10.8.1. Тепловой баланс элемента

Тепловой баланс элемента, состоящего для комбинированных печей из пары регенераторов, составляется за период, равный 2*20 = 40 минутам.

Для удобства ведения расчетов газовые потоки регенератора с соответствующими обозначениями температур целесообразно представить в виде схемы.

На схеме обозначения индексом «1» соответствуют верху, а с индексом «2» - низу регенератора.

Обозначения температур со штрихом приняты для восходящего потока. Температурами продуктов горения, а также газа и воздуха на входе определяются в результате составления баланса.

Тепловой баланс регенератора удобно представить в виде таблицы 23. В этой таблице: V - расходы соответствующих продуктов (м³/период), с и t - теплоемкости и температуры вверху и внизу регенератора. Тепло, уносимое газом, воздухом и парами воды можно выразить уравнением, в котором V_г*W_н2о и V_в*W'_н2о объединили и обозначили через V_н2о:

Q'=V_г*t'*(C_г+W_н2о*С_н2о)+V_в*t'*(C_в+W'_н2о*C_н2о) =

= t'* (V_г*C_г+V_в*С_в+V_н2о*C_н2о). (167)

Отсюда температура нагретого газа и воздуха равняется

T_1г,в = Q₃/(V_г*С_г+V_в*С_в+V_н2о*С_н2о), ⁰С (1)

В данном случае мы ищем температуру нагрева газа и воздуха, от которой, в свою очередь, зависят теплоемкости этих продуктов. Подобные задачи, как уже отмечалось, решаются методом подбора.

Предварительно задаемся величиной T_1г,в. При отоплении печей бедным газом эта температура обычно составляет 1100 ⁰С, а при отоплении коксовым газом T_1в = 1200 ⁰С.

Тепловой баланс газового регенератора дан в таблице 24.

10.8.2. Распределение продуктов горения между газовым и воздушным регенераторами

Приравнивая приход тепла расходу, вычисляем х - долю продуктов горения от V_пг, которую необходимо направить в газовый регенератор для обеспечения одинаковой температуры подогрева газа и воздуха. Обычно x = 0,53, т.е. 53% продуктов горения следует подавать в газовый регенератор, а 47% - в воздушный. Это достигается с помощью дросселя, установленного перед дымовым патрубком. При отоплении комбинированных коксовых печей богатым газом продукты горения между двумя регенераторами делятся поровну, так как в обоих регенераторах подогревается только воздух.

10.8.3. Геометрический расчет регенератора

Насадка регенераторов - решетчатый фасонный кирпич укладывается в камеры, размеры которых определяются длиной простенка, расстоянием между осями печей, толщиной фасадных и коренных стен регенераторов, а также толщиной перегородки, разделяющей их коксовую и машинную стороны. Размеры камеры можно уяснить из чертежа каждой конкретной конструкции печей.

Зная габариты насадочного кирпича, можно определить количество кирпичей, которое укладывается в камере. Так, например, для большегрузных печей типа ПВР с полезным объемом камеры коксования v = 30 м³ в одном ряду с коксовой стороны помещается 6507: 141 = 46 уложенных вплотную кирпичей и остаются зазоры по 21 : 2 = 10,5 мм. Зазоры между коренными стенами и насадкой составляют по (420 - 403)/2 = 8,5 мм. Наличие зазоров порядка 10 мм необходимо для свободной укладки насадки. Если регенератор секционный, что имеет место в печах с нижним подводом, то необходимо учитывать перегородки между секциями. Число секций равно числу вертикалов. Обычно в одной секции узкого регенератора укладывается 3 кирпича, а в секции широкого (не комбинированные печи) - 6 кирпичей. В некомбинированных печах по длине широкого регенератора имеется центральная перегородка, которая делит каждую секцию на две параллельно работающие полусекции. В подсводовом пространстве газовые потоки с 2-х полусекций соединяются.