Файл: Бельский, В. И. Промышленные печи и трубы учеб. пособие.pdf

Общая потеря тепла кладкой и заслонками теплопроводно­ стью равна сумме потерь тепла всеми участками кладки и за­ слонками

Рис. 118. График для определения потерь тепла через стены и температуры на­ ружной поверхности стен у непрерывно действующих печей

Потерю тепла различными участками кладки, а также тем­ пературу наружной поверхности можно определять по графику, приведенному на рис. 118 и построенному на основании форму­ лы (57).

Пример. Определить потерю тепла через 1 м2 стены толщиной: шамот — 345 мм и пенодиатомитовый кирпич марки 400—230 мм при температуре

274

«агрева внутренней поверхности /вн=1050°С (температура нагрева металла 1000°С). Задаемся температурой в плоскости соприкосновения шамота с пенодиатомитовым кирпичом ^=900° С и температурой наружной поверхности сте-

этим для получения теплопроводности кладки приведенные на рис. 1—3 коэф­ фициенты теплопроводности материалов умножаются на 1,15—1,2. Исходя из этого, коэффициенты теплопроводности шамотной и пенодиатомитовой кладок при указанных выше температурах будут равны: Яшам= 1,34-1,2= 1,605 В т / (MX

— 1,395 (м-град)!Вт [1,62 {м-ч,-град);ккал].

По кривым рис. 11Э температура нагрева наружной поверхности стены *нар = 74°С и потеря тепла через кладку q = 698 Вт/м2 [600 ккал/(м2-ч)]. Температура h в плоскости соприкосновения шамотного и диатомитового сло­ ев определяется исходя из того, что при стационарном потоке количество теп­ ла, проходящего через слой шамотного кирпича, равно количеству тепла, про­ ходящего через слой пенодиатомитового кирпича

и в плоскости соприкосновения шамотной и пенодиатомитовой кладок близки к принятой, то расчет правилен. В противном случае следовало бы произвести перерасчет, задавшись другими средними температурами шамота и пенодиато-

и от точки пересечения параллельно оси ординат. Получаем ^=900° С.

2) Потеря тепла излучением через открытые окна

где q — излучение через 1 м2 открытого окна при температуре печи в Вт/м2 [ккал/ (м2-ч)];

F — площадь открытого окна в м2;

Ѳ— коэффициент диафрагмирования, определяемый по кривым рис. 119 в зависимости от соотношения шири­ ны и высоты окна и толщины кладки;

ф — время, в течение которого открыто окно, в ч.

Рис. 119. Коэффициент диафрагмирования Ѳ при излучении через отверстие

Излучение через 1 м2 окна подсчитывается по формуле (45), причем коэффициент излучения принимают равным С— 5,7 Вт/ І(м2-град) [4,9 ккал/ (м2• ч • град) ], а температуру окружающей среды — равной 0°С, так как она практически влияния на вели­ чину излучения не оказывает

где Т — средняя температура в печи в °К.

3)Потеря тепла с выбивающимися через окна газами

ветственно меньше);

276

tr —температура выбивающихся газов в °С; vt + v't

7в и Ѵг — плотность воздуха при 0° С и выбивающихся газов при данной температуре в кг/м3.

4)Потери тепла на охлаждаемы е водой поверхности

Потери тепла на охлаждение Qs Вт [ккал/ч] обычно берут­ ся по практическим данным. Для методических нагревательных печей с глиссажными охлаждаемыми водой трубами потери теп­ ла на охлаждаемые водой поверхности составляют от 125 600 до

Определение часового расхода топлива

Если в уравнение теплового баланса

Q — Qi + Q2 + Qs ~Ь Qi + Qs

подставить вместо условных обозначений соответствующие ве­ личины из формул (51) —(64), то оно примет вид уравнения с одним неизвестным В, равным часовому расходу топлива в кг или м3.

Решая это уравнение относительно В, получают часовой рас­ ход топлива в кг или м3. Полученную величину расхода топлива увеличивают на 10—20% для покрытия неучтенных в расчете по­ терь.

277

§ 37. РА С ЧЕТ И КО Н С ТРУ И РО ВА Н И Е П ЕЧЕЙ

Расчет и конструирование печей производят в соответствии с заданием, в котором указываются: производительность печи; температура нагрева (и режим нагрева, если печь периодиче­ ская или термическая); габариты изделий и свойства нагревае­ мого материала; вид топлива; режим работы печи — непрерыв­ ная или периодическая работа; особые пожелания (метод вы­ грузки и погрузки, желательное расположение окон и т. д.).

Выбор типа печи. Тип печи выбирают в зависимости от тре­ бований, предъявляемых к ней, вида технологического процесса, производительности, топлива, режима работы и т. п. В тех слу­ чаях когда могут быть применены печи различных типов, произ­ водят технико-экономический расчет и выбирают наиболее эко­ номичную для данного случая печь.

Определение размеров рабочего пространства печи. Площадь

пода печи (или площадь поперечного сечения шахтной печи) определяют исходя из удельного съема продукции с 1 м2 рабо­ чей площади пода (или поперечного сечения рабочего простран­ ства шахтной печи), называемого также напряжением площади пода (или напряжением поперечного сечения) печи

У печей для нагрева металла различают напряженность по­ лезной площади пода g/пол, где F — вся площадь пода от загру­ зочного конца печи до оси окна выдачи, и активной площади по­ да g / а к т , где F — площадь пода, занятого металлом.

Ширину пода определяют по конструктивным соображениям, исходя из габаритов и метода укладки нагреваемого материала. Длина печи получается как частное от деления площади пода

где А — коэффициент, равный 0,5—0,55 для частей печи с тем­ пературой газов меньше 900° С и 0,65 — при темпера­ туре больше 1500° С (промежуточные значения опреде­ ляют интерполяцией);

В — ширина печи в м;

278

tv — температура той части печи, для которой определяютвысоту, в °С.

Для некоторых печей характерным является удельный съем продукции с 1 м3 объема рабочего пространства печи (туннель­ ные печи, барабанные сушила, вращающиеся печи для обжига цементного клинкера, доменные печи и ряд других). В этом слу­ чае объем рабочего пространства печи определяют по формуле

где gv— удельный съем продукции с 1 м3 объема рабочего про­ странства печи в кг/(м3-ч).

Задаваясь по конструктивным соображениям шириной пода и высотой рабочего сечения печи h (или размерами горизонталь­ ного сечения рабочего пространства), длину пода (высоту печи) получают как частное от деления объема рабочего пространства на площадь поперечного сечения его

Величины удельного съема продукции ряда печей приведены в табл. 19.

Определение метода передвижения материала по печи. Ме­ тод передвижения материала по печи (печь камерная, методи­ ческая, конвейерная и т. п.) выбирается из условий производи­ тельности печи, габаритов и конфигурации нагреваемых изде­ лий, метода работы в цехе и прочих условий. Во всех случаях следует предпочитать механизированное продвижение материа­ лов по печи.

Выбор системы сжигания топлива и расчет горения его. Си­ стема сжигания топлива'выбирается в соответствии с видом топ­ лива, необходимой температурой и атмосферой в печи. Опреде­ ление потребного для горения количества воздуха Ьп, количест­ ва продуктов горения Ѵи и температуры горения топлива произ­ водят по формулам, приведенным в § 6.

Определение предварительного расхода топлива и размеров топки. Предварительный расход топлива получают, задаваясь

Получив примерный расход топлива в час, определяют при­ ближенные размеры топки, горелок или форсунок. Площадь ко­ лосниковой решетки для твердого топлива R в м2 определяется по количеству топлива, которое может быть сожжено за 1 ч на

279