм.
(м2)
Скорость продуктов сгорания:
(м/с).
Скорости воздуха и продуктов сгорания близки к принятым.
Температуру стенки труб рекуператора определяем по формуле, °С:
, (3.82)
где ц - коэффициент, определяемый по графику, зависит от отношения коэффициентов теплоотдачи .
На входе продуктов сгорания > ц = 0,81 при перекрестно - прямоточном движении сред:
°С;
на выходе продуктов сгорания > ц = 0,45 при перекрестно - прямоточном движении сред:
°С.
Расчет следующих, по ходу движения дымовых газов, двух секций приведен в таблице 3.8.
Принимаем в качестве материала труб рекуператора сталь 15Х25Т, для которой допустимая температура tст.доп = 1000 °С.
Таблица 3.8
Расчет петлевого рекуператора
Наименование, единица измерения |
Обоз- наче- ние |
1 ветвь |
2 ветвь |
|||
воздух |
дымовые газы |
воздух |
дымовые газы |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Движение воздуха и дымовых газов |
перекрестно- прямоточное |
перекрестно- противоточное |
||||
КПД рекуператора |
з |
0,88 |
||||
Температура на входе в рекуператор, °С |
t' |
20 |
980 |
20 |
806 |
|
Температура на выходе из рекуператора, °С |
t'' |
820 |
780 |
780 |
640 |
|
Количество, м3/ч |
V |
18588 |
83750 |
18588 |
83750 |
|
Средняя теплоемкость, |
c |
1,3869 |
1,7289 |
1,3815 |
1,5614 |
|
Величина |
m |
4,6 |
4,5 |
|||
Относительная температура подогрева воздуха |
хв |
0,81 |
0,9 |
|||
Относительный объем рекуператора |
H |
3,0 |
2,7 |
|||
Температура труб, °С: - на входе |
t'тр |
500 |
793 |
|||
- на выходе продуктов сгорания |
t''тр |
813 |
330 |
|||
Скорости, приведенные к нормальным условиям, м/с |
w |
6,0 |
2,5 |
6,0 |
2,5 |
|
Действительные скорости, м/с: - на входе |
w' |
6,44 |
11,5 |
6,44 |
10,0 |
|
- на выходе |
w'' |
24,0 |
10,0 |
23,1 |
8,4 |
|
Коэффициент кинематичес-кой вязкости, м2/с: - на входе |
н' |
15,03·10-6 |
- |
15,03·10-6 |
- |
|
- на выходе |
н'' |
135,5·10-6 |
- |
131,4·10-6 |
- |
|
Число Рейнольдса: - на входе |
Re' |
28708 |
- |
28708 |
- |
|
- на выходе |
Re'' |
11867 |
- |
11779 |
- |
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от труб к возду- ху, Вт/(м2К): - на входе |
33,0 |
- |
33,0 |
- |
||
- на выходе |
65,2 |
- |
62,5 |
- |
||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией к воздуху, отнесе нный к наружной поверхнос-ти труб, Вт/(м2К): на входе |
29,1 |
- |
29,1 |
- |
||
- на выходе |
57,5 |
- |
55,1 |
- |
||
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сго- рания к трубам, Вт/(м2К): - на входе |
- |
80,5 |
- |
80,0 |
||
- на выходе |
- |
76,2 |
- |
77,8 |
||
Эффективная длина пути луча, м |
l |
- |
0,266 |
- |
0,266 |
|
Величина, 106(Па·м) |
- |
0,0025 |
- |
0,0025 |
||
Величина, 106(Па·м) |
- |
0,0049 |
- |
0,0049 |
||
Степень черноты на входе в ветвь рекуператора: - СО2 |
- |
0,063 |
- |
0,073 |
||
- Н2О |
- |
0,068 |
- |
0,081 |
||
Степень черноты на выходе из ветви рекуператора: - СО2 |
- |
0,073 |
- |
0,075 |
||
- Н2О |
- |
0,081 |
- |
0,092 |
||
Поправка |
в |
- |
1,13 |
- |
1,13 |
|
Степень черноты продуктов сгорания: - на входе |
- |
0,140 |
- |
0,165 |
||
- на выходе |
- |
0,165 |
- |
0,179 |
||
Эффективная степень черноты стенки |
0,925 |
0,925 |
||||
Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания,Вт/(м2К): - на входе |
33,7 |
44,65 |
||||
- на выходе |
46,0 |
27,8 |
||||
Суммарный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К): - на входе |
- |
114,2 |
- |
124,65 |
||
- на выходе |
- |
118,6 |
- |
105,6 |
||
Коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания к воздуху, Вт/(м2К): - на входе |
К' |
33,58 |
26,09 |
|||
- на выходе |
К'' |
50,72 |
39026 |
|||
Средний коэффициент тепло- передачи, Вт/(м2К) |
КF |
42,15 |
42,675 |
|||
Поверхность нагрева рекуператора, м2 |
Fi |
509 |
501,45 |
|||
Общая площадь нагрева рекуператора, м2 |
F |
1010,5 |
||||
Площадь нагрева одной секции, м2 |
254,5 |
250,7 |
||||
Выбираем секцию CР - 250 |
||||||
Скорость, м/с |
w |
5,61 |
2,2 |
5,61 |
2,2 |
|
Проходное сечение для про- дуктов сгорания, м2 |
FД.общ |
10,62 |
10,62 |
|||
Отношение коэффициентов: - на входе |
0,3 |
0,23 |
||||
- на выходе |
0,5 |
0,52 |
||||
Коэффициент: - на входе |
ц' |
0,81 |
0,8 |
|||
- на выходе |
ц" |
0,45 |
0,55 |
|||
Температура стенки труб, °С: -на входе |
t'тр |
813,8 |
798 |
|||
- на выходе |
t"тр |
826,3 |
405 |
4. Основные технические решения, принятые в проекте
4.1 Тепловая схема и система отопления печи
В данном проекте мы реализуем двухступенчатое сжигание топлива для обеспечения безокислительного нагрева слябовых заготовок. По этому методу в первые отапливаемые зоны печи подается 50 % необходимого для горения воздуха, остальная часть поступает в методическую зону, где происходит дожигание продуктов неполного сгорания.
Профилем рабочего пространства печи и расстановкой горелок образованы три отапливаемые тепловые зоны с автоматическим регулированием: I, III зоны - верхние отапливаемые, II зона - нижняя отапливаемая, и одна неотапливаемая - методическая. Методическая зона образована из методической зоны и первой подогревательной зоны печи до реконструкции.
Зоны верхнего и нижнего отопления оснащаются инжекционными горелками типа В (табл. 4.1), разработанными Стальпроектом.
Таблица 4.1
Количество и пропускная способность горелок В по зонам печи
Зона печи |
Тип горелок |
Пропускная способность, м3/ч |
Кол-во |
Место установки |
Угол нак- лона горе-лок, град. |
|
методическая |
- |
- |
- |
- |
- |
|
верхняя нагревательная зона I |
В 235/15,1 |
365 |
8 |
торцевая стена |
15 |
|
нижняя нагревательная зона II |
В 235/15,1 |
365 |
9 |
5 |
||
томильная зона Ш |
В 235/13,6 |
300 |
6 |
12 |
Горелки типа В 235 выполняют с разъемным корпусом, водоохлаждаемым носиком и специальным кронштейном для крепления к каркасу печи. Газовое сопло присоединяют к горелке на фланце. Газопровод ко всем горелкам присоединяют на резьбе.
4.2 Подогрев воздуха, идущего на горение
Для подогрева воздуха в методической печи №1 ЛПЦ - 1 применяем металлический трубчатый петлевой рекуператор. Трубчатые рекуператоры применяют при температуре продуктов сгорания перед рекуператором до 1000 єС. Они получили широкое распространение вследствие хорошей компенсации температурных удлинений труб.
Для обеспечения необходимой калориметрической температуры горения (1742 єС) природного газа при коэффициенте расхода воздуха б = 0,5 необходимо подогревать воздух в рекуператоре до 800 єС.
Рекуператор состоит из двух ветвей, каждая из двух стандартных секций СР - 250 с поверхностью теплообмена 250 м2. Основные конструктивные характеристики рекуператора приведены в таблице приложения Б. Трубы рекуператора выполнены из стали 15Х25Т, для которой допустимо использование продуктов сгорания с температурой до 1000 єС.
Заключение
Выполнен дипломный проект безокислительного нагрева слябовых заготовок в методической печи ЛПЦ-1 ПАО «Северсталь»
В работе были рассмотрены нагревательные печи ЛПЦ-1,принципы действия и характеристики методической печи, конструктивные недостатки работы печи, выполнен тепловой расчет печи, выбран и рассчитан рекуператор, выполнены основные технические решения, принятые в проекте.
Так же были рассмотрены:
- эффективное использование энергетических ресурсов при производстве, переработке, транспортировке, хранении и потреблении и снижение их удельных расходов на единицу продукции;
- создание и применение энергоэффективных технологий, оборудования, теплоизоляционных материалов, строительных конструкций и систем автоматизированного управления процессами;
- производство продукции, полностью удовлетворяющей требованиям каждого потребителя;
- сохранение и расширение рынков сбыта выпускаемой продукции;
- обеспечение стабильности показателей качества выпускаемой продукции;
- сокращение вредных воздействий на окружающую среду.
Список использованных источников
1. Комплексная модернизация нагревательных печей / Вохмяков А.М. [и др.] // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 2009, №12. С. 56 - 59.
2. Модернизация проходной печи для нагрева слябов / Вохмяков А.М. [и др.] // Цветные металлы, 2011, №4. С. 85-89.
3. Мастрюков, Б.С. Теория, конструкция и расчеты металлургических печей. В 2 т. Т.2 Расчеты муталлургических печей / Б. С. Мастрюков. Металлургия, 1986. 376 с.
4. Теплотехнические расчеты металлургических печей: учеб. пособие / под ред. А. С. Телегина. М.: Металлургия, 1982. 360 с.
5. Свенчанский, А. Д. Промышленные печи. В 2 ч.Ч. 2. Дуговые печи / А. Д. Свенчанский, М. Я. Смелянский. М.: Энергия,1970. 264 с.
6. Расчет тепловой работы методической печи Методическое пособие по выполнению курсового проекта. Екатеринбург: УГТУГОУ-УПИ, 2002. 47с. М.Д.Казяев, В.П.Маркин, Н.Б.Лошкарев.
Приложение А
Таблица А.1
Значения удельных тепловых потоков на поверхность охлаждаемых подовых труб нагревательных печей
Зона печи |
Тип труб |
Удельный тепловой поток qохл, кВт/м2 |
||
без изоляции |
с изоляцией |
|||
Методическая зона |
Продольные подовые |
200 |
15 |
|
Змеевик |
150 |
10 |
||
I зона отопления |
Продольные подовые |
200 |
15 |
|
Поперечные подовые |
250 |
20 |
||
Стояки |
200 |
15 |
||
II зона отопления |
Продольные подовые |
250 |
20 |
|
Поперечные подовые |
250 |
20 |
||
Стояки |
200 |
15 |
Таблица А.2
Расход воды на охлаждение некоторых водоохлаждаемых элементов в нагревательных печах
Водоохлаждаемый элемент |
Расход воды, м3/ч |
К чему отнесен расход воды |
|
Рамы боковых рабочих окон |
2 |
на 1 раму |
|
Балка торца выдачи |
3 |
на 1 м2 поверхно-сти балки |
|
Рама торца загрузки |
3 |
на 1 раму |
|
Рама торца выдачи |
4 |
на 1 раму |
|
Отбойники в боковых стенах |
2 |
на 1 отбойник |
|
Носик инжекционных горелок |
0,8 |
на 1 горелку |
Приложение Б
Таблица Б.1
Параметры и конструктивные размеры типовой секции трубчатого петлевого рекуператора
Наименование, единицы измерения |
Обозна- чение |
Секция СР - 250 |
|
Площадь поверхности теплообмена со стороны продуктов сгорания, м2 |
F |
250 |
|
Проходное сечение для воздуха, м2 |
fв |
0,46 |
|
Проходное сечение для продуктов сгорания в трубчатке, м2 |
fД |
4,21 |
|
Количество рядов труб в поперечном направлении, шт |
z1 |
11 |
|
Шаг труб в поперечном направлении, мм |
S1 |
125 |
|
Количество рядов труб в продольном направлении, шт |
z2 |
10 |
|
Шаг труб в продольном направлении, мм |
S2 |
135 |
|
Масса секции, кг |
m |
12040 |
Приложение В
Таблица В.1
Расчет дожигания продуктов неполного горения
Рабочее топливо |
Уравнение реакции горения |
Воздух |
Образующиеся при сгорании газообразные продукты сгорания, м3/м3 |
|||||||||
Состав- ляющие |
Кол-во, % (объемн.) |
О2, м3/м3 |
N2, м3/м3 |
Всего м3/м3 |
СО2 |
СО |
Н2О |
Н2 |
N2 |
Всего |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
СН4 |
92,3 |
СН4 +2О2 = СО2 +2Н2О |
1,846 |
6,945 |
8,790 |
0,923 |
- |
1,846 |
- |
6,945 |
9,714 |
|
С2Н6 |
0,7 |
С2Н6 +3,5О2 =2СО2 + 3Н2О |
0,0245 |
0,092 |
0,117 |
0,014 |
- |
0,021 |
- |
0,092 |
0,127 |
|
С3Н8 |
0,5 |
С3Н8 +5О2 = 3СО2 + 4Н2О |
0,025 |
0,094 |
0,119 |
0,015 |
- |
0,020 |
- |
0,094 |
0,129 |
|
С4Н10 |
0,5 |
С4Н10 +6,5О2 = 4СО2 + 5Н2О |
0,0325 |
0,122 |
0,155 |
0,020 |
- |
0,025 |
- |
0,122 |
0,167 |
|
С5Н12 |
0,2 |
С5Н12 + 8О2 = 5СО2 + 6Н2О |
0,016 |
0,060 |
0,076 |
0,010 |
- |
0,012 |
- |
0,060 |
0,082 |
|
N2 |
5,3 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,053 |
0,053 |
|
Н2О |
0,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,005 |
- |
- |
0,005 |
|
Сумма |
100 |
- |
1,944 |
7,313 |
9,257 |
0,982 |
- |
1,929 |
- |
7,366 |
10,277 |
|
% |
9,56 |
- |
18,77 |
- |
71,67 |
100 |
||||||
б = 0,5 |
СН4 +О2 = СО + Н2 + Н2О |
0,972 |
3,657 |
4,6285 |
0,184 |
0,798 |
0,783 |
1,146 |
3,710 |
6,620 |
||
% |
2,77 |
12,05 |
11,83 |
17,31 |
56,04 |
100 |
||||||
Расчет дожигания продуктов неполного горения при б = 1,0 |
||||||||||||
СО2 |
2,77 |
- |
- |
- |
- |
0,1834 |
- |
- |
- |
- |
0,1834 |
|
СО |
12,05 |
СО + 1,5О2 = СО2 |
0,3985 |
1,4994 |
1,8980 |
0,7977 |
- |
- |
- |
1,4994 |
2,2971 |
|
Н2О |
11,83 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,7831 |
- |
- |
0,7831 |
|
Н2 |
17,31 |
Н2 + 1,5О2 = Н2О |
0,5730 |
2,1555 |
2,7285 |
- |
- |
1,1459 |
- |
2,1541 |
3,300 |
|
N2 |
56,04 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3,7098 |
3,7098 |
|
Сумма |
100 |
- |
0,9711 |
3,6549 |
4,6265 |
0,9811 |
- |
1,9291 |
- |
7,3707 |
10,281 |
|
% |
9,54 |
- |
18,76 |
- |
71,69 |
100 |
||||||
б = 1,15 |
0,9811 |
- |
1,9291 |
О2 = 0,02205 |
7,3707 |
10,427 |
||||||
% |
9,41 |
- |
18,5 |
1,4 |
70,68 |
100 |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет размеров трехзонной методической печи, продолжительности нагрева заготовки в различных ее зонах. Определение приходных и расходных статей баланса и на их основе определение расхода топлива, технологического КПД и коэффициента использования топлива.
курсовая работа [271,4 K], добавлен 02.04.2012Расчет основных размеров печи, определение продолжительности нагрева заготовки в различных зонах печи. Определение природных и расходных статей баланса и на их основе определение расхода топлива, технологического КПД и коэффициента использования топлива.
курсовая работа [879,5 K], добавлен 24.04.2016Пластическая деформация и термическая обработка металла протекает при высоких температурах. Основными агрегатами для нагрева являются печи. Принципы их работы. Печи нагревательные камерные с выдвижным поддоном. Расчет горения топлива, количества воздуха.
курсовая работа [395,2 K], добавлен 07.07.2008Классификация и принцип действия обжарочной печи при обжаривании овощей. Устройство механизированной паромасляной печи. Методика расчёта обжарочной печи: определение расхода теплоты на нагрев, площади поверхности нагрева печи и нагревательной камеры.
практическая работа [256,0 K], добавлен 13.06.2012Подготовка исходных данных по топливному газу и водяному пару. Расчет процесса горения в печи. Тепловой баланс печи, определение КПД печи и расхода топлива. Гидравлический расчет змеевика печи. Тепловой баланс котла-утилизатора (процесс парообразования).
курсовая работа [200,1 K], добавлен 15.11.2008Расчет горения топлива для определения расхода воздуха, количества и состава продуктов сгорания, температуры горения. Характеристика температурного режима и времени нагрева металла. Вычисление рекуператора и основных размеров печи, понятие ее футеровки.
курсовая работа [349,4 K], добавлен 30.04.2012Расчет теплового баланса четырехзонной методической печи. Определение времени нагрева и томления металла в методической и сварочной зонах. Тепловой баланс печи и расход топлива. Требования техники безопасности при обслуживании, пуске и эксплуатации печей.
курсовая работа [505,2 K], добавлен 11.01.2013Применение пламенных печей в крупносерийном кузнечно-штамповочном производстве. Их разделение по характеру нагрева. Обоснование выбора печи. Выбор размеров. Материалы для сооружения. Расчет теплового баланса. Теплотехнические характеристики рекуператора.
курсовая работа [114,6 K], добавлен 04.03.2012Назначение и основные характеристики огневых нагревателей. Расчет процесса горения топлива, расчет коэффициента полезного действия и расхода топлива, тепловой баланс и выбор типоразмера трубчатой печи. Упрощенный аэродинамический расчет дымовой трубы.
курсовая работа [439,0 K], добавлен 21.06.2010Основные технические параметры карусельной печи. Характеристика горелок и распределение тепловой мощности по зонам печи. Техническая характеристика рекуператора. Расчет теплообмена в рабочем пространстве печи. Составление теплового баланса печи.
курсовая работа [266,2 K], добавлен 28.09.2015Определение полезной тепловой нагрузки на выходе из печи. Расчет процесса горения: теплотворной способности топлива, теоретического расхода воздуха, состава продуктов горения. Коэффициент полезного действия печи и топки. Вычисление конвекционной секции.
курсовая работа [155,1 K], добавлен 10.12.2014Тепловой баланс трубчатой печи. Вычисление коэффициента ее полезного действия и расхода топлива. Определение диаметра печных труб и камеры конвекции. Упрощенный аэродинамический расчет дымовой трубы. Гидравлический расчет змеевика трубчатой печи.
курсовая работа [304,2 K], добавлен 23.01.2016Проектирование методической трехзонной толкательной печи с наклонным подом для нагрева заготовок из малоуглеродистой стали с заданными размерами. Расчет горения топлива. Определение размеров рабочего пространства печи. Составление теплового баланса.
курсовая работа [261,5 K], добавлен 17.09.2011Обжиговые печи черной металлургии. Рациональная конструкция печи. Принцип действия и устройство шахтных печей. Способы отопления и режимы обжига в шахтных печах. Аэродинамический режим печи. Особенности теплообмена в слое. Шахтные и обжиговые печи.
курсовая работа [550,4 K], добавлен 04.12.2008Подготовка исходных данных по топливному газу и водяному пару. Расчет процесса горения в печи. Тепловой баланс печи, определение КПД печи и расхода топлива. Расчет энергетического КПД тепло-утилизационной установки, эксергетического КПД процесса горения.
курсовая работа [1017,0 K], добавлен 18.02.2009Разработка температурного графика нагрева печи, определение интенсивности внешнего теплообмена в рабочем пространстве. Расчет горелочных устройств и металлического трубчатого петлевого рекуператора. Автоматическое регулирование тепловой нагрузки печи.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 29.06.2011Перспективы развития листопрокатного производства в ОАО "НЛМК". Характеристика конструкций печи. Проведение теплотехнических расчетов горения топлива, нагрева металла. Определение основных размеров печи, расчет материального баланса топлива, рекуператора.
курсовая работа [186,2 K], добавлен 21.12.2011Расчёт горения топлива (коксодоменный газ) и определение основных размеров печей. Теплоотдача излучением от печи газов к металлу, температура кладки печи, её тепловой баланс. Расчёт времени нагрева металла и определение производительности печи.
курсовая работа [158,9 K], добавлен 27.09.2012Нагревательные толкательные печи, их характеристика. Разновидности печей. Расчет горения топлива, температурный график процесса нагрева, температуропроводность. Время нагрева металла и основных размеров печи. Технико-экономические показатели печи.
курсовая работа [674,8 K], добавлен 08.03.2009Устройство, назначение и принцип действия доменной печи. Выбор и расчет гибких строп для капитального ремонта доменной печи. Расчет отводных блоков. Организация технического обслуживания, технология проведения и определение трудоемкости ремонта печи.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 23.05.2013