Файл: Несенчук А.П. Пламенные печи для нагрева и термообработки металла учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 210
Скачиваний: 4
Действительная температура дымовых газов также может быть рассчитана по формуле
QHp+ Ѵо'срв • 20+ 2 Ѵітс'ріі• 20-)-QB//-|~QT//— 2 Qi—<2дисс |
|
t=i |
|
JS ViCpi' |
(3.60) |
i = l |
|
где 2 Qi — сумма потерь теплоты печью, отнесенных к 1 нм3 исход ного топлива, ккал/нм3 (Мдж/нм3) ;
Фдисс — теплота диссоциации СОг и НгО при температурах выше 1800° С, ккал/нм3 (Мдж/нм3) .
Рис. 3.9. Кривые зависимости Q = f { t m ) |
Рис. 3.10. График |
для |
опреде |
для одного из сортов газообразного топ |
ления максимально возможной |
||
лива |
температуры при |
неполном го |
|
|
рении природного |
газа |
(QHp= |
|
=8350 к к а л / н м 3 ) \ |
||
|
1 - 5 — для f„ "= 0 ; |
200; |
400; 600 |
|
и 800° С |
|
|
Анализ (3.60) показывает, что действительная температура tT в зоне (камере) может быть найдена только после составления ее теплового баланса. Поэтому для определения U чаще используются менее точные, но удобныекюотношения типа (3.57).
Температура в зонах печи при неполном |
сжигании топлива |
|
(ос<1) |
QH^ + Q B'+ Q T" |
|
t ' = |
(3.61) |
|
іт — |
5 |
|
2 ViCpi' i = 1
5* |
G7 |
где tm' — максимально возможная температура в зоне или каме ре (по аналогии с калориметрической температурой, но ниже по абсолютному значению, так как a d ) ;
Q,
<9-70°
&Ю3
4W3 |
|
|
|
|
|
|
Ю И 12 13 |
|
|
|
X |
/ / |
|
|
s 7 а 9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
4 |
|
|
|
|
|
2 - Ю 3 |
|
[ \ \ |
\ |
\ |
\ |
|
|
|
|
|
|
'S |
6 |
|
|
|
|||
|
|
1 г |
з |
if |
5 |
|
|
|
|
0 |
400 |
800 |
|
1200 |
1600 |
2000 |
2400 |
і'т |
|
Рис. 3.11. |
Кривые |
зависимости |
|
для |
природного |
газа |
|
|
=8350 кка л/нм 3) |
(неполное горение): |
|
||
1—6 — а= 0 ,5 ; |
0,6; 0,7; |
0,8; 0,9 и 1; 7 |
--13 — соответственно |
для значений |
Ѵ'=°; |
|
|
|
600; |
800; |
1000 и 1200° С |
|
|
( Q H Р =
200; 400;
QH'P — теплота сгорания топлива, выделяющаяся при a d ,
ккал/нм3 (Мдж/нм3) :
|
QH'P= Q HP—2 |
QHp; |
(3.62) |
|
2 QHp — теплотворная |
способность дымовых газов, |
покидаю |
||
щих зону: |
|
|
|
|
2 QHp= |
jb |
Ѵі (30,18СО+25,8Н2); |
(3.63) |
|
|
2=1 |
|
|
|
СО и Н2 — процентное |
содержание |
окиси углерода и |
водорода |
|
в дымовых газах зоны неполного горения, %;
JE Уі= ^ со+ ^ со2+ ^ н2+ ^ н2о+ VN2-
2 = 1
Максимально возможная температура выбирается в соответст вии с рис. 3.10. На рис. 3.11 представлена диаграмма Q = f { t m') для
68
природного газа с теплотворной способностью 8350 ккал/нм3. Анало гичные диаграммы составлены и для других видов топлив [16]. Увеличение температуры trn вследствие подогрева газа учитывается
Рис. 3.12. График для определения увеличения максимально возмож ной температуры:
1— і — соответственно для (^"=200; 400; 600 и 800° С
графиками (рис. 3.12). С учетом такого подогрева максимально воз можная температура
*тоді = ^т /+ Д ^т > |
(3.64) |
где Atm— увеличение максимально возможной температуры при неполном горении за счет подогрева горючего газа, ° С.
Температура tm', входящая в выражение (3.64), может быть взята из рис. 3.10.
3.7. КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧАХ
(1 > а ^ 1 )
Контроль процесса горения газообразного топлива в печи за ключается в анализе сухого состава дымовых газов.
С помощью газоанализатора замеряется процентное содержа ние R02 и 0 2. Считая, что, помимо R02, N2 и 0 2, сухие продукты сгорания содержат лишь некоторое количество СО (в результате неполного горения), можно записать [32]
R02+ 0 2+ C 0 + N 2=100% . |
(3.65) |
Процент азота в сухих газах |
|
N2 |
(3.66) |
N 2= N 2 + |
|
в 2 ис.г |
|
69
где N2B и Ыгт — соответственно азот воздуха и топлива в процентах
к сухому составу дымовых газов.
Объем сухих газов относится к суммарному объему как |
|
|||
2 Ѵс |
100 |
|
||
УкОг+^СО |
RO2+CO |
|
||
пли |
|
|
|
|
у у |
1 f)f). ^ Н О г Н ~ У с О |
(3.67) |
||
" Ѵ°-Т Ш0 |
RO2+CO ' |
|||
|
||||
Азот воздуха в процентах к сухому составу |
|
|||
|
N2 = |
79 |
(3.68) |
|
|
О? |
|||
|
lN2ß |
21 2®’ |
|
|
но кислород воздуха 0 2в состоит из теоретически необходимого количества для горения Ог0 и избыточного кислорода воздуха Оз:
0 2в= 0 2о-1-02.
В соответствии с этим теоретическое количество кислорода
0 2 =0,21 2 Ѵс- Ю 0= - 2 Ѵс.т %,
где Ѵо — теоретически необходимое количество воздуха для сжига ния 1 нм3 горючего газа.
Подставив найденные значения в выражение (3.65), получим
Na |
79 / 21V. |
\ |
|
|
RO2+ O 2+ C O + Т Т ѵ Г + “Г І Т |
К Г |
+ о 0 = |
100' |
|
Заменив 2 Ѵс.г выражением (3.67), переписываем |
|
|||
RO2+ O 2+ C O + 4 т - ° 2 + |
^ 2^ -- ’7-9^0 |
(RO2+CO) = |
100. (3.69) |
|
21 |
VRO2 |
|
|
|
Вводим обозначение
(3.70)
' ЯОг
где ß — характеристика газообразного топлива.
Подставив значение ß в формулу (3.69), а также раскрыв скоб ки и сделав приведение, получим
Ю0 RO2+ -^г со+ “TT?О2+ |
0,21 |
(ROj+CO) = 100. |
||
21 |
21 |
21 |
|
|
7.0
Умножаем обе части на 0,21 |
|
|
|
R02- f C 0 + 0 2+ ß (R 0 2+ C 0 ) = 21 . |
|
||
Из последнего выражения имеем |
|
|
|
21—R02(l+ ß ) —0 2 |
(3.71) |
||
С О = |
%. |
||
1+ß |
|
|
|
Записываем условие полного горения |
|
||
R02( l+ ß ) + 0 2— 21. |
|
||
Тогда |
|
|
|
21— |
0 2 |
(3.72) |
|
R02= |
|
||
1+ß ' |
|
||
В свою очередь значение (R02)max примет вид |
|
||
(R02)mai— |
0 1 |
(3.73) |
|
i+ ß ' |
|||
|
|
||
Рассчитав значения СО по формуле (3.71), на основе анализа 0 2 и R02 (R02= C 0 2) можно рассчитать коэффициент избытка воз духа в рабочем пространстве печи:
а = |
21 |
(3.74) |
|
79 (0 2—0,5СО) |
|
21- |
N2T(R02+ C 0 ) |
No— |
|
ЮОУнОг
Как видно, для анализа процесса горения, который заключается в определении и сопоставлении СО и а с допустимыми величинами, достаточно измерить содержание в газах 0 2 и С02. В формулы (3.71) — (3.74) все величины подставляются в процентах.
3.8.ГОРЕЛОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Всоответствии с кинетическим и диффузионным принципами
горения горелочные устройства подразделяются на к и н е т и ч е с кие и д и ф ф у з и о н н ы е . Кинетические горелки могут иметь одноили двухпроводное исполнение.
Имеется большое разнообразие одно- и двухпроводных кинети ческих горелок. Наиболее полно они разработаны Стальпроектом [16], [33]. Эти горелки в основном удовлетворяют требованиям, предъявляемым к такого рода устройствам.
