- •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.
1.2.3. Топливо для печей
Мазут. Для отопления печей используют мазут, являющийся продуктом переработки нефти. Средний состав мазута: 85- 80 % СГ; 10-12,5 % НГ; 0,5-1,0 % (ОГ + NГ); 0,4-2,5 % SГ; 0,1-0,2 % АР; 2 % WР. Теплота сгорания мазута равна 39—42 МДж/кг. В зависимости от процентного содержания серы мазут подразделяют на малосернистый (<0,5 % SР), сернистый (0,5-1 % SР) и высокосернистый (>1% SР). Содержание влаги в мазуте, отправляемом с нефтеперегонного завода, не должно превышать 2 %.
Мазут подразделяют также по содержанию парафина и способу переработки нефти. Различают мазут прямой перегонки - маловязкий и крекинг-мазут, обладающий повышенной вязкостью. В зависимости от вязкости"; мазут классифицируют по маркам. Номер марки мазута показывает условную вязкость при температуре 50 °С (ВУ50). Вязкость определяют с помощью приборов—вискозиметров. За условную вязкость принимают отношение времени истечения 200 см3 нефтепродукта при температуре испытания ко времени истечения такого же объема воды, имеющей температуру 20 °С. По этому показателю мазут подразделяют на марки 40, 100, 200 и МП (мазут для мартеновских печей).
С увеличением номера марки мазута увеличивается его плотность, которая составляет 0,95—1,05 г/см3 при 20 °С; с повышением температуры плотность уменьшается.
Рассмотрим некоторые свойства мазута. Плотность мазута влияет на способ подготовки его к сжиганию, заключающийся в отстое и фильтрации мазута для отделения воды и механических примесей (песка, глины и т. д.). Мазут отделяют от воды при повышенной температуре, выбор которой зависит от его марки и плотности. Вязкость и плотность мазута при нагреве уменьшаются, вследствие чего он всплывает вверх. Внизу емкости скапливается влага, вверху — обезвоженный мазут.
Вязкость мазута имеет большое значение при его сливе из железнодорожных цистерн, при подаче по трубопроводам из заводских и цеховых емкостей к печам, а также при распыливании форсунками. Мазут обычно сжигают в распыленном состоянии с помощью форсунок.
На перекачку и распыление мазута затрачивается тем меньше энергии, чем ниже его вязкость, зависящая от температуры; чем выше температура, тем ниже вязкость. Температуру выбирают по графикам вязкости, исходя из обеспечения условной вязкости мазута 5—10 ед. Недогрев вязкого мазута затрудняет его использование, а перегрев сильно обводненного мазута вызывает его вспенивание, что опасно с точки зрения техники безопасности и может привести к пульсирующему горению.
При разогреве надо учитывать температуру вспышки мазута, т. е. температуру нагрева, при достижении которой начинается интенсивное выделение летучих составляющих, способных загораться от искры или пламени. Она обычно изменяется в пределах 80—190°. Температуру вспышки следует отличать от температуры воспламенения, под которой понимают температуру нагрева, при Достижении которой (500 °С) мазут самопроизвольно воспламеняется и при благоприятных условиях продолжает гореть.
Газообразное топливо. Это топливо обладает многими преимуществами по сравнению с жидким топливом. Подогревая газ и воздух, идущие на горение, можно получить высокую температуру горения. Процесс сжигания газа легко автоматизируется. При использовании газообразного топлива облегчается управление составом печной атмосферы, улучшаются санитарно-гигиенические условия работы обслуживающего персонала. Однако при этом повышаются требования техники безопасности.
Печи отапливают природным газом и газом, получаемым при добыче и переработке нефти. Кроме того, печи металлургических заводов отапливают доменным и коксовым газами и их смесями.
Природный газ добывают из чисто газовых месторождений или вместе с нефтью (попутный газ). В первом случае основной горючей составляющей является метан, содержание которого может доходить до 95—98 %. Попутные газы помимо метана содержат значительные количества других углеводородов: этан C2H10, пропан С3Н8, бутан С4Н10, пентан С5Н12 и др. Попутные газы имеют высокую теплоту сгорания, но в качестве топлива их используют редко. Их применяют в основном в химической промышленности.
Природный газ, добываемый из газовых месторождений — самое дешевое топливо.