40. Классификация печей. Тепловая работа печей

Промышленные печи можно классифицировать по различным признакам:

1 – по технологическому назначению (плавильные и нагревательные)

а) Плавильные

• используют для получения метал. и сплавов из руд и концентратов;

• для переплавки металлов и сплавов;

• удаление примесей из метал. материалов, при этом происходит изменение органического состояния жидких сплавов

б) Нагревательные

• для нагрева металла перед обработкой давлением(придают металлу или сплаву пластических свойств)

• Термические (предназначены для придания сплаву необходимой металлической структуры или изменение состава поверхностного слоя металла, насыщение углеродом, азотом и т.д.)

• Обжиговые, служащие для обжига руд, доломита, известняка.

• Сушила, служащие для удаления влаги из материала или высушивания окрашенных изделий.

2 – по способу генерации тепла (топливные и электрические)

а) топливные, где теплота выделяется за счёт горения топлива

• Газовые (природные, коксовые, доменный)

• Мазутные

• Газомазутные

3 – по использованию продуктов сгорания

• Рекуперативные

• Регенеративные

4 – по условиям теплообмена

• Печи с теплопередачей преимущественно

• Конвекция

• Излучение

С точки зрения теплотехники печи разделяются на три класса

- печи-теплогенераторы, в которых теплота генерируется в самом материале (конвектор)

- печи-теплообменники, в которых теплота выделяется вне обрабатываемом материале и передаётся за счёт процессов теплообмена (сушило)

- печи смешенного типа – два источника теплоты (электродуговая печь, в которой теплота передаётся материалу за счёт излучения электрической дуги и генерируется в самом материале за счёт окисления примесей)

Тепловая работа хар-ся 4-мя показателями:

1)Тепловая мощность (кВТ,мВТ)-наибольшее количество теплоты, которое можно подать в печь;

2)Тепловая нагрузка- кол-во теплоты, фактически подающееся в печь;

3)Температурный режим- изменение температуры печи во времени или по её длине;

4)Тепловой режим- изменение тепловой нагрузки во времени.

Тепловой баланс является важной характеристикой тепловой печи. Позволяет найти необходимый расход топлива, электроэнергии и позволяет провести анализ продуктивности.

Тепловой баланс плавильной установки(печей переодического действия).

Расходная часть:

1)Расход теплоты на нагрев Ме(полезная теплота): ,

С- теплоёмкость, М-масса нагреваемого Ме (кг);

2) Потери теплоты на нагрев футеровки:

М-масса отдельных слоёв кладки

3)Потери теплоты теплопроводностью через кладку после её прогрева:

- коэф. теплоотдачи от наружн пов-ти печи к окр среде.

- средняя тем-ра наружн пов-ти футеровки за период нагрева

- площадь кладки

4)Потери теплоты излучением через открытые окна или отверстия

5)Потери теплоты с охлаждающей водой

6)Потери теплоты на нагрев транспортирующих устройств:

7)Потери теплоты от хим. недожёга топлива

8)Потери теплоты с окалиной и на нагрев контролируемой атмосферы

9)Неучтённые потери:

Тепловой баланс нагревательной установки(печей непрерывного действия).

Топливная печь

1)Приходная часть:

А)Химическая теплота горения топлива: (Вт)

- низшая рабочая теплота сгорания топлива Дж/м3, Дж/кг/

В- количество топлива( расход топлива) м3/с, кг/c/

Б) Физическая теплота, вносимая подогретым воздухом:

- энтальпия Дж/м3

- кол-во воздуха,необходимое для сжигания единицы топлива

В – расход топлива м3/c, кг/с

В) Физическая теплота, вносимая нагретым топливом:

Г)Теплота экхотермических реакций (окисление Ме):

5,65- теплота, выдел-ся при окислении 1 кг Fe [МДж]

G – производительность печи кг/с

- угар Me в % (до 4%)

2)Расходная часть

- Теплота необходимая для нагрева материалов(полезная теплота):

-Потери теплоты с уходящими продуктами горения топлива:

-Потери теплоты теплопроводностью через футировку (кладку):

- темп-ра внутренней пов-ти кладки, - тем-ра окр воздуха,т.е. в цехе;

= толщина слоя кладки, - теплопроводность кладки; -коэф теплоотдачи;

- наружная пов-ть кладки

- Потери теплоты излучением через открытые окна и отверстия в печи

- коэф. абсолютно чёрного тела = 5,67; -площадь отверстий;

- коэф. диафрагмирования зависящий от толщины стен и конфигурации окна

- Потери теплоты с охлождающей водой:

- расход воды

-Расход теплоты на нагрев транспортирующих устройств:

- масса транспортирующих вещ-в кг/с

-Потери теплоты от хим. Неполноты горения топлива(недожёг):

- % содержание уходящих газов

-Потери теплоты с окалиной:

- угар; - производительность печи; - кол-во окалины, образ-ся от окисления 1 кг Fe

-Потери теплоты на нагрев концентрирующей атмосферы:

-Неучтённые потери: