окончательно запишем
К д Рн = К х \ и.тЛ п ,
где Kqv — коэффициент расхода тепла топлива (коэффициент нор
мирования) ;
Kg — отношение коэффициентов использования топлива;
Ки — коэффициент, учитывающий влияние производительно сти на расход теплоты.
Рис. 10.2. Графики зависимости |
Рис. 10.3. |
Влияние |
tr.7X |
I |
Р" \ |
на отношение |
коэффици- |
K u = f \ —— |
ентов использования топ- |
' |
Р ' |
лива К |
Т)п.т: |
для |
1 - 8 - соответственно для^эна^ченнП о'= 7; 6; 5; 4: 3; 2; |
1 - 5 - соответственно |
|
|
доменного |
газа |
(Q^ = |
980); |
|
|
коксодоменного |
(Q„ = |
1500); |
|
|
коксодоменного |
(Q„ = |
2000); |
|
|
природного |
газа (<2„ = |
8350) |
|
|
и мазута (Q JJ = 9470 ккал/кг). |
Выражение (10.19), записанное С. Г. Тройбом [106], называется уравнением нормирования. С помощью выражения (10.19) можно рассчитать, во сколько раз возрастет (или уменьшится) расход теп лоты на нагрев 1 кг стали при переводе печи на резервное топливо.
Следует сказать, что методики нормирования топлива (в отли чие от предлагаемой С. Г. Тройбом), базирующиеся на калорийных эквивалентах, не находят применения, так как в них не учитывается целый ряд факторов, определяющих норму расхода топлива.
Ниже несколько подробнее остановимся на влиянии различных факторов на коэффициенты Ллити -Кп-
Изменяя в сторону увеличения производительность печи (режим ") по сравнению с первоначальным ее значением (режим '), нетрудно заметить существенное уменьшение коэффициента Кп (рис. 10.2). Графики построены при k\— 1 и b = 1 для разных зна чений а'. При увеличении Р", а следовательно, уменьшении отноше-
ния |
Р' |
- существенно снижается значение Кп и расход тепла топлива |
(Kqv ). Если же учесть, что с ростом производительности печи Р, как
правило, увеличивается температура уходящих газов /г.-ух и Д ,1иг,
то трудно заранее предугадать, как скажется на расходе топлива изменение производительности печи. В каждом случае изменения нагрузки печи (по металлу) расход топлива на нагрев 1 кг стали должен нормироваться индивидуально.
Влияние теплотворной способности топлива на |
нагляднее |
поддается анализу, если функцию КПпт = f (Qnp) заменить выраже
нием ІСЛп.т
Сопоставление эффективности сжигания разных топлив удобнее выполнять при неизменной перед рекуператором температуре £г.ух. Тогда
|
П .Т |
( 10.20) |
|
= c o n s t |
|
г. ух |
где |
' Іт г ' t г v x = c o n s t |
— пирометрическая |
характеристика |
топлива. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. Сравнивая пирометрические характеристики природного [QHp= |
= |
8500 ккал/нм3, |
( —^ - ) |
‘ г.ух = 1000 |
=0,453] и коксовального газов |
|
|
|
|
І т |
|
|
|
|
[QgP=4000 ккал/нм3, |
[ - % - ) |
=0,434] подстановкой их зна- |
|
|
|
|
' hn ' tr ух= 1000 |
|
|
|
чений в выражение (10.7), видим, |
что |
расход теплоты |
с ростом |
( |
) |
увеличивается. Величина же /(п |
также возрас- |
' |
l m |
' t F y ^ c o n s t |
|
|
|
|
и ' т |
|
|
тает с увеличением |
/ |
І2 |
\ |
|
|
|
|
I —;— |
) |
|
|
|
|
|
|
|
' |
Іт |
' t r yX = co n st |
|
|
|
Влияние температуры уходящих газов /г.ух на /Ст)ит достаточно
наглядно иллюстрируется графиками (рис. 10.3). Графики получены Для tm' = t m" = const; а = 1 ; ^в= 0 и tT = 0°С . Из рисунка видно, что с возрастанием U.yx для топлив, имеющих разные пирометрические характеристики, коэффициент Лтіит увеличивается. Это в конечном
итоге приводит к возрастанию расхода топлива на 1 кг стали.
Зависимость типа /Cn1IT= f (а) показана на рис. 10.4. Каки
в предыдущем случае, с ростом коэффициента избытка воздуха а. наблюдается возрастание /Сп , что также отрицательно сказывает
ся на коэффициенте нормирования Кчѵ .
Подогрев воздуха и топлива за счет использования тепла про дуктов сгорания, покидающих рабочее пространство печи, положи тельным образом влияет на расход тепла. При этом с увеличением
|
|
|
|
|
|
Рис. 10.4. Влияние коэффициента из |
Рис. |
10.5. Графики зависимости |
бытка воздуха а на Лг|н.т: |
Э = |
/[ів'+іт+ (іѴ ух — і"г.ут)]: |
1—4 — соответственно |
для ос= 1,15; 1,1; |
/ — 1 0 — соответственно |
для |
Л Г - -10; 25; 50; 100; |
1,05 н |
1. |
150; 200; 250; |
300; |
350 и 400° С. |
степени подогрева коэффициент /Сяит снижается. Рассмотрим слу чай " с подогревом и ' без подогрева. Тогда
Т)п.т//І>'4п.т ■
Подставляя значения г)я.т" и т)и. / в выражение Кт\ |
■Ци і' |
= — |
и т |
Т)ц.т |
видим, что из возможных вариантов с подогревом воздуха и топлива и без него первый наиболее экономичен. Причем чем выше темпе ратуры W и U", тем экономичнее вариант. В результате подогрева компонентов рабочей смеси наряду с интенсификацией процесса горения наблюдается весьма ощутимая экономия-тепла топлива.
Определение экономии тепла за счет подогрева воздуха-окисли теля и топлива (регенерация продуктов сгорания) выполнено в па раграфе 10.3.
10.3. ЭКОНОМИЯ ТЕПЛА ТОПЛИВА ЗА СЧЕТ ПОДОГРЕВА КОМПОНЕНТОВ РАБОЧЕЙ СМЕСИ ПРОДУКТАМИ СГОРАНИЯ, ПОКИДАЮЩИМИ ПЕЧЬ
Существует много методов для определения экономии теплоты за счет утилизации тепла продуктов сгорания топлива. Остановимся на методике, изложенной в работе [107].
Чтобы получить расчетные зависимости, рассмотрим два вари анта сжигания топлива: с подогревом воздуха и топлива и без него.
Для каждого из этих случаев можно записать
Іт L г.ух |
|
Л н.т— |
( 10.21) |
г/ _ Іт I £в I іт |
І"г.ух |
22) |
Л н.т— |
( 10. |
где индексы ' и " соответственно относятся к горению без подогрева и с подогревом компонентов рабочей смеси.
Вводим обозначения
Іт |
І г.ух— А І' |
и |
І" г.ух= А І " . |
Іт |
Всоответствии с принятыми обозначениями выражения (10.21)
и(10.22) переписываем в виде
|
|
|
|
М' |
(10.23) |
|
|
■Т_ |
іт ’ |
|
|
|
|
Л•н.т = |
Аі"+ tB4- *’т |
(10.24) |
|
|
С |
|
|
|
|
|
где ів и гт— энтальпии подогретых воздуха и |
топлива, ккал/нм3 |
|
прод. сгорания (Мдж/нм3): |
|
|
|
— |
Vo |
/-■ |
(10.25) |
|
|
4 |
Срв *в’ |
|
|
2 V £ |
|
|
|
£=1 |
|
|
|
Ч |
4 |
1 |
Срсм 1 Т ’ |
(10.26) |
|
|
|
|
£=1 |
|
|
где |
с^м — объемная изобарная |
теплоемкость |
смеси компонентов |
|
газообразного |
топлива. |
|
Если принять Р’ = Р" (Ка = 1), |
то |
|
|
Ч |
~ « |
Л |
Н.т ~ ^Лн.Т. |
|
