- •2. Спеціальна частина
- •2.1. Опис напрямку удосконалення кільцевої печі
- •2.2.Перспективи рекуператора в кільцевих печах
- •2.3. Розрахунок рекуператора
- •Висновок: вибираємо секції петлевого рекуператора №1 має поверхню нагріву з боку диму і площа прохідних перетинів тоді фактичні швидкості диму і газу рівні відповідно:
- •2.4. Вибір пальників Витрата палива по зонах:
- •Густина газу:
- •2.5. Теплотехнічний розрахунок кільцевої печі після встановлення технологічного обладнання
- •2.5.1. Розрахунок теплоти спалювання палива
- •2.5.2. Визначення витрати повітря необхідного для спалювання газового палива.
- •2.5.3. Визначення виходу і складу продуктів горіння
- •2.5.4. Визначення теоретичної та дійсної температур горіння
- •2.5.5. Розрахунок часу нагріву метала
- •2.5.6. Визначення основних розмірів печі
- •2.5.7. Розрахунок теплового балансу
- •2.5.8. Тепловий баланс кільцевої печі
- •Висновки
2.5. Теплотехнічний розрахунок кільцевої печі після встановлення технологічного обладнання
2.5.1. Розрахунок теплоти спалювання палива
Визначимо нижчу теплоту згоряння газового палива, яка визначається як сума теплових ефектів кожного компонента, що міститься в одному кубічному метрі палива:
2.5.2. Визначення витрати повітря необхідного для спалювання газового палива.
Запишемо стехіометричні рівняння окислення компонентів палива:
Для спалювання газового палива потрібно кисню:
В атмосферному повітрі міститься 79% N2 21% O2. Таким чином, азоту за обсягом в 79/21 = 3,762 рази більше, ніж кисню. Враховуючи це теоретично необхідна витрата атмосферного повітря можна з виразу:
Оскільки
маса вологи, що міститься у вологому
повітрі, буде займати об'єм, рівний:
,
то теоретичний необхідний і фактичний
витрати вологого повітря для спалювання
одиниці палива можуть бути визначені:
2.5.3. Визначення виходу і складу продуктів горіння
При
спалюванні палива з коефіцієнтом витрати
повітря n> 1, крім зазначених складових,
в продуктах горіння присутній надлишковий
кисень. З метою спрощення розрахунків
об’єм
замінюється на рівновеликий об’єм
,
тобто:
,
де
еквівалентну кількість продуктів
згоряння.
Обсяг
продуктів горіння вуглець і сірковмісних
компонентів палива в
,
визначається формулою:
Обсяг продуктів горіння водомістких компонентів палива, супроводжується виділенням парів води:
Обсяг азоту надходить з повітря і палива визначається за формулою:
Обсяг надлишкового кисню визначається за формулою:
Обсяг продуктів повного горіння одиниці палива являє собою суму всіх чотирьох складових:
Обчислимо
парціальні тиску всіх компонентів:
Щільність газової суміші визначається за правилом адитивності відповідно до складу продуктів горіння:
2.5.4. Визначення теоретичної та дійсної температур горіння
Фізична теплота, внесена вологим повітрям, витрачаються на окислення одиниці палива, визначається за формулою:
,
де
тепловміст повітря нагрітого до
температури
,
що визначається за формулою:
,
де
частка водяної пари містяться в
вологого повітря:
Так
як паливо частіше за все не підігрівають,
то
,
тоді теплосодержание палива дорівнює
нулю, тобто
, виходячи з величини загальної теплоти
продуктів горіння, віднесеною до
їх обсягу
,
тоді:
Для визначення теоретичної температури необхідно знати зміст вільного повітря в продуктах горіння в,%:
Теоретична
температура горіння
для 2-ї групи палив, теплота згоряння у
яких знаходиться в межах 8400-12500
визначається за формулою:
Перевірку отриманого значення теоретичної температури горіння палива можна провести по it диаграммам, судячи з якої отримали вірні результати.
Теоретична
температура горіння перевершує
максимальну температуру газів в
металургійних печах на 10-30% .Тому дійсна
температура може бути отримана як
перемножити
і пірометричного коефіцієнта
:
Порівнявши дійсну температуру горіння з максимально температурою печі можна судити про пригодності даного палива для нагріву металу за даних умов без будь-яких додаткових заходів.
