- •Содержание
- •3.2.4 Количество и состав продуктов горения (пг) …………………………...…14
- •Вступление
- •1. Основные положения курса
- •1.1. Характеристики нагрева
- •1.2.Топливо. Вид, состав и расчет горения.
- •1.2.1. Вид и состав топлива
- •1.2.2. Теплота сгорания топлива
- •1.2.3. Топливо для печей
- •1.3. Топливосжигающие устройства
- •1.3.1. Требования к горелкам, форсункам и их классификация
- •1.4. Расчет нагрева и охлаждения металла
- •1.4.1. Температурные режимы нагрева стальных изделий в печах
- •1.4.2. Анализ решения дифференциального уравнения теплопроводности
- •1.5.Огнеупорные материалы
- •1.5.1. Основные классификационные признаки огнеупорных материалов
- •1.5.2. Огнеупорные изделия
- •1.5.3. Строительные материалы
- •1.5.4. Металлы
- •1.6. Элементы нагревательных печей
- •1.6.1. Фундаменты и футеровка печей
- •1.6.2. Каркасы печей
- •1.6.3. Рамы, заслонки рабочих окон и механизмы подъема заслонок
- •1.7. Теплообменные аппараты
- •1.8. Пламенные нагревательные печи
- •1.8.1. Требования, предъявляемые к печам. Классификация печей
- •1.8.2. Камерные печи с постоянной температурой рабочего пространства
- •1.9. Основы проектирования печей
- •1.9.1. Выбор типа печи
- •1.9.2. Порядок проектирования печей
- •1.9.3. Определение основных размеров печи
- •1.9.4. Эскиз печи
- •1.10.. Определение расхода топлива. Тепловой баланс печи
- •Зависимости необходимы для расчета теплового баланса печи рассмотрены в п.5 - «Тепловой баланс. Определение расхода топлива».
- •2.Задание. Данные для выполнения задания
- •1. Расчет горения топлива.
- •5. Тепловой баланс. Определение расхода топлива.
- •3. Расчет горения топлива
- •3.1. Расчет горения газообразного топлива.
- •3.1.3 Количество и состав продуктов горения (пг):
- •3.2. Расчет горения жидкого топлива.
- •3.2.4 Количество и состав продуктов горения (пг):
- •3.2.5 Определение температуры горения топлива:
- •4. Расчет времени нагрева заготовки в камерной печи
- •4.1. Выбор температурного режима ковки:
- •4.1.1. Температура начала ковки и конца ковки (tн.К., tк.К.).
- •4.1.2. Температура рабочего пространства печи:
- •4.3. Определение времени нагрева
- •4.3.1. Аналитический расчет времени нагрева заготовок [1]:
- •4.3.2. Определение времени нагрева заготовок в печи по справочным данным:
- •4.3.3. Выполнить расчет на эвм, с помощью программы Камерный нагрев
- •5. Определение размеров рабочего пространства печи.
- •6. Выбор кладки. Компоновка печи
- •6.1. Стены
- •6.2 Свод
- •7. Тепловой баланс. Определение расхода топлива.
- •7.2.3. Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива
- •7.3 Уравнение теплового баланса:
- •8. Основные технико-экономические показатели работы печи
- •8.1 Термический кпд:
- •8.4 Удельный расход условного топлива:
- •8.5. Напряженность площади пода:
- •Пример расчета
- •1) Газообразное топливо:
- •2) Жидкое топливо:
- •1.1) Расчет горения жидкого топлива
- •1.2) Расчет горения газообразного топлива
- •1.1 Расчет горения жидкого топлива
- •1.1.1 Рабочий состав топлива:
- •1.1.2. Определение количества воздуха необходимого для полного сгорания топлива.
- •1.1.3. Определение температуры горения топлива:
- •1.2 Расчет горения газообразного топлива
- •1.2.1. Определение количества воздуха необходимого для полного сгорания топлива
- •1.2.2 Количество и состав продуктов горения (пг):
- •1.2.3 Определение температуры горения топлива:
- •2. Расчет времени нагрева заданной заготовки
- •2.1 Аналитический расчет времени нагрева заготовок [1]:
- •3. Определение размеров рабочего пространства печи
- •4. Выбор кладки. Компановка печи
- •5. Тепловой баланс. Определение расхода топлива.
- •5.1. Приходные статьи баланса:
- •5.1.1. Химическая теплота топлива
- •7.3 Уравнение теплового баланса:
- •6. Основные технико-экономические показатели работы печи
- •6.1 Термический кпд:
- •6.4 Удельный расход условного топлива:
- •6.5. Напряженность площади пода:
- •Источники информации
- •4 Казанцев е.И. Промышленные печи: Справочное руководство для расчета и проектирования. М.: Металлургия, 1975, - 367 с.
1.7. Теплообменные аппараты
Для отопления нагревательных и термических печей расходуют значительное количество природного газа и мазута. Печи эти работают с весьма низким термическим КПД (20-40 %) вследствие больших потерь тепла с отходящими продуктами сгорания, достигающими иногда 65 % от общего количества подводимого в печь топлива.
Эффективный способ повышения термического КПД печи — возврат в рабочее пространство теплоты, уносимой отходящими дымовыми газами. Осуществляют это путем нагрева в рекуператорах воздуха или газа, используемых для отопления печи. Рекуператоры устанавливают на пути отвода дымовых газов над сводом или в боровах печей. В рекуператорах тепло от горячей среды (дымовых газов) передается другой, холодной среде (воздуху, горючему газу).
К теплообменным аппаратам, используемым для нагрева воздуха, относят и регенераторы. Их устанавливают главным образом в сталеплавильных и крупных нагревательных печах для подогрева воздуха и газа до высоких температур. Регенераторы дороги и сложны в изготовлении и управлении.
Подогрев воздуха обеспечивает экономию топлива за счет внесения физической теплоты в печь. При этом повышается теоретическая температура горения топлива, что усиливает теплоотдачу от газов к нагреваемым изделиям и тем самым увеличивает производительность печи.
1.8. Пламенные нагревательные печи
1.8.1. Требования, предъявляемые к печам. Классификация печей
Промышленная печь — энергетический и технологический агрегат, в котором в результате горения топлива или преобразования электроэнергии выделяется теплота, используемая для тепловой обработки материалов или изделий.
Печи должны удовлетворять следующим основным требованиям:
1) обеспечение высокой производительности при заданных технологических условиях нагрева (температуре, перепаде температур по сечению и др.);
2) минимальный удельный расход топлива;
3) возможности изменения производительности и сортамента нагреваемых изделий;
4) наличие механизации загрузки и выгрузки изделий;
5) простота и безопасность обслуживания и ремонтов;
6) возможность автоматического управления печью;
В кузнечных цехах используют большое число разнообразных печей, что заставляет их классифицировать по технологическим, конструктивным или иным признакам.
По технологическим признакам печи подразделяют на прокатные, кузнечные ( для нагрева металла под ковку и штамповку и термические).
По конструктивным особенностям печи подразделяют на кузнечные горны, очковые, щелевые, камерные, методические, полуметодические, карусельные и др. В кузнечных цехах крупносерийного и массового производства большое распространение получили печи, имеющие высокую производительность, такие как методические, полуметодические и карусельные. В проходных печах (методических и карусельных) загрузка и выгрузка изделий осуществляются непрерывно. В цехах с индивидуальным и мелкосерийным производством используют камерные и щелевые печи; в небольших кузницах — кузнечные горны и очковые печи. В камерных печах загрузка изделий периодическая. Их можно подразделить на два вида. В печах с постоянной температурой рабочего пространства загрузку и выгрузку заготовок осуществляют через одно и то же окно, изделия в процессе нагрева остаются неподвижными. В камерные печи с переменной температурой рабочего пространства загружают партию (садку) изделий. Заготовки из таких печей обычно выдают поштучно. Для нагрева цветных металлов и сплавов в кузнечных цехах используют электрические печи, позволяющие проводить процесс нагрева в защитных атмосферах.
По виду энергоносителя печи подразделяют на пламенные и электрические, а первые, в свою очередь, делят на газовые и мазутные. Иногда пламенные печи классифицируют по способу утилизации теплоты отходящих газов: рекуперативные и регенеративные.
Имеется множество других признаков классификации печей, однако они имеют второстепенное значение.
Более общим признаком классификации служит температурный режим печи, в соответствии с которым все нагревательные печи подразделяют на три класса: с постоянной температурой рабочего пространства; с переменной температурой рабочего пространства и проходные печи. Для первого класса печей характерен одноступенчатый режим нагрева, второго — многоступенчатый. В проходных печах могут быть реализованы как одноступенчатые, так и многоступенчатые режимы нагрева.