10)Потери тепла с уходящими газами в печах и пути его использования.

Почти 60% введенного в печь тепла уходит из нее с продуктами сгорания, удаляется около 40% эксергии.Температуру уходящих газов можно снизить путем использования их для предварительного нагрева материала. Однако увеличение при этом стечении использования теплоты, содержащейся в газах, входят к значительному возрастанию капитальных, а также эксплуатационных затрат на печи. Поэтому устанавливают температурный предел, ниже которого уменьшать температуру дымовых газов нецелесообразно. В печах металлургической и машиностроительной промышленностей это 1000-1400^оС и лишь в методических печах – до 500-700^оС. В трубчатых печах t_сух 300-500 ^оС и выше. При таких температурах уходящих газов потери тепла составляют от 30 до 70%. В современных котельных установках при наличии экономайзера и воздухоподогревателей t_ух = 150-190^оС , а при отсутствии хвостовых поверхностей нагрева, т.е. экономайзера и воздухоподогревателя – 270-350⁰С.

Для повышения к.п.д. агрегатов и экономии топлива необходимо использовать тепло, содержащееся в уходящих газах. Использована возможно по трем направлениям: 1) замкнутые схемы – тепло уходящих газов используется для процессов, протекающих в основных технологических установках - это т.п. внутреннее использование; 2) разомкнутые схемы – тепло используется для внешних целей, не связанных с процессами в основных технологических установках.Обычно эту схему используют в крупных печах (металлургии); 3) комбинированные установки – используются варианты 1) и 2) – это замкнуто-разомкнутые схемы.

В общем случае экономически более выгодным является первое направление. Чаще всего тепло отходящих газов используется для подогрева, подаваемого на горение воздуха. Для этого используют рекуперативные или регенеративные теплообменники. Наиболее широко применяют металлические рекуператоры.

11.Условия надежной работы металлических рекуператоров

Допустимая предельная температура нагрева воздуха обычно ограничивается жаростойкостью металла, из которого изготовлен рекуператор. Поэтому показателю обычная углеродистая сталь применяется при рабочей температуре металла t_m≤ 500 ^оС, а простой серый чугун – при t_m ≤ 600^ОС. Жаростойкость стали и чугуна можно повысить легированием хромом кремнием и алюминием. Последние два элемента вызывают хрупкость и их вводят ограниченно. Основным легирующим элементом является хром.

Для чистой, не загрязненной стенки рекуператора ее температура

t_м=t_в+q/ ,^оС (1)

где t_в – температура нагреваемого воздуха в зоне определения, q – плотность теплового потока в той же зоне, Вт/м²; = коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемому воздуху. Вт/(м²∙К).

Максимальная температура металлической стенки должна определяться не по осредненным значениям температуры и расхода воздуха и дымовых газов, а как локальная величина для наиболее горячей стороны рекуператора. При этом используются локальные значения q и К= , причем

Вт/м² .

Площадь поверхности теплопередачи рекуператора определяется по осредненным величинам:

F = или F = , м² ,

где Q=G_вс_в(t ,