16.3 Расчет шахтной печи

На металлургических предприятиях и в проектных организациях применяется в основном эмпирический метод расчета печи. Ниже дается расчет основных размеров шахтной печи на основании данных заводской практики.

Пример: определить основные размеры шахтной печи, перерабатывающей 800 т агломерата в сутки.

Определяем площадь поперечного сечения печи на уровне фурм по формуле F=А/а=800/40=20 м²,

где А – производительность печи по агломерату (800 т/сут);

а – удельная производительность печи по агломерату (40 т/м²). Ширину печи в области фурм принимаем 1,57 м, длина ее составит 20,0/1,57=12,74 м. При ширине кессона 0,9 м и зазоре между кессонами 10 мм число кессонов на всю длину печи равно 12,74/0,91=14шт. Число кессонов с двух сторон устанавливаем по длине 2•14=28 шт.

В торцовой части печи с двух сторон устанавливаем по одному или по два кессона. Ширина их определяется профилем печи. Размер горна и колошника принимается по данным практики. Устанавливаем круглые фурмы. По длине печи с двух сторон на 28 кессонов приходятся 28 фурм и 2 фурмы в торцах печи.

При расходе дутья 55 м³/(м²•мин) (в нормальных условиях) общий расход дутья составит: (55•20)/60=18,3 м³/с, или на одну фурму 18,3/30=0,61 м³/с. Скорость истечения дутья из фурмы принимаем равной 25 м/с; для этого сечение фурмы должно быть равно F=0,61/25=0,0244 м². Соответственно внутренний диаметр фурмы равен

d= =0,182 м≈185 мм

Расчет испарительного охлаждения. Последние годы кессоны с водяным охлаждением заменили на трубчатые с испарительным охлаждением. Эти кессоны потребляют намного меньше воды и выдают через барабан-сепаратор пар, пригодный для технологических целей и отопления. После освоения работы печей с испарительным охлаждением на ряде заводов оказалось возможным закрыть котельные, что дало большую экономию. От котельных остались только установки для очистки воды, так как в кессоны, работающие с испарением воды, можно подавать только чистую смягченную воду. Кроме котельных, были остановлены большие насосные и законсервированы бассейны, ранее работавшие для охлаждения оборотной воды кессонов. Для расчета расхода воды и выработки пара кессонами испарительного охлаждения рекомендуется принимать следующие данные: отвод тепла с 1 м² внутренней поверхности кессона составляет 70000 ккал/ч; коэффициент полезного действия системы кессоны – коллекторы – трубопроводы – сепаратор – насос равен 0,75 (75%); энтальпия пара при давлении 7–9 ат составляет 662 ккал (таблица 18).

Используя эти цифры и данные по расчету печи, получаем: площадь кессонов равна 12,74•5•2+1,57•2•5=127,4+15,7=143,1 м², отвод тепла с них 143,1•70000=1000000 ккал. Тепло на парообразование составляет 1000000•0,75=750000 ккал. Количество вырабатываемого пара (750000/662)/1000=11,32 т/ч. При суточном проплаве агломерата 800 т проплав за 1 ч равен 800:24=33,3 т. Выработка пара на 1 т агломерата составляет 11,32/33,3=0,3396 т и на 100 кг соответственно 0,034 т. Расход тепла на выработку этого количества пара составит 0,034•662•10³/0,75=30000 ккал, т.е. возрастает примерно на 30% по сравнению с ранее рассчитанным, но расход воды снижается с 1500 до 34 кг, т.е. в 44,1 раза, что очень упрощает работу вспомогательных служб.

Для проверки расчета можно пользоваться практическими данными о выработке пара: 8,5–10,0 т/сут с 1 м² фурменного сечения печи.