2.2.5. Физическое тепло шлака

Выход физического тепла жидкого шлака сталеплавильного производства определяется его количеством и энтальпией. Энтальпия жидкого шлака определяется по формуле

h_шл = q_шл + с_шл t , КДж/год (41)

где с_шл = 1,25 кДж/кг град; q_шл = 209 кДж/кг.

2.3. Расчет выхода вэр прокатного производства

Ко вторичным энергоресурсам прокатного производства следует отнести тепло уходящих газов нагревательных устройств (35-60 %) и тепло, теряемое с охлаждающей жидкостью (10-30 %).

2.3.1. Физическое тепло уходящих газов

Выход физического тепла и возможную утилизацию тепла уходящих газов можно определить по формуле (2). При использовании уходящих газов для выработки пара или горячей воды, возможная выработка тепла определяется по формуле (3).

Если тепло уходящих газов используется при подогрева воздуха или топлива, то экономия первичного топлива для установке рекуператора (регенератора) определяется по формуле

% , (42)

где Р – степень регенерации тепла, ;

 - КПД рекуператора.

Годовая экономия первичного топлива

, м³/год (43)

Если предусматривается комбинированное использование тепла уходящих газов в рекуператоре и КУ, энтальпия уходящих газов определяется при температурах t₁ и t₂ на входе и на выходе из него, t₃ и t₄ на входе в КУ и на выходе из него. Возможная утилизация (использование) уходящих газов в КУ определяется с учетом сокращения расхода топлива на величину экономии его за счет регенерации

Q = (В – В_эк) (h₃ - h₄) ^. 10^-6, ГДж/год (44)

Возможная выработка пара в КУ и экономия топлива определяется по формуле (3, 7).

Часовой расход уходящих газов для выбора КУ определяется по формуле

,м³/час (45)

где L_о – теоретическое количество воздуха, необходимое для

горения топлива, м³/м³.

2.3.2. Тепло охлаждения нагревательных печей

Следует обратить внимание, что эмпирических формул для определения потерь тепла с охлаждением нагревательных печей из-за большого многообразия промышленных печей не существует.

Однако, исходя из данных практики, потери тепла с охлаждающей водой составляют 16 – 25 % от тепловой нагрезки

Q = (0,16 – 0,18) М, ГДж/час (46)

где М – тепловая нагрузка печи, ГДж/час .

Кроме того, потери тепла с охлаждаемой водой можно определить по таблицам из книги С.М.Андоньева. Т.К. в методических нагревательных печах на СИО переведены все элементы, возможная выработка пара считается равной потерям тепла с охлаждаемой водой (см. приложение 4,5).

2.4. Расчет выхода ВЭР коксохимического производства.

Практикой установлено, что на выжиг 1 т кокса уходит 100 кг у.т. при этом, почти все тепло топлива покидает коксовую печь в виде ВЭР: физическое тепло кокса (45 %); физическое тепло коксового газа (33 %); физическое тепло уходящих газов (12 %). К ВЭР так же относится химическая энергия коксового газа.

2.4.1. Химическая энергия коксового газа.

Коксовый газ используется как котельно-печное топливо. Химическая энергия коксового газа определяется его количеством и теплотой сгорания. Удельный выход сухого коксового газа находится из баланса углерода при производстве кокса

, м³/т. шихты (47)

где с_ш, с_к, с_см, с_б – углерод в шихте, коксе, смоле, бензоле на 1т

сухой шихты, кг;

п_у – учитывает потери угля при загрузке и с выносом из пе-

чи, п_у = 0,999  0,97.

Количество углерода находится по формуле

в коксе , кг/т.ш (48)

где к_с – выход сухого кокса в % ;

v_к^с – выход летучих веществ из сухого кокса, %.

в смоле С_см = 8,6 т_см , кг/т.шихты (49)

в смоле С_б = 9,12 т_б , кг/т.шихты (50)

где т_см, т_б – выход смолы и бензола в % к сухой шихте.

В сухой шихте С_ш находится по результатам элементарного анализа.

Практикой установлено, что выход коксового газа зависит от содержания летучих веществ в сухой зольной шихте. Поэтому выход сухого коксового газа можно определить по формуле

, м³/т.ш. (51)

где v_ш^с – выход летучих веществ из зольной шихты, %.

Обычно на заводах определяют выход стандартного коксового газа, приведенного к теплоте сгорания 4000 ккал/м³ (16,75 МДж/м³ )

, ст.м³/год

Если выход и использование коксового газа измеряют в т.у.т., тогда

=v^ст 0,571^. 10^-3,т.у.т./год

Возможное использование химической энергии коксового газа обычно составляет 99,5 % от выхода.

2.4.2. Физическое тепло кокса

Температура кокса на выходе из коксовой печи составляет 1000 – 1050 ^оС. В последние годы все более широкое распространение находят установки сухого тушения кокса (УСТК). Выход и возможное использование физического тепла кокса определяют из выражения (1; 2)

Возможная выработка пара в УСТК определяется по формуле

, ГДж/год

где а – угар кокса, а  0,001;

 - доля охлаждаемого кокса в УСТК;

 - КПД УСТК.

2.4.3. Физическое тепло коксового газа

Коксовый газ в смеси с водяными парами и химическими продуктами коксования имеет температуру  700 ^оС.

Существует два способа утилизации химического тепла:

• для нагрева воды в рубашках на стояках;

• для нагрева поглотительного раствора сероочистки.

При первом способе температура охлаждаемого газа на выходе из стояка должна быть не ниже 520 ^ос, т.к. при этой температуре начинают конденсироваться смолы. Возможную утилизацию тепла коксового газа в стояках можно определить по формуле

(53)

где т_с.г, т_см, т_б, т_{серовод}, т_в , т_ам – выход в % по весу сухой ших-

ты;

с_с.г, с_см, с_б, с_{серовод}, с_воды , с_ам – средняя весовая теплоемкость

паров смолы, бензола и т.д

Теплоемкость паров смолы и бензольных углеводородов определяется по формуле

с_см = 1,275 + 1,64 ^.10^-3 t, кДж/кг град

с_б = 1,05 + 1,315 ^.10^-3 t кДж/кг град

Весовые теплоемкости паров воды, сероводорода и аммиака находим из таблиц (см. прилож. 3).

л и т е р а т у р а

1. Розенгарт Ю.н. и др. Вторичные энергетические ресурсы черной металлургии и их использование .: Киев, Выща школа, 1988.

2. Симоненко Н.А, Куперман Л.П. и др. Вторичные энергоресурсы и энерготехнологическое комбинирование в промышленности.: Киев, Выща школа, 1978.

3. Определение выхода и возможного использования вторичных энергоресурсов в черной металлургии СССР (методика).: Киев, 1971.

4. Методические указания к выполнению курсовой работы «Выход и использование ВЭР металлургического производства».: Мариуполь, ПГТУ, 2000.