книги из ГПНТБ / Щукин А.А. Экономия топлива в черной металлургии. Повышение тепловой эффективности огнетехнических агрегатов

Поверхность насадки, необходимая для теплообмена при данном температурном напоре:

Q3,9-10»

аД / 326-46

или на каждую ступень

Для проверки температурного напора, вычисленного выше в среднем для всей камеры, проведем расчет температурного напора в теплообменнике по ступеням. При равномерном распределении температурного напора по ступеням перепад тем­ пературы в слое будет равен:

Среднеинтегральная температура газа в слое определяется по формуле

Так как при последующем уточнении температурный напор изменяется мало, принимаем At = 36 град.

140

^с = ^ — 3 = 676 — 3 = 673° С.

141

Средняя температура насадки Q[ — 247° С.

Д^ср = 280 — 247 = 33 град.

Средний температурный напор для всей камеры

Минимальная высота плотного слоя насадки на газораспределительной решетке

Проверим коэффициент теплоотдачи по обобщенной формуле [15]

При полученных значениях коэффициента теплоотдачи и температурного напора высота плотного слоя насадки составляет

142

Поверхность насадки, распределенной на одной решетке воздушной камеры:

можно без большой ошибки принять температурный напор, рассчитанный для усло­

143

Г л а в а V

РЕЦИРКУЛЯЦИЯ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОГНЕТЕХНИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ

Рециркуляция газов в низкотемпературных

исреднетемпературных печах

Книзкотемпературным печам относятся печи с температурами

врабочем пространстве до 800—1000° С, например печи для термо­

обработки цветных металлов, стальных изделий и т. д. Дымовые

газ

газы, поступающие из топки (или из топок, если их несколько)

врабочую камеру печи, должны быть продуктами полного сгорания, так как в печном пространстве при низких температурах догорания газов происходить не может. Практически устойчивое горение газов

врабочей камере печи может происходить только в том случае, если температура печного пространства превышает не менее чем на 200— 300 град, температуру воспламенения газов.

Температура воспламенения горючих газов зависит от их хими­ ческого состава, пропорции смеси газа с воздухом, влияния ката­ лизаторов (например, огнеупорных стенок).

Можно приближенно считать, что температура воспламенения лежит в пределах от 530 до 730° С.

Схемы рециркуляции газов в низкотемпературных печах пока­ заны на рис. 46. Понижать температуру топочных газов наиболее целесообразно путем смешения их с отработавшими дымовыми га­ зами, осуществляя рециркуляцию газов. Следует отметить, что в низкотемпературных печах возможно сжигание газообразного топлива и путем рассредоточения факела на множество мелких факелов, даваемых горелками, которые равномерно распределены в рабочей камере (принцип газовой духовки) или посредством панель-

144

Уравнения (V.2) и (V.3) позволяют легко установить связь между расходами топлива

Из уравнения (V.7) со всей очевидностью вытекает, что экономия при устройстве циркуляции газов получается за счет уменьшения потерь с уходящими газами или, другими словами, путем снижения коэффициента избытка воздуха уходящих газов (напомним, что при­ чиной избытка воздуха сверх нормального является снижение темпе­ ратуры топочных газов путем разбавления воздухом).

При работе с повышенными избытками воздуха подогревать воздух не имеет смысла, так как при этом будет повышаться темпера­

Правильным выходом из положения является устройство рецир­ куляции дымовых газов. В печной технике применяется два способа рециркуляции газов: внутренняя и внешняя.

При внутренней рециркуляции газов (рис. 47) отдельные струи факелов захватывают остывшие продукты сгорания (в результате отдачи тепла обрабатываемым изделиям в самом рабочем простран­ стве печи). Температура каждого факела при этом понижается. Количество газов, вовлеченных в движение горящей струи, оказы­ вает влияние не только на величину и характер распределения темпе­ ратур в рабочей камере, но и на процесс горения газа, так как при смешивании обедняется горючая смесь и от этого удлиняется факел. Скорость струи в любом сечении, а также кратность циркуляции, зависит от расстояния сечения от устья горелки /, выраженного числом диаметров сопла горелки d, т. е. от отношения lid. Чем больше это отношение, тем больше кратность циркуляции. Следова­ тельно, для создания большей кратности циркуляции следует брать сопла малого диаметра, т. е. распределять газ на ряд малых струй. При таком рассредоточении отдельные струи быстро теряют свою индивидуальность, что способствует равномерному распределению температур. Кратность циркуляции будет тем больше, чем большая энергия струй затрачивается на преодоление сопротивлений, возни­ кающих при циркуляции газов. Внутренняя циркуляция создается и в высокотемпературных печах с рабочей температурой выше 1300° С (печи для нагрева металла перед ковкой, штамповкой, обжиговые

146

Горел/га

Горяти' воJдух

Вентилятор

В

*Т

Р-епуператор Водянойзяонотйзер

6

—количество газов, получающихся при обычном (нор­ мальном) сжигании газа;

—величина присосов воздуха.

и, наоборот,

Ниже для характеристики газов, подаваемых к горелке, будем употреблять значения Г и л;' и для газов, возвращаемых непосред­ ственно в смесительную камеру —/" и х".

149