книги из ГПНТБ / Кочо В.С. Тепловая работа мартеновских печей

ГЛАВА VI

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПОГЛОЩЕНИЯ И ТЕРМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО

ДЕЙСТВИЯ 250- И 500-г МАРТЕНОВСКИХ ПЕЧЕЙ

1. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПОГЛОЩЕНИЯ И ТЕРМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

Применение метода «мгновенного» обратного теплового б а ­ ланса позволяет исследовать тепловую работу мартеновских печей в периоды, когда использование тепломеров или термозондов невозможно или очень затруднено (период завалки, большая часть периода плавления).

Согласно этому методу количество тепла, переданного ших­ те или металлу и шлаку, определяется как остаточный член теплового баланса печи («на клапане»), составляемого по дан­ ным измерений за небольшие промежутки времени, равные обычно интервалу между перекидками клапанов.

Сопоставление данных, полученных различными методами исследования, показало, что количество тепла, переданного за плавку металлу и шлаку, определяется методом обратного теп­ лового баланса с точностью примерно + 5 — 10% [6].

Таким образом, этот метод, впервые разработанный ВНИИМТ [6, 7], является вполне приемлемым для исследования тепловой работы печей.

Разумеется, он дает удовлетворительные результаты лишь в том случае, когда сумма всех статей теплового баланса, кроме определяемой, получена с достаточной точностью. В связи с этим особое внимание должно быть уделено измерениям и расчетам, относящимся к статьям баланса,- которые исполь­ зуются как известные при определении количества тепла, по­ глощаемого металлом и шлаком.

В частности, измерение температуры уходящих продуктов горения в общем борове должно производиться достаточно точ­ но, так как от этой величины непосредственно зависит одна из наиболее крупных статей баланса.

При проведении исследования температуру продуктов горе-

121

ния определяли по показаниям хромель-алюмелевой стационар­ ной термопары в защитном стальном кожухе, установленной в ■борове после дожигающей горелки; ее показания периодически проверяли с помощью устанавливаемой рядом платино-плати- нородиевой термопары с открытым рабочим спаем.

Расчет средней температуры за промежуток времени между перекидками производили по формуле:

вборове;

т— время между перекидками, час;

—температура дыма в борове, °С.

Сходимость результатов, полученных из расчета «а основа­ нии показаний платино-платинородиевой и стационарной тер­ мопар за время между перекидками, оказалась удовлетвори­ тельной несмотря на то, что показания термопары с открытым спаем колебались значительно сильнее, чем стационарной.

Величину подсоса воздуха по пути продуктов горения опре­ деляли следующим способом: в месте установки термопары от­ бирали пробы дыма, которые анализировали на 0 2, СО и С 02, после чего рассчитывали коэффициент избытка воздуха в бо­ рове:

122

лив их из тепловых балансов 500- и 250-т печей, ими пользова­ лись в качестве постоянных.

Недожог топлива при работе с турбинным воздухом не учи­ тывали, так как он практически отсутствовал при соблюдении оптимального коэффициента избытка воздуха для каждого пе­ риода плавки.

Потери тепла с отходящими продуктами горения вычисляли

На основании этих данных исследовали зависимости теплопоглощения (Д Q) и термического к. л. д. (г,) от одного из аргу­

123

ментов — давления в рабочем пространстве (р), коэффициента избытка воздуха (а) и тепловой нагрузки (BQ £), сохраняя по

для различных периодов плавки. Этот порядок связан с тем, что тепловая нагрузка является основным параметром, и выяснить его величину необходимо при примерно оптимальных значениях остальных.

2. ЗАВИСИМОСТЬ ТЕПЛОПОГЛОЩЕНИЯ И ТЕРМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ОТ ИЗМЕНЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА

Вначале определяли при оптимальном давлении под сводом и избытке воздуха количество турбинного воздуха, которое сле­ дует подавать в каждом из периодов плавки при наиболее ха­ рактерных для периода тепловых нагрузках.

250-г печи, когда шихта хорошо нагрелась и осела, наибольшее теплопоглощение и наиболее высокий к. п. д. печи получаются при расходе турбинного воздуха 4000 м3/час. (Такой случай по­ казан на рис. 81 пунктирной линией).

1На графиках, относящихся к настоящей главе (за исключением рис. 84, 87, 88, 89), каждая точка представляет собой среднюю величину по четырем замерам.

124

При одинаковом расходе турбинного воздуха (4000 мЧчас) к. п. д. на 500-г печи во все периоды плавки выше, чем на 250-т печах.

Оптимальные значения приведенных расходов турбинного воздуха относятся к определенным тепловым нагрузкам и тре­

впериоды прогрева и

нием расхода турбинного воздуха величина оптимального давле­ ния под сводом снижается.

В период плавления 'максимальный к. п. д. достигается при расходе турбинного воздуха 4000 мЧчас, а понижение теплопоглощения по сравнению со случаем подачи 2000 м3/час связано с уменьшением тепловой нагрузки до 22,5 млн. ккалЫас (вместо

125

25,4 млн. киал/час). В этот период изменение давления под сво­

дом от 2 до 5 мм вод. -ст. мало меняет значения теплопоглощения и к. п. д. при подаче 4000 мЧчас турбинного воздуха.

На рис. 83 приведена зависимость теплопоглощения и к. п. д. 500-г печи от давления под сводом при расходе 4000 м3/час тур­ бинного воздуха. Для периодов плавления и доводки приведена общая кривая, так как количественные зависимости для каждо­ го из этих периодов получились одинаковыми. При этом тепло­ вая нагрузка составляла в период прогрева 38,2—39 в период плавления 35,5 и в период доводки 32,8—37 млн. ккал!час, при коэффициенте избытка воздуха 0,9—1,13.

Как видно из рис. 83, для 500-т печи величина оптимального^ давления под сводом по периодам плавки при работе с подачей 4000 м3/час турбинного воздуха меньше, чем на 250-г печах, и

ние и к. п. д. печей исследовали при давлении под сводом и теп­

поглощения и к. ,п. д. печи соответствует коэффициент избытка воздуха 1,12 (-если ванна не выделяет СО, то оптимальное зна­ чение коэффициента избытка воздуха -составляет как и в период,

прогрева 1,05— 1,1).

Соответствующие опыты на 500-г печи .при расходе турбин­

1 Оптимальные значения тепловых нагрузок приведены ниже; до их опре­ деления тепловые нагрузки поддерживали на уровне, принятом в производстве.

12?