Теплові потужності і витрата палива

Корисна теплова потужність:

(2.92)

Потужність холостого ходу:

(2.93)

Загальна теплова потужність:

(2.94)

Часова витрата палива:

(2.95)

Питома витрата тепла:

(2.96)

Питома витрата умовного палива:

(2.97)

Коефіцієнт корисної дії печі:

(2.98)

Величина втрат тепла з відхідними газами:

(2.99)

Загальне фізичне тепло повітря:

(2.100)

Результати розрахунку теплового балансу методичної печі представлені в таблиці 2.8.

Таблиця 2.8 – Тепловий баланс методичної печі

Прибуткові статті				Витратні статті
Найменування	МВт	%	Найменування		МВт	%
1. Теплота горіння палива	20,16	82,83	1. Теплота, засвоєне металом від горіння палива		8,24	33,85
2. Теплота, внесене повітрям	2,77	11,38	2. Теплота, засвоєне металом від окислення заліза		0,94	3,86
3. Теплота, виділене від окислення заліза	1,41	5,79	3. Втрата тепла с відхідними газами		7,3	29,99
			4. Втрата тепла з охолоджуючою водою		5,36	22,02
			5. Втрата тепла через кладку		0,65	2,67
			6.Втрата тепла через вікна		0,78	3,2
			7. Втрата тепла з окалиною		0,47	1,94
			8. Інші втрати тепла		0,6	2,47
Всього	24,34	100	Всього		24,34	100

2.1.5 Розрахунок рекуператора печі до реконструкції печі

У методичних печах застосовуються рекуператори для підігріву повітря дуття. Керамічні рекуператори дозволяють вести високотемпературний нагрів повітря до 800^оС, проте вони мають недостатню газощільність (втрати повітря до 30%).

Найбільш широко в методичних печах використовуються петльові металеві рекуператори з труб d = 57/49 мм з коридорним розташування та кроком х₁/d = x₂/d = 2 (рис. 2.4).

В ихід повітря Вхід повітря



Рисунок 2.4 – Схема петльового рекуператора

Вихідні дані для розрахунку петльового металевого рекуператора:

- часова витрата палива В = 4399 м³/г;

- дійсна витрата повітря на 1 м³ палива = 4,65 м³/м³;

- об’єм продуктів згорання V_д = 5,58 м³/м³;

- температура підігрітого повітря t_в = 370^оС;

- температура вихідних газів з печі t_ух = 700^оС.

Визначаємо витрату повітря через рекуператор:

(2.101)

Витрата продуктів згорання:

(2.102)

Кількість продуктів згорання, що проходить через рекуператор з урахуванням вибивання газів і байпасування через обвідний шибер:

(2.103)

де m - коефіцієнт, що враховує втрати газу в печі і по тракту (приймаємо m = 0,8); ρ - коефіцієнт, що враховує підсмоктування повітря в боровах (приймаємо ρ = 0,1).

Ентальпія продуктів згорання на вході в рекуператор з урахуванням підсмоктування повітря:

(2.104)

По таблиці А.1 [2] уточнюємо температуру диму на вході в рекуператор: = 715^оС.

Ентальпія продуктів згорання за рекуператором:

(2.105)

де = 26 кДж/м³ – ентальпія холодного повітря при 20^оС; ξ = 0,9 - коефіцієнт теплових втрат в навколишнє середовище.

По таблиці А.1 [2]уточнюємо температуру диму на виході з рекуператору: = 650^oC.

Середньо логарифмічний температурний напір:

(2.106)

Ефективна товщина газового шару в між трубному просторі:

(2.107)

Середня температура диму в рекуператорі:

(2.108)

Коефіцієнт ослаблення променів трьохатомними газами в рекуператорі:

(2.109)

Ступінь чорноти димових газів в рекуператорі:

(2.110)

Приведений коефіцієнт випромінювання в рекуператорі:

(2.111)

де ε_ст = 0,8 ступінь чорноти матеріалу стіни.

Середня температура повітря в рекуператорі:

(2.112)

Середня температура стіни рекуператора:

(2.113)

Щільність теплового потоку від диму до стінки рекуператора:

(2.114)

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням від газів до стінки:

(2.115)

Конвективну складову теплообміну з димової сторони визначаємо за емпіричною залежністю:

(2.116)

де w_д - швидкість руху димових газів в рекуператорі (приймається 4 ÷ 5 м/с).

Коефіцієнт тепловіддачі від диму до стінки рекуператора з урахуванням променистої складовою:

(2.117)

Коефіцієнт тепловіддачі по повітряній стороні, визначається по співвідношенню:

(2.118)

де w_в – швидкість руху повітря в рекуператорі (приймається 8 ÷ 12 м/с).

Коефіцієнт тепловіддачі в рекуператорі спрощено визначаємо без урахування термічного опору стінки труби:

(2.119)

Коефіцієнт тепловіддачі з урахуванням можливого забруднення поверхні нагрівання:

(2.120)

де 0,85 – коефіцієнт, враховуючий забруднення поверхні.

Визначення поверхні нагріву рекуператора:

(2.121)