Теплотехнические характеристики работы печей

К теплотехническим характеристикам печи относятся: температурный и теп­ловой режим, коэффициент полезного теплоиспользования, коэффициент использования тепла, производительность.

Температурный режим. В топливных печах во взаимном теплообмене находятся раскаленные газы, металл, кладка, температура которых различна. Температу­ра печи не может определяться ни одним из этих значений температуры. За температуру печи принимают некую усредненную ве­личину.

Действительная температура печи определяется приближенным соотношением

,

где – пирометрический коэффициент, зависящий от конструкции печи, обычно изменяется в пре­делах 0,65–0,80; – калориметрическая температура горения топлива.

Температура печи главным образом зависит от ее назначения. В зависимости от этого изменяется допустимая разность между температурой печи и температурой нагрева металла. Эта раз­ность определяется равномерностью нагрева метал­ла. Для нагревательных прокатных и кузнечных печей она составляет 150–300 °С, для термических печей 50–70 °С. Температура может изменяться во времени и по объ­ему печи.

Темпера­турным режимом печи называют изменение температуры печи во времени. Обычно его представляют соответствую­щим графиком .

Печи, температура которых не изменя­ется со временем, называют печами постоянного действия; печи с переменной во времени температурой называют печами периодического действия.

Печи, в которых температура по всему объему приближенно одинакова, на­зываются камерными печами. Печи с изменяющейся по длине температурой называются методическими.

Тепловой режим. Количество тепла, поступающее в печь также в значительной мере определяет работу печи. Тепловой нагрузкой называют количество тепла, кото­рое подают в печь в каждый данный момент времени. Наибольшее количество тепла, которое печь может усвоить без недожога топлива в рабочем про­странстве, называется тепловой мощностью.

Тепловым режимом печи является изменение тепло­вой нагрузки во времени. Обычно он представлен соответствующим графиком. Тепловой режим связан с температурным режимом. Печи периодическою действия, которые работают с переменной во времени температурой, имеют и переменную во времени тепловую нагрузку. Печи постоянного действия работают при постоянной тепловой нагрузке.

Коэффициент полезного теплоиспользования и коэффициент использования тепла. Качество работы печи и ее совершенство как теплового агре­гата характеризуется коэффициентом полезного теплоиспользования (к.п.т.) и коэффициентом использования тепла (к.и.т.).

К.п.т. можно определить по следующему уравнению:

,

где – тепло уходящих газов, отнесенное к единице количества топлива, , ; – тепловые потери, ; B – расход топлива, , .

Тепловые потери в печах зависят от факторов, связанных с конструкцией печи. Чтобы характеризовать только топливо, условия его сжигания, используют к. и. т.:

.

К. п. т. всегда меньше к. и. т. При проектировании и эксплуатации печей стремятся к тому, чтобы значе­ния к. п. т. максимально приближались к значениям к. и. т. Этого достигают снижением тепловых потерь.

Производительность печей. На производительность печей влияние оказывает начальная температура металла, температура в рабочем пространстве печи, темпера­тура отходящих дымовых газов, характер и интенсивность теплопередачи от печи к нагреваемому мате­риалу.

Различают общую и удельную производительность. Общая производительность характеризует размеры, масштабы агрегата и измеряется в или . Удельная производи­тельность измеряется в или и характеризует интенсивность работы печи. По удельной производительности оценивают качество работы, данная величина удобна также для сравнения печей. Удельную производительность по-другому называют напряжен­ностью пода печи. Различают напряженность активного пода и напряженность габаритного пода. В первом случае производи­тельность отнесена к площади пода, занятой металлом, во втором – ко всей площади пода.