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

Левую и правую части выражения (10.29) вычитаем из единицы

разных значений Ai'. Из этого рисунка видно, что для высококало­ рийных топлив (кривые 1—4), обеспечивающих при горении боль­ шее значение tm, эффективность регенерации тепла ниже, чем у низкокалорийных топлив (линии 5—10), дающих большие значе­ ния At" = im — t'.yx.

261

10.4. ОБЩИЙ и з о н а л ь н ы е т е п л о в ы е б а л а н с ы п л а м е н н ы х п е ч е й

Составление общего теплового баланса позволяет определить расход топлива на печь, что предшествует поверочному и конструк­ торскому расчетам и, кроме того, дает возможность в какой-то мере оценить экономичность работы печи и эффективность сжигания топ­ лива. Вместе с тем общин тепловой баланс позволяет проверить зо­ нальные балансы теплоты.

Составляющие теплового баланса имеют размерность ккал/ч

(er) и реже — ккал/кг стали (Мдж/кг).

Если в общее уравнение теплового баланса (10.1) ввести коэф­ фициент использования топлива г)и.т, то получим

щую среду и излучением через окна посада и выгрузки; <3д2ѵ — потери теплоты, связанные с выбиванием части продук­

тов сгорания в окружающую среду через окно посада металла и неплотности в кладке печи.

Потеря Q6 вызвана аккумуляцией кладки и, как правило, учи­ тывается только в печах периодического действия (камерные печи с выдвижным подом и др.). Ее величина обычно составляет 10— 15% от общего прихода тепла.

В уравнение (10.34) входят потери тепла с охлаждающей водой Qoxn.B- Они по величине занимают одно из основных мест в тепловом балансе нагревательных методических печей и составляют примерно 10—25% от ßQHP+QэкзПотери Q%, Qsi, Q52 и QAEV составляют соот­

ветственно 30—60; 3—6; 2— 10 и 5—25% от тепла, вносимого в рабо­ чее пространство.

Зональный тепловой баланс пламенной нагревательной или тер­ мической печи позволяет рассчитать расход топлива на зону, что в свою очередь позволяет организовать ее работу по заданным тем­ пературному и тепловому графикам, а также оценить относитель­ ную тепловую работу рассматриваемой зоны.

Как и в первом случае, уравнение зонального баланса включает расходные и приходные статьи зоны.

262

Определив путем составления зональных балансов расход топ­ лива Ві, рассчитываем общий расход топлива на печь.

При составлении теплового баланса пламенной печи следует помнить о его условности вследствие неизбежных погрешностей при определении отдельных приходных и расходных статей.

10.5. ПОКАЗАТЕЛИ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ЭКОНОМИЧНОСТЬ РАБОТЫ ПЕЧИ

Рассчитав общий В и зональные Ві расходы топлива, а также теплоту, расходуемую в зоне (в интервале значений температурного графика на нагрев 1 кг металла), можно получить частные для зон и общий для печи коэффициенты полезного использования тепла (по аналогии с к. п. д.).

Для і-зоны печи записываем

263

Расход условного топлива

где 7000 — теплотворная способность условного топлива;

В соответствии с выражениями (10.38) и (10.39) удельные рас­ ходы тепла на 1 кг стали для і-зоны и печи в целом запишутся так:

і=і

Коэффициент полезного использования тепла в нагревательных печах автотракторных и машиностроительных предприятий состав­ ляет 20—40% и зависит в основном от их технического соверше: _ва

h _

и пирометрической характеристики —— сжигаемого топлива. Терми-

ІЩ

ческие печи этих предприятий работают с более низким коэффициен­ том полезного использования тепла по сравнению с печами первой группы, что объясняется сложностью технологии термической обра­ ботки, включающей иногда многократный нагрев, недостаточной регенерацией тепла продуктов сгорания топлива, покидающих рабо­ чее пространство печи, а подчас и низким техническим совершен­ ством ее конструкции. Коэффициенты полезного использования

Коэффициенты-полезного использования теплоты в термических и нагревательных печах металлургических и машиностроительных заводов сильно отличаются между собой.

Общий коэффициент полезного использования тепла в крупных нагревательных методических печах при удовлетворительной работе отдельных элементов (кладка, рекуператор и пр.) и холодном по­ саде металла составляет 40—60%. При наличии горячего посада удельный расход топлива на 1 кг стали снижается на 2—4%, что соответственно вызывает некоторое увеличение коэффициента полез­ ного использования тепла. При ее неэкономичной работе (плохое состояние кладки, недостаточный подогрев воздуха-окислителя и трплива, передержка металла в печи вследствие неудовлетвори­ тельной работы технологической линии прокатки, штамповки и т. п.)

264