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

Скачать файл (16,69Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 220

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

принимаются в основу нормирования расхода топлива при номи нальной производительности печи.

В процессе эксплуатации производительность печи изменяется. Так, при термической обработке изменение производительности, как правило, обусловлено тем, что в одной и той же печи тепловой обра ботке подвергаются изделия различной номенклатуры, отличающие ся между собой весом, конфигурацией и размерами, а следователь но, и условиями внутреннего теплообмена. В итоге время нагревания изделия до заданной температуры (на поверхности и в средине) изменяется. Температура же изделия на его поверхности и в центре определяется технологией термической обработки и произвольно изменена быть не может, следовательно, обязательно должна изме ниться производительность печи, что в свою очередь скажется на расходе топлива. Одновременно должна измениться температура продуктов сгорания в последних зонах и на выходе из печи. Привести эти величины в соответствие с температурным графиком возможно только изменением расхода топлива.

Нужно сказать, что изменение производительности печи проис ходит в плановом порядке, так как номенклатура изделий, подвер гающихся термообработке в данной печи, планируется заранее на определенный период времени. Это позволяет заранее нормировать расход топлива на печь с учетом переменного режима ее работы. Нормирование расхода топлива выполняется в соответствии с фор мулами (10.7), (10.8) и (10.19).

Что касается нагревательных печей машиностроительных и ав тотракторных предприятий, то номенклатура нагреваемых в них заготовок, как правило, остается более или менее постоянной в те чение длительного времени (пока не изменится номенклатура выпус каемых заводом изделий). Но все же по разным причинам произво дительность молотов и прессов может меняться, что сразу сказы вается на режиме работы нагревательной печи. Также изменится температура дымовых газов в печи и на выходе из нее. В конечном итоге изменение режима работы скажется на фактическом расходе топлива. Последнее обстоятельство нельзя не отразить при норми ровании его расхода.

Примерно такая же картина наблюдается при изменении режи ма работы металлургических нагревательных печей, обслуживаю щих прокатные станы. Работа этих печей полностью зависит от про изводительности прокатного стана. И, как и в предыдущих случаях, нормирование расхода топлива методической нагревательной печью выполняется в соответствии с формулой нормирования (10.19).

Изменение режима работы печи с изменением расхода топлива приводит к целому ряду других последствий технологического ха рактера, которые в данном параграфе не затронуты. Эти технологи ческие вопросы должны согласовываться с нормированием расхода топлива.

Г л а в а 11. РЕГЕНЕРАЦИЯ ТЕПЛОТЫ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ, ПОКИДАЮЩИХ ПЕЧЬ

Утилизация теплоты вторичных энергоресурсов и, в частности, продуктов сгорания, покидающих печь,— исключительно важное мероприятие, которому должно уделяться большое внимание. Тепло вая эффективность такого мероприятия совершенно очевидна.

11.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Экономия тепла в результате подогрева за счет теплоты продук тов сгорания, покидающих печь, воздуха и топлива оценивается по формуле (10.33). Полагая, что іт= 0 , иными словами, исключив для простоты выкладок подогрев топлива, можно записать

Э =	Ів	( 11. 1)
	Д і"+ ів
		’

где Д і " = і т — і"г.ух-

Если при подогреве считать, что температура продуктов сгора ния на выходе из печи (перед воздухоподогревателем) не изменяется

і' _t" __i

L Г.ух-- ь Г.ух---tr.yx,

то выражение (11.1) можно переписать

Э =	( 11. 2 )
Іт	Іг.ух~Мв

где экономия тепла топлива Э выражена в долях от единицы. Однако тепловой эффект от внедрения регенерации теплоты

дымовых газов определяется не только получением некоторого ко личества тепла в результате подогрева компонентов рабочей смеси. Сэкономленное тепло отходящих продуктов сгорания позволяет не додать в виде топлива значительно больше теплоты, чем ее посту пило в печь с воздухом-окислителем и топливом. Иными словами, 1 ккал тепла, внесенная в рабочее пространство печи с подогретыми воздухом и топливом, экономит более чем 1 ккал тепла, поступаю-

271

щего в печь с топливом (11.4). Это можно объяснить следующим образом. Тепло, вносимое в печь с топливом, частично теряется (60—20%) с продуктами горения (физическое тепло и химическая неполнота горения). В самом деле, при введении в печь дополнитель ного количества теплоты в виде сжигаемого топлива увеличивается объем продуктов сгорания и как следствие физическая потеря тепла дымовыми газами, покидающими рабочее пространство печи.

Со вводом же дополнительного количества теплоты с подогре тым воздухом-окислителем (и топливом) объем дымовых газов не возрастет, так как подогретый воздух используется без остатка в ка честве окислителя. При этом потери тепла с отходящими газами при наращивании тепловой мощности печи таким способом не увеличат ся. Поэтому подвод единицы теплоты с воздухом-окислителем при сохранении тепловыделения в рабочей камере позволит сократить его приток в печь с топливом более чем на единицу.

Конечно, чем ниже к. п. д. печи (чем выше тепловые потери с уходящими газами Q2 и Q3), тем ощутимее такая экономия при оценке эффективности подогрева воздуха и топлива (больше тепло ты сырого топлива будет экономить 1 ккал, полученная за счет регенерации и подведенная в печь). По мере повышения эффек тивности работы печи за счет снижения потерь Q2 и Q3 экономия топлива будет становиться все менее ощутимой. Однако при любых обстоятельствах будет наблюдаться неравноценность тепла топлива и регенеративного тепла. Принимая во внимание сказанное, эконо мическая эффективность внедрения регенерации должна рассчиты ваться с учетом последнего обстоятельства. Выполняя такие рас четы наряду с оценкой экономии Э, определяем эффективность меро приятий по утилизации тепла, затраты на строительство и эксплуа тацию использующего вторичные энергоресурсы тепломеханического оборудования.

11.2. ТОПЛИВНЫЙ! ЭКВИВАЛЕНТ ПОДОГРЕВА

То обстоятельство, что килокалория теплоты, поступающей в печь в воздухом-окислителем и подогретым топливом, позволяет более чем на 1 ккал снизить расход теплоты, вносимой в печь с топ ливом, учитывается топливным эквивалентом подогрева [108] и [109].

Под топливным эквивалентом подогрева Э ПОд нужно понимать

отношение сэкономленного тепла топлива к теплу, внесенному в печь

с подогретым воздухом-окислителем:
	ЭПОд = ^ - ,	(11.3)
	I в
где Э и	соответственно экономия тепла топлива	и теплота,

. j

внесенная в печь с подогретым воздухом-окислите лем (относительные значения).

272

Подставляя (11.2) в последнее выражение, получаем

Эпод—		Іт—	Іт	(11.4)
Эпод—	{Іт Іг.ух~\~Іц) І-в	Іт—	ön+Ів h.yx	(11.4)
	Эпод —	1
	Эпод —
	'Пит
где гв — энтальпия	подогретого воздуха-окислителя,			поступающего
в печь.

Найдем топливный эквивалент подогрева для печи, в которой сжигается природный газ (QUP=8350 ккал/нм3) с коэффициентом

избытка воздуха 1.	Температура подогрева				воздуха равна 400° С,
а дымовых газов перед рекуператором — 900° С.
Экономия топлива в результате регенерации продуктов сгора
ния согласно формулам (10.33) и (11.1) запишется
	Э =	ІВ	—	100;
	Іт	tr.yx+[в
э=	2 У,		p BtB		100.	(11.5)
	_ c /	t
2			. J V _ C / t
	bp Г.ух Н.ухт			1/	BtB
	V i		1 2	V i