книги из ГПНТБ / Михелев, А. А. Печи хлебопекарного и кондитерского производств. (Устройство и эксплуатация)

тепла с уходящими газами q2. Последняя величина определяет изме­ нение расхода топлива, не связанное непосредственно с нагрузкой печи. Таким образом, задача определения экономической нагрузки печи сводится, главным образом, к установлению точной либо при­ ближенной зависимости

В печах с рециркуляцией продуктов сгорания — наиболее рас­ пространенном типе тоннельных печей — с повышением нагрузки температура tyx увеличивается, с понижением — уменьшается [23].

Увеличение температуры уходящих газов с ростом производитель­ ности печи объясняется тем, что при повышении величины G требу­ ется соответствующее изменение теплового потока в рабочую ка­ меру печи. Это изменение происходит в результате увеличения рас­ хода топлива и повышения начальной температуры греющих газов. При этом рост суммарной энтальпии газов опережает увеличение теплоотдачи от них, что и приводит к росту температуры уходящих

Из соотношения (31) видно, что удельный расход топлива явля­

40

выражение (31) примет вид

Щ

G (34>

Q P - V C y J ( G )

С целью определения входящих в выражение (34) величин, а также функции (33) для тоннельных хлебопекарных печей с рецирку­ ляцией продуктов сгорания было проведено исследование работы при переменных режимах печи БН-50, получившей наибольшее распро­ странение среди хлебопекарных печей такого типа (так как различные типы тоннельных хлебопекарных печей с рециркуляцией продуктов сгорания близки между собой по некоторым параметрам, то полу­ ченные результаты могут быть распространены и на некоторые ана­ логичные типы печей). Испытания проводились при выпечке подового хлеба массой 1 кг из муки II сорта во всем практически целесообраз­

печи БН-50, приведены ниже.

Приведенные параметры практически сохраняли свои значения' в исследованном диапазоне нагрузок печи.

Некоторые параметры работы исследованной печи, которые и з-' менялись вместе с изменением ее нагрузок, приведены в табл. 3..

41

Зти параметры приведены для обоих контуров обогрева печи БН-50 и характеризуют динамику ее работы в условиях изменяющихся

но значительно больше [23]), лежащих на границах и в середине исследованного диапазона производительностей и при экономиче­ ской (см. ниже) нагрузке. Расчетные параметры определялись сле­ дующим образом.

Коэффициент рециркуляции г — из баланса воздуха и энталь­ пий в камере смешения:

42

Объем рециркулирующих газов определялся из соотношения

топлива при коэффициенте расхода воздуха в топке, равном единице (теоретически необходимый для сгора­ ния объем воздуха), м31м3.

где Усух — теплоемкость уходящих газов на 1 м3топлива, ккал/м3-°С. Теплоотдача продуктов сгорания в рабочую камеру с учетом потерь тепла в окружающую среду через ограждения печи опреде­ лялась как разность между теплотой сгорания топлива и энталь­

пией уходящих газов

В результате анализа характера изменения температуры ухо­ дящих газов и потерь тепла с ними при изменении нагрузки печи установлено [23], что для обоих контуров обогрева зависимости

(33) и

оказались линейными. При этом средняя температура уходящих из печи газов с учетом производительности горелки в каждом контуре обогрева (в опытах, в среднем, при любых нагрузках в топке первого контура обогрева печи сгорало примерно 30%, а в топке второго контура — примерно 70% от общего расхода топлива на печь) хорошо аппроксимируется следующей расчетной линейной зависи­ мостью

В работе [23] показано, почему зависимость (33) оказалась линейной.

На основании экспериментальных данных были рассчитаны составляющие теплового баланса печи. Результаты вычислений приведены ниже. Приведенная величина потерь тепла на нагрев

43

вентиляционного воздуха в исследованном диапазоне определялась при средней нагрузке печи G = 118,3%.

Используя приведенные данные и соотношение (42), из форму­ лы (34) получаем в явном виде зависимость удельного расхода топ­ лива от нагрузки печи:

По формуле (43) были произведены вычисления, по которым по­ строена расчетная зависимость Ъ = /у (G), приведенная на рис. 5. При расчетах теплоемкость уходящих газов принималась средней

объясняется тем, что с ростом G существенное влияние вначале оказывает уменьшение второго слагаемого в числителе выражения (43), которое и приводит к уменьшению Ъ. Затем, начиная с G = G3K, уменьшение знаменателя вследствие увеличения вычитаемого (увеличения температуры уходящих газов tyx) оказывается решаю­

44

На рис. 5 нанесены также полученная опытным путем для печи БН-50 зависимость

Из рисунка видно, что с ростом G увеличение В вначале происхо­ дит по линейному закону. Это вытекает также из анализа соотноше­

мум, который обнаружен расчетным путем для печей данного типа. При этом, как видно из рис. 5, расчетные и экспериментальные зна­ чения G3Kи соответствующие им значения минимальных удельных расходов топлива 6min достаточно близки, и среднее значение их составляет примерно 149% от нагрузки 1090 кг/ч. Этому значению G3к соответствует значение минимального удельного расхода топ­ лива, равное примерно Ьтт = 27,8 мг!кг.

Используя установленные зависимости, можно найти расход топлива на холостой ход печи, Ьх, т. е. на работу печи с нормаль­ ными теплотехническими параметрами (температура в рабочей ка­ мере), но без выработки продукции, т. е. при G = 0. Подставив это значение G и tyx из формулы (42) в соотношение (30) и принимая

45

величину 2 Qi такой же, как и в случае выработки продукции, т. е. равной 60 050 ккал/ч (см. соотношение (43), получим

и60 050

х ~ 8500 — Vcvx • 156 ’

ул

где 156 — температура уходящих газов из печи при работе на хо­ лостом ходу, °С.

В результате расчета по этой формуле, выполненного с исполь­ зованием тех л«е данных, что и вычисления по формуле (43), полу­ чим Ь'х — 9,13 м3/ч.

кретные их значения могут быть использованы для выбора наиболее экономичных режимов работы печей в процессе их эксплуатации, а также при экономических расчетах, связанных с планированием работы печей и поддержанием их в горячем резерве при сменной работе.

Аналогичные опыты по определению оптимальных режимов ра­ боты были проведены на хлебопекарных печах с электрообогревом, которые получают в настоящее время широкое распространение.

Для печей с электрообогревом (в которых отсутствует потеря

А. С. Остриком и другими были проведены испытания при перемен­ ных режимах хлебопекарной печи с электрообогревом марки БН-50. Эта печь так же, как и большинство печей хлебопекарного и конди­

46

расхода электроэнергии от производительности печи i>= /3(G), приведенная на рис. 6. Для сравнения с расчетной зависимостью на этом же рисунке нанесена зависимость b = /2 (G), полученная на основании экспериментальной зависимости Р = /у (G). Послед­ няя зависимость в диапазоне нагрузок 455—900 кг!ч является линей­ ной (аналогичный характер носила зависимость В = /2 (G) на рис. 5). Это вытекает также из анализа соотношения (49), в котором увели­

•переменных режимах и выбор оптимальной нагрузки были произ­ ведены выше. Однако, как уже отмечалось, в печах с газовым обо­ гревом основным фактором, приводящим к нарушению прямой про­ порциональности между производительностью печи и расходом топ­ лива, оказывается увеличение температуры уходящих из печи газов).

Как видно на рис. 6, экспериментальная и расчетная зависимости b = /2 (G) и b = /3 (G) достаточно близки по характеру и абсолют­ ным значениям: быстрое уменьшение в первой части кривых удель­ ного расхода электроэнергии замедляется сростом нагрузки. В диа­ пазоне нагрузки примерно от 800 до 1080 кг!ч удельный расход топлива снижается незначительно при повышении производитель­ ности печи.

На рис. 6 и из соотношения (50) для удельного расхода электро­ энергии видно, что для печей с электрообогревом зависимость удель­ ного расхода топлива от нагрузки печи не имеет экстремума: GSK->

•48

оо, т. е. максимально возможная нагрузка печи будет наиболее экономичной.

В этом заключается одна из особенностей работы печей хлебо­ пекарного и кондитерского производств с электрообогревом. Как было показано выше, в печах с рециркуляцией продуктов сгорания при некоторой конечной нагрузке G = G3K удельный расход топ­ лива (удельные энергозатраты) минимальный, b — Ьт\п. Все ска­ занное следует учитывать при эксплуатации обоих типов печей.

Установленные зависимости позволяют найти мощность холос­ того хода печи с электрообогревом. При G = 0 из формулы (49) по­ лучаем

Принимая суммарную величину расхода электроэнергии та­ кой же, как и в случае выработки продукции, получим, используя данные, приведенные на стр. 47,

Рх = 40,37 кет (34 600 ккал/ч).

Такая величина мощности, потребляемой на холостой ход печи, достаточно близка к величине Рх, найденной в результате экстрапо­ ляции кривой Р = fx (G) (пунктирная линия на рис. 6), а также по­ лученной непосредственным определением значения Рх опытным путем.

Тогда коэффициент холостого хода печи БН-50 с электрическим обогревом

где Ра — потребляемая мощность при нормальной расчетной про­ изводительности печи.

При определении коэффициента холостого хода печи БН-50 в качестве расчетной производительности принята нагрузка 800 кг/ч, которая, как уже отмечалось, соответствует номинальной. Потреб­ ляемая при этой нагрузке мощность составляет 144 кет.

Величина коэффициента холостого хода печи БН-50 с электро­ обогревом достаточно близка к величине х печи БН-50 с рецирку­ ляцией продуктов сгорания и канальным обогревом рабочей каме­ ры, результаты исследования которой были приведены выше.

Величины Рх и х для печи с электрообогревом представляют интерес для предприятий, эксплуатирующих такие печи.

Эксплуатация печей при рекомендуемых в этом разделе оптималь­ ных нагрузках, или близких к ним, при сохранении качества про­ дукции может привести к значительной экономии топлива и электро­ энергии.

Режимы работы топочных устройств современных печных агре­ гатов. Как отмечалось выше, наиболее современными типами печей