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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 83

Скачиваний: 0

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

я

я

ч

ѵо

Я

н

Примерный расход тепла на нагрев (или плавление) 1 кг материала

к о Ä

s s s f *

Xя а З"-- І cf н S- ^ B«ü£[«

|b S l« KSp,0) ^

В *

Q.

c

e

к

H

4)

Я

4>

3

X

А

4

4>

H

Я

а

о

о

 

о

 

о

 

о

о

о

о

о

 

ю

 

о

 

ю

о

о

со СО

 

СО

Г"-

 

[

іО

со

I

I

 

 

1

 

1

 

1

1

1 1

 

О

1

 

1

 

1

1

1

О

о

 

 

о

 

о

о

о

о

о

 

О

 

ю

 

о

LO

о

со со

 

со

со

 

ю

СМ

см

о

о

 

о

о

 

о

о

о

о

 

 

о

со О

 

о

 

о

 

со

о

см

о-

 

ю

1

со

 

со

оо

1

[

1

 

 

 

1

 

1

і

1

і

 

 

1

 

1

 

1

1

1

о

о

 

о

о

 

о

о

о

о

о

 

ю

LO

 

о

о

о

О

LO

 

СО

 

 

 

со

ю

t"-

о

о

 

о

 

о

 

00

о

ю

о

со

 

о

 

н—н

 

ю

см

Г-

03

 

СМ

 

ю

 

со

со

о

со СМ

 

 

см

 

 

со

ю

1 1

 

 

1

 

1

 

о1

 

1

ЮI

О1

 

ю1

 

ю1

 

ю

о1

00

о

 

СО

 

00

 

СО

оз

со

^

см

 

т*<

 

00

 

CN

о

03

 

 

 

 

 

 

 

см

см

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

fr-

 

 

 

 

 

 

 

X

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

fr-

 

U.

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

X

 

 

 

 

 

 

 

в

X

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

ко

 

я

 

 

 

 

 

 

 

я

 

А

 

 

 

 

 

 

 

ит

А

 

4

 

 

 

 

 

 

 

4

 

я

 

 

 

 

 

 

 

сл

я

 

fr­

 

 

 

 

 

 

 

fr­

 

eu

 

 

 

 

 

 

 

 

eu

 

S

<“

 

 

 

 

 

 

е ,

я

<U

 

 

 

 

 

 

(U

Си«

 

 

 

 

 

 

ж

Он

*

<-

 

 

 

 

 

 

о

С_

я

о

 

 

 

 

 

 

я

о

Е Н

 

 

 

 

 

 

н

X

н

 

я

 

 

cd

 

fr-

 

äs

я

 

 

 

 

4

 

 

я

 

 

Я

 

 

я

 

о

 

я

о

 

 

о

 

 

(U

 

cd

 

К

ч

 

 

f-

 

 

H

 

 

а,

о

 

 

03

 

»s

 

4

 

о

X

 

 

s

 

 

я

 

 

 

 

 

>>

 

 

<u

 

CU

 

 

 

 

 

о

 

 

X

 

fr-

 

 

А

S

 

 

 

X

 

s

 

Я

 

 

 

 

cd

 

 

я

о

 

 

 

 

CO

 

я

 

t(

к

к

 

 

 

 

я

 

Я

 

О

о

о

 

 

 

 

I=5

 

cd

 

Ч

ч

я

 

 

 

 

я

 

CO

О

о

 

 

 

 

 

H

 

Я

 

X

X

 

 

 

 

 

>>

 

4

 

2

и

 

 

 

 

о

 

Я

 

 

X

03

 

 

<u

CQfr­

 

 

А

 

СЯS

 

 

о

^

 

 

я

 

 

 

 

 

Я

CO

 

 

я

 

S X

 

 

S 2 J

 

 

ч

 

 

 

 

 

03

cd

 

 

5 g

 

 

я

ь

 

•n

 

 

 

 

со

я ш

X оз

 

 

 

 

2 й

cd '■"> со

CU

 

 

5 § v ‘

S Xо

3

 

0) g

«

*

я «

_я ^ s

4

 

ЗЁ-

ь- я *

 

 

Я cu £? о

« fl ü J

 

 

S£ SH gx

t < H

К П

 

 

 

 

 

 

 

К

Я

sfl WH

03

 

 

03

 

 

fr-

 

X

 

Cd

Я

 

 

 

 

 

 

 

 

о

я

О О

О

о

 

C N O < N

о

 

— < <М «—

со

 

 

1 1 1

1

 

О

1

О

1 I

1

 

 

 

LO

о

 

00

ю

 

^

СМ

 

 

 

 

 

 

'— 1

 

О

О

 

о

о

 

 

О

 

о

о

ю

 

со оо —

00

 

 

1 1 1

1

 

 

I

О

1 і

 

О

 

О

о

 

О

О

 

О

ю

 

•«я Ю

со

rJH

 

о

о

ю

о

 

— 'ю

о

СО

 

ю

со со

ю

 

см со ^

со

 

 

1 I

1

1

 

ю1юI

о1

ю1

 

 

 

Оз ^

оо

 

со О

Ю

оо

 

г-н см см

 

 

 

 

 

я

 

ч

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

g

к

и я

 

 

 

 

за ц

 

 

 

 

§ . §

 

 

 

 

0

S

 

 

 

 

 

NH Я

л и

 

 

 

 

ж

я

 

 

 

 

1 я

м а

 

 

 

 

s

s

ор

 

 

 

 

s

си

 

 

 

 

 

 

о

н

 

 

X

я

®

,

 

 

X

-

С-н

Я

 

^ 5

Я

Я

 

Я

 

X

£

*

%

 

fr- Я

fr-

о

*

О

го о

 

я

 

 

 

 

 

 

я

 

 

s

 

 

 

о

 

S

 

я

 

 

о

 

я

 

я

 

X

 

 

 

оз

 

*

 

X

су

 

<J

 

43

ГЯ

я

 

я

 

я

 

 

X

 

я

 

г

 

 

 

о.

 

 

я

 

 

 

 

 

 

я

 

А £

Л

о

 

X

 

Ч Я я -

cL

а с CU

я

о

Ю

см

1

1

о

о

о

о

оо

см

1

1

о

СО

см

о

Г--

т1

о

оз

о

• ,

я

я

ч

U

о

U

о

я

я

43

я

о

я

X

3 я

ѴО я о я

*(->Он

я я

X X ѵо о о и

я

X

я

3

ѵо

о

я

О)

я

А

ч

о

280


VO

Ö

ч

о

оо

о

Ci.

.« яс>

1С я®

а «» 5сив§ §? «'"й

2s ®w КSЛЧ-^. лчн5то

о^2 ол ч*£ чм S?ОКр л р,а»И

 

 

г-

ЧЭI

 

^0ч і 1

 

 

 

 

 

О

О

 

о о

 

 

 

 

 

О

О

 

о о

 

 

 

о

 

 

о

О

 

СЯо

 

 

 

о

 

 

тр

1

1

— СП

1

м

 

т

 

и

III

1

 

О

 

о о

 

 

 

о

 

 

о

о

 

о о

 

 

 

ю

 

 

СО

Г-

 

О о

 

 

 

 

 

 

СО

 

 

00h-

 

 

 

 

о

 

о

о

о о

 

съ

СЪ

съ

 

 

о

о

о

о о

оЧ 4

о

о о

о о

о

о

н-Н

 

 

00

О ■'p’

ю о

ея

о

— ю

 

 

^ 7 0

о

Я*со

 

 

 

 

СО

 

1

 

 

 

1 1

7

1 1*о

ио

1 1

7

7

о о

о о

о о ^

со

о о о

о

о о

о

юо

о о

 

о^ о о

о

о со

о

 

СЯr^

 

ея

о1

 

'

—1

*“ Н

 

 

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

съ

съ

 

ю ю

о

ю

ю о

 

о

LO

 

^ LO

LO

О со

со

со

г- со

оо Ю

ея

00

со

 

оо

ю

со 0 0 сэ

оо ея

о

 

TJH^

LO

t>~

ооюю

о

т т

LO

 

 

1 1

1

 

1 128

ея

1

о

ю ю

со о

Ю О —'

ея

о ю

ю

00 ю

оо

00

ея со

 

СПсо

00

h-

—•ея

я*

ея

о а >

 

Tf 00

 

г-

я- —<

со

ю ея

 

LO

 

со

 

 

я

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*5 5

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я ^

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

 

и

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к 2

 

 

 

 

я

 

 

 

 

X

 

 

тЬ

я

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

5 g

 

 

 

ч

 

 

 

 

я

 

 

а

S

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Йя

я

 

 

Я И

я

 

я

 

 

 

 

К о

я

 

 

 

 

 

 

 

 

§

ч

 

 

 

о

•Ѳ-

 

 

 

 

 

о.

н щ

н

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

я;я а

 

 

S £

 

 

 

Е

а §

Он

 

 

ч1£Г а.

ч

 

 

 

 

о

 

 

я

 

 

Он O'

 

 

 

 

 

 

 

я

g

 

о 2

 

 

 

 

а о

я

 

 

О >»£

 

 

 

 

 

 

 

 

я я

 

 

о

 

 

 

 

Яи

и

 

 

 

X

 

я я

 

 

 

 

Я * й з . «

 

я я я

 

 

g Мй

 

 

 

XS *

 

о да а

^ 03

 

* я

 

 

ѴОѵо £

 

Я Я

р ,

 

a a

 

a § a

 

* * о ѴО я О

 

ч ч я

ч Ч

 

>>>>

и

Я C J

 

О О я о

s Н

 

ЕЕСЭ

SE

 

и и

 

 

Я

 

 

«

 

ч

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

я

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

Си

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

я

V

 

«

 

 

я

 

 

 

 

 

 

 

у

 

я

 

я

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

а,

 

 

 

 

 

 

я

с

 

я

я

 

 

 

 

 

 

 

ѴО

 

я

о

 

 

 

 

 

 

 

я

а>

 

я

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

я

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

О н

3

 

а>

а>О н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

а.

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

я

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

>1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

я

О)

 

 

 

 

 

 

 

 

S

о

о

о

и

 

 

а>

 

 

 

 

 

я

я

ч

ч

 

3

 

 

 

 

 

 

 

я

X

я

 

я

 

 

3

 

 

 

 

 

ч

я

й>

0)

 

2 к

 

 

 

 

3

с

оf f l s

н

ь

 

а>я

я

 

 

 

 

9

 

о

о

 

s ч

я я

я

 

 

 

 

 

 

о у „

 

 

3 я

 

 

я

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

к Xмк ч

ѵо

 

 

 

 

 

я Я

W

 

 

Он Я

Он)

о

 

 

 

 

 

 

5 3 я

 

 

 

я

 

 

 

н

3

 

 

 

 

 

 

'•я

О н

 

 

 

 

 

 

 

 

2>н,я

 

 

 

 

 

X

 

а.£•я

 

 

S о.<ия

я

 

 

 

си

 

 

 

 

 

я

я

 

« я «

 

 

я о и/Г

из

 

Н

 

 

 

 

CQ

 

is'CQ

 

И-*"»

 

 

 

 

CQ

 

 

я 1^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

и

8

SH 3"

S i l 3

VO^ с „

TOто -< И

a“«a

£п|3 =s£S "ëg- a>чи03

U 05 О „

2 2 Cz

I = S G

«C. Iräs

&§S- osS,“ то5 В - H

•ч5 i И2

)HCо§< o g S то£:

сѵо:

1н <

Q. То ТО(Q (Qа

СХХиол

281


1 м2 решетки, называемому напряжением колосниковой решет­

ки Рр, и часовому расходу топлива В

(кг/ч)

 

Я = Т " .

 

(70)

где Рр — допускаемое напряжение

колосниковой

решетки в

кг/(м2-ч)-, для каменных углей оно лежит в преде­

лах 100—300 кг/(м2-ч)

(чем больше

летучих ве­

ществ содержит топливо, тем большее значение Рр можно принимать).

Разработка эскиза печи. По полученным размерам рабочего пространства и топки, выбранному методу передвижения мате­ риала по печи, способу сжигания топлива и выбранному типу рекуператора или регенератора составляют эскиз печи.

Составление теплового баланса и определение расхода топ­ лива. Приход и расход тепла, а также часовой расход топлива определяют согласно приведенным в этом параграфе формулам. Подставляя в формулы (50) —(55) полученную величину часово­ го расхода топлива, получают численные значения Q2, Q3 и Q4. Для наглядности тепловой баланс представляют в виде табл. 20. Для периодически работающих печей тепловой баланс состав­ ляют на весь период работы, при этом подсчитывают также за­ траты тепла на аккумуляцию тепла кладкой. Этот расчет связан с нестационарным потоком тепла и в данном курсе не рассмат­ ривается

Расчет рекуператоров и регенераторов. Выбирают тип реку­ ператоров или регенераторов и определяют поверхность нагрева

 

 

 

Т а б л и ц а 20

Форма теплового баланса печи

 

Статьи прихода

в Вт В %

Статьи расхода

в Вт В %

Тепло сгорания топли­

 

Полезный расход теп­

ва

 

ла

отхо­

Физическое тепло воз­

 

Потери тепла с

духа

 

дящими газами

 

Физическое тепло топ­

 

Потеря тепла от хими­

лива

 

ческой неполноты

горе­

Тепло экзотермических

 

ния

окру­

реакций

 

Потеря тепла в

 

 

жающую среду

 

 

 

Неучтенные потери

И т о г о

 

И т о г о

 

1 Методика расчета аккумуляции тепла кладкой при нестационарном теп­ ловом режиме изложена в ряде специальных руководств, в том числе в книге Кривандина В. А., Молчанова Н. Г. и Соломенцева С. А. [10].

282


воздушного и газового рекуператоров или регенераторов, необ­ ходимую для нагрева ЬпВ м3/ч воздуха до температуры tB и В м3/ч газа до температуры tr. В соответствии с полученной по­ верхностью нагрева определяют габариты и конфигурацию ре­

куперативных или регенеративных

камер.

 

 

 

Поверхность нагрева рекуператора F определяется из урав­

нения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F = - £ - M\

 

 

 

(71)

 

 

 

А'Гср

 

 

 

 

 

где

qB— количество тепла, переданного

в рекуператоре от ды­

 

мовых газов

нагреваемому

воздуху

(или газу), в Вт

 

[ккал/ч];

 

 

 

 

 

 

 

 

К — коэффициент

теплопередачи

рекуператора

в Вт/(м2/х/

 

У/град) [ккал/м2-ч-град)];

 

 

 

 

 

тср— средняя логарифмическая

разность температур дымо­

 

вых газов и воздуха;

 

 

 

 

 

 

 

qB= Всвів Ьл Вт

[ккал/ч]

 

 

или в случае подогрева газа

 

 

 

 

 

 

 

qB= ВстtT

Вт [ккал/ч],

 

 

где

В — часовой расход топлива в кг/ч или м3/ч;

 

tB и ^ — температура нагрева воздуха или газа в °С;

 

св и ст— теплоемкости воздуха

и газа

при температурах

 

tB и и

в кДж/ (м3-град)

[ккал/(м3-град)];

 

Ln — действительное

количество воздуха,

потребное

 

для горения 1 кг или

1 м3 топлива,

в м3/кг или

 

м3/м3.

 

 

 

 

 

 

 

Для приближенного определения поверхности нагрева реку­ ператора можно пользоваться нижеприведенными величинами ко­

эффициентов теплопередачи

К:

 

 

Вт/ (м2-град)

[15—

рекуператор

из

гладких

труб 18—23

20 ккал/(м2-ч-град)];

 

 

 

 

 

 

рекуператор игольчатый без наружных игл 23—46* Вт/(м2У

У/град) [20—40* ккал/(м2-ч-град)];

58—93*

Вт/(м2-град)

рекуператор

с

наружными

иглами

[50—80* ккал/ (м2ч ■град) ];

18—46 Вт/(м2-град)

[15—20 ккал/

рекуператор

термоблок

/ (м2-ч-град)];

радиационный

35—58

Вт/(м2-град)

[30—

рекуператор

50 ккал/(м2-ч-град)];

 

 

 

 

 

 

рекуператор

керамический 2,5—7 Вт/ (м2град) [2—6 ккал/

I (м2-ч-град)].

 

 

теплопередачи

зависит главным

Величина

коэффициента

образом от

разности температур

отходящих газов и нагревае­

* На условную гладкую (расчетную) поверхность нагрева (см. приложе­ ние 3).

283


мого воздуха или газа и их скорости—чем больше разность температур и скорость, тем больше коэффициент теплопередачи.

Величину Тер можно определить по диаграмме приложения 2, на которой при параллельном токе

при

противотоке

 

 

 

 

 

 

т

= /' —1':

т

= Г —1'

 

 

н

д

в>

к

д в'

где

t'A и г1"

— температура дымовых газов при входе в рекупе­

 

tB и

ратор и выходе из него в °С;

 

— температура

воздуха в °С при входе в рекупе­

ратор и выходе из него.

Расчет регенератора связан с нестационарным потоком теп­ ла, теоретически очень сложен и поэтому в данном учебном по­

собии

не рассматривается.

 

 

Пример расчета двухзонной методической печи.

 

Исходные данные:

кг/ч.

 

1.

Производительность печи G== 10 000

 

2.

Нагреваемый металл— заготовки

квадратного сечения 150X150 жж,

длиной

1 — 2 м, материал заготовок — сталь марки СтЗ.

3.

Конечная температура нагрева металла ?м.к=

1150°С.

4. Топливо — природный газ Q„ = 36 065 кДж/м3

[8600 ккал/м8].

5.Температура подогрева воздуха 250° С.

6.Температура отходящих из печи газов 1050° С.

7.Печь работает непрерывно.

8.Выдача нагретых заготовок боковая.

а) В ы б о р т и п а п е ч и Так как заготовки имеют правильную форму, удобную для проталкива­

ния их по поду печи толкателем, и производительность печи сравнительно небольшая, то выбираем полуметодическую печь с толкателем и боковой вы­ дачей заготовок. В связи с небольшим сечением заготовок, позволяющим до­ статочно быстро греть их при одностороннем нагреве, принимаем сплошной под с заделанными в методической зоне стелюгами.

б) О п р е д е л е н и е р а з м е р о в п о д а

площади

пода P = G /F =

Принимаем

напряженность полезной

= 350 кг/(ж2-ч)

(см. табл. 19). Более низкое

значение Р

принимается с уче­

том того, что нагрев заготовки односторонний, т. е. более медленный по сравнению с двусторонним.

Тогда площадь пода [см. формулу (66)]

 

£

 

10 000

ж2.

 

F

 

: 28,6

 

Р

 

350

 

Ширину пода принимаем равной 6= /+26,

 

где /— длина

заготовки в

ж;

 

 

6 — зазор между заготовкой и стенами печи в ж, лежащий обычно в пре­

делах

250—300 жж;

 

 

 

 

6 =

2 +

2-0,25 = 2,5

ж.

Длина пода (полезная) до оси окна выдачи

 

 

L

£

28,6

 

 

6

11,5 ж.

 

 

2,5

 

284