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

в)

В ы б о р с и с т е м ы с ж и г а н и я т о п л и в а и р а с ч е т ег о

г о р е н и я .

Принимаем средний расход тепла 2300 кДж/кг [550 ккал/кг].

тельностью по 125 м3/ч — три в торцовой

стене и две на границе сварочной

и методической зон. Избыток воздуха

принимаем « = 1,1. По формулам

1

09

1

09

9,15 м3/ м 3;

Ln = —1-----QP — 0,25 =

— :----- 36 065 — 0,25 =

0

4187

н

4187

]/„ =

—і- — C+ + 0,25 =

—

- 36 065 + 0 ,2 5 =

10,05 м3/м3.

4187

4187

'

равном

1,1, будет:

Ln ~

L0n =

9,15-1,1 =

10,05

м3/м3;

Уп = у 0 + L0 (re — 1) =

10,05 + 9,15 -0,1

=

10,97 м3/м 3.

г)

С о с т а в л е н и е

э с к и з а п е ч и

(рис.

120).

Принимаем длину сварочной части по практическим данным 40% полез­

ной длины пода L CB — 11,5-0,4 = 4,6 м и длину от оси окна выдачи до торцо­

вой стены 2 м. Длина методической части

L MBT = L—LCB =

11,5—4,6 = 6,9 м.

Размеры загрузочного

окна принимаем 2385X560

мм, окна

выдачи 690Х

мот и

115 мм диатомит марки 600).

д)

С о с т а в л е н и е т е п л о в о г о б а л а н с а и о п р е д е л е н и е

р а с х о д а т о п л и в а

1.

Приход тепла

[формула (50)]

Q =

BQI + Всв tB Ln + Q3K3 Вт

[ккал/ч];

Q =

В -36 065+Z3-1,315-250-10,05-1-5650 • 10000-0,01

В -39 415+565 000

= ---------- — ----------=

где

= 5-10 940+157 000 Вт [В-9400+135 000 ккал/ч],’

250 — температура

подогрева

воздуха в °С

(см. ниже

расчет рекупера­

тора) ;

воздуха

при

250° С

в

кДж/м3

по

приложению 4;

1,315 — теплоемкость

5650— тепло от окисления железа в кДж/кг;

0,01 — принятый угар металла

(1%).

2. Полезный расход тепла

[формула

(51)]

Qi = Gcu tu = 10 000-841 =

8 410 000

=

2 340 000 Вт [2 010 000

к ка л /ч ] ,

------------

3,6

где

841— сь.+м — теплосодержание

стали

при

температуре

1150° С

кДж/кг

(см. приложение

1).

[формула (53)]

3. Потеря тепла с отходящими газами

<32 = (ВѴП-

Ѵвыб) Сух *ух=

(5-10,97 - 6 2 0 ) 1,55-1050 = 1*

5-17 700 — 1005 000

= 5-4910 — 280 000 Вт

[5-4250 — 242 000 к ка л /ч ],

3,6

где

1+ыб=620— количество выбивающихся из печи газов в м3/ч

(см. ниже);

1 ,55— теплоемкость

продуктов

горения

при 1050° С в

кДж/(мъХ

4.

Хград).

неполноты

горения

[формула

(54)].

Потеря тепла

от

химической

„

720

ккал/ч].

Q3= ö - 0 ,02 Q P = B -0,02-36065 = 5 —- = 5 -200 Вт [172

3.6

5. Потеря тепла от механической неполноты горения [формула (55)]

(принимаем

К = 0,02)

Q4 =

„

5-0,02-36 065 =

720

200 Вт [172

к ка л /ч ].

Ö -0,02QP =

-j-g - =

зоны на 50° выше температуры нагрева

металла (Св = 1150+50= 1200° С, а в

конце

печи на 100° ниже температуры

отходящих газов 1050—100=950° С;

тогда

средняя температура внутренней поверхности стен и свода в методиче-

ской

1200+950

зоне будет + е т = ----- ------ =1075° С. Принимаем в стенах сварочной

ным шамотом

1050° С,

легковесного

шамота с пенодиатомитовой кладкой

900° С и наружной поверхности 90° С;

в стенах методической зоны соответст­

венно: 925° С,

775° С и

85° С; температуру в плоскости соприкосновения ша­

и 125° С. Исходя из этих

предпосылок, средняя температура шамотной клад-

ки стен в сварочной зоне

1200+1050

(Ср.ш = ---------------- = 1125° С, кладки из легковесно-

шамота

1050+900

= 975° С

и пенодиатомитовои кладки

с р . л . ш

—

900 +

90

коэффициенты теплопроводности по

= 495° С. Средние

рис. 1—3 соответственно равны: X=

1,42-1,15 =

1,63

Вт/(м-град) [1,40 ккал/

/(м-ч-град)],

А,Л:ш =0,65-1,15 = 0,75

Вт/(м-град)

[0,64 ккал/(м-ч-град)]\

/,пд= 0,143-1,15 = 0,163

Вт/(м-град)

[0,14 ккал/(м-ч-град)] (1,15 — коэффи­

циент,

учитывающий неплотность кладки). Суммарное термическое сопротивле-

S5

0,230

0,115

0,115 =0.14+0,15+0,71 =

1 (м2-град)/Ві

[1,163

(м2-ч-град)/ккал].

По кривым рис. 118 теплопотеря

q — 1128 Вт/м1

[970 ккал/ (м2-ч)]

и температура

наружной поверхности +ар=96°С . Прове­

сварочной зоны

составит

1128-29,3 = 33600

Вт [28900

ккал/ч]. Средняя

тем-

пература

кладок

стен

в

методической

зоне

+ Р.ш =

1075+925

------------ =1000° С;

+

р.л.п

925 +

775

=850° С;

Іс

775 +

85

=430° С.

Отсюда

Кт =

2

Вт/(м-град)

ккал/(м-ч-град)]-,

Х л . ш = 0 , 605-1,15 =

= 1,3- 1 ,1 5 = 1 ,4 9

[1,27

=

0,7

Вт/(м-град)

[0,6 ккал/(м-ч-град)]\

ХПд = 0 ,1 3 1 • 1,15 =

0,15 Вт/(м-град)

[0,129

ккал/ (м-ч -град)].

Суммарное

термическое

сопротивление

стены

VI

5

=

0 ,2 3

0 ,1 1 5

0

115

= ° '155 + 0)164 +

°'77 =

1)09

Z j Т "

Т~49

Т Т "

Т Т ?

(м-град)/Вт

[1,27 (м-ч-град)/ккал]. По кривым

рис.

118

теплопотери

<7 = 872

Вт/м2

[750

ккал/(м2-ч)]

и

/Вар = 88°С. Проверяем

по

формуле

(61) температуры

в

плоскостях

соприкосновения кладок:

/2=Ю 75—872-0,155=935° С;

t3 —

=

1075—872 (0,155+0,164) =785° С. Площадь стен методической зоны 6,5-1,5Х

Х2—2-0,23-0,21 =

19,5 ж2. Потеря тепла стенами

методической

зоны составит

872-19,5= 17 000 Вт

[14 600 ккал/ч]. Средняя

температура

кладок свода

сва-

рочной зоны tcр.ш =

1200+900

900+150

С; ЯШ=

1,37Х

------------=

1050° С; t сР.д = ----- ----- =525

X 1.15=

1,58 Вт/(м-град)

[1,36 ккал/(м-ч-град)]; +,=0,25-1,15 = 0,288 Вт/(жХ

У/град)

[0,25 ккал/(м-ч-град)]. Суммарное термическое с о п р о т и в л е н и е =

_ +

230

_|_ ?.’116

=0,146+0,404 = 0,55

(м-град)/Вт [0,64

(м-ч-град)/ккал].

3,58

0,288

138° С.

По кривым рис.

118 теплопотери <7 = 1980 Вт/м2 [1700 ккал/м2-ч)] + Нар =

кладок t2=

1200-1980-0,146=910° С. Площадь свода сварочной зоны 7,06-3,42=

=24,2

ж2.

Потеря

тепла

сводом

сварочной

зоны

1980-24,2= 48000

Вт

[41 300

ккал/ч].

Средняя

температура

кладки

свода

методической зоны

ісѵ.ш=

1075+835

*ср .д=

835 + 125

=475° С;

Кт= 1,3-1,15 =

---- =950° С;

-----J ------

= 1,5 Вт/(м-град)

[1,28 ккал/ (м-ч-град)]-,

Хд=0,226-1,15=0,26

Вт/(м-град)■

V I S

0,230 , 0,115

=

• [0,233 ккал/(м-ч-град)]. Термическое сопротивление^ — =

j

+

^ ^

= 0,154+0,44=0,594

(м-град)/Вт

[0,690 (м-ч-град)/ккал].

По

кривым

рис. 118 теплопотери

<7=1570 Вт/м2 [1350 ккал/(м2-ч)]\

+ар =

130°С.

Прове-

ряем температуру

в плоскости соприкосновения шамотной_ и диатомитовой

кладок

2 = 1075—1570-0,154 = 833° С. Площадь свода

методической

зоны

6,5-3,42 =

22,2

ж2.

Потеря

тепла

сводом

методической

зоны

1570-22,2 =

= 34 800

Вт

[29 800 ккал/ч].

Как видно

из расчета, температура наружной

поверхности кладки

стен печи достигает в сварочной зоне

96° С и в

методи­

ческой

88° С,

против допустимой

по

санитарным

нормам

температуры

60° С.

Уменьшение

температуры наружной

поверхности

кладки

за

счет

уве­

с изоляцией из асбестового картона, размещаемых на расстоянии 100

мм от

наружной поверхности кожуха печи (см. рис. 42). Экраны уменьшают

тепло­

отдачу излучением почти вдвое и температура на поверхности щита

меньше

температуры поверхности кожуха примерно на 25%.

смотровых -ф = 0,4

Принимаем

долю

времени

открытия окон

выдачи и

и окна посадки

ф = 1. Тогда тепловые потери

через заслонки закрытых окоп

составят по

формуле

(59) Q5

=4650 7' (1—ф) =4650

(0,69-0,56-2+0,23Х

Х0,21-2)0,6 =

2300 Вт

з а е л

[1980 ккал/ч]. Суммарные тепловые потери через клад­

Qg = £<?Ѳф ккал/ч.

По кривым

рис.

119

для смотровых окон 0 = 0,33, окон

выдачи— 0,6

и окна посадки — 0,7.

Потеря тепла излучением через окна:

в сварочной зоне

/

1473

\ 4

(0,69-0,56-2)0,6-0,4 = 50 000 Вт [43 000 к к а л/ ч ];

5,7

I- —

I

в методической зоне

/

1348 А

(0,23-0,21-2) 0,33-0,4 + 5,7

/ 1123

А

5,7 ;

- іо() - і

<

- 1 (0,8-2,5) 0,7-1 =

=

33200 Вт [28 500 ккал/ч];

=

5 о 000 +

33 200 = 83 200 Вт

[71 500

к к а л /ч ] .

Потеря

тепла с

выбивающимися

из печи

газами

[формула

(37)]

Об = 1Уъыбсг ^

Вт Іккал/Ч]-

Учитываем только выбивающиеся из открытых окон газы и принимаем

среднюю

температуру /Г=1250°С. Из

окон выдачи

выбивается

газов

2-9,81-0,69 1,29

ѴівыЪ = — 0,62-0,69-0,56

V

ß -1250

1,33

+ ß -1250

«

2,3 м3/сек;