книги из ГПНТБ / Курочкин Б.Н. Теплотехнические испытания мартеновских печей

допустимую максимальную тепловую нагрузку в каждый период

плавки.

Полученные результаты относятся только к данному составу

топлива и его калорийности. Изменение характеристики топлива

потребует установления новых зависимостей'

100 = / (BQE).

Следует иметь в виду, что одновременный анализ продуктов

горения во всех трех каналах отводящей головки газовой печи дает различные результаты. Поэтому выбор канала для отбора

проб для анализа имеет существенное значение. Обычно, даже при избыточном давлении в печи, в передний вертикальный ка­ нал подсасывается некоторое количество воздуха извне, поэто­ му содержание горючих в газовой пробе, взятой в переднем ка­ нале, меньше, чем в газовой пробе, взятой перед поступлением в канал. Нередки случаи, когда вследствие ненормальной работы головок, по задней стенке печи движется поток воздуха, который

доходит до отводящей головки, поэтому газовая проба, взятая из заднего канала, также часто бывает непредставительной. Осно­

вываясь на данных многочисленных опытов, анализ продуктов горения для оценки полноты использования топлива рекомен­ дуется производить в газовом вертикальном канале для печей,

работающих на газе, и в обоих воздушных каналах для печей,

отапливаемых жидким топливом.

Практика анализа продуктов горения из вертикальных кана­ лов мартеновских печей показывает, что нестабильность технологи­ ческого процесса и гидродинамического состояния печи во вре­ мени оказывает весьма большое влияние на состав продуктов го­

рения, образующихся при относительно постоянных расходах топ­ лива и воздуха. Поэтому для получения наиболее достоверных

данных о среднем составе продуктов горения в данный период плавки желательно иметь возможно большее количество ана­ лизов.

Учитывая неравномерность состава движущихся по сечению вертикального канала газов, необходимо для нахождения пред­ ставительной точки отбора средней пробы в канале предвари­

тельно установить характер распределения концентраций компо­ нентов продуктов горения по сечению канала. Это делают путем отбора проб дыма в нескольких точках по двум осям горизон­ тальной плоскости канала.

Показателем избыточного расхода топлива является также значительное выбивание продуктов горения через крышки зава­ лочных окон при полностью открытом дымовом шибере. Следо­ вательно, если проверка гидравлики печи, проведенная в период

ее испытания, не показала значительного увеличения сопротив­ ления отдельных участков печи по сравнению с сопротивлением

40

ее после ремонта или постройки, то нормальным расходом топ­

лива в данных условиях следует считать расход, когда при пол­ ностью открытом дымовом шибере продукты горения лишь слег­ ка выбивают из-под крышек завалочных окон, а нулевая линия давления в плавильном пространстве фиксируется между поро­ гом окна и смотровым отверстием крышки.

Если известно гидравлическое сопротивление всей системы печи при какой-либо тепловой нагрузке, то, пользуясь нижепри­ веденной формулой, можно приближенно определить сопротивле­

ние печи при любом другом расходе топлива и, сообразуясь с

также относящихся к характеристике агрегата и его состояния. Эти измерения часто необходимы в практике теплотехнической

службы мартеновских цехов или заводских тепловых бюро.

Утечка газа через клапаны

Перекидные устройства с применением шиберов, распростра­ ненные на газовых печах большого тоннажа, часто в процессе эксплуатации теряют плотность и становятся местом значитель­

ных потерь горючего газа через неплотности клапанов. Опреде­

ление этих потерь газа необходимо как в целях их ликвидации,

так и для составления теплового баланса печи.

Потери газа через неплотности клапанов могут быть определе­ ны по данным анализа проб продуктов горения в точках 8 или

8' (рис. 5) и перед общим дымовым шибером в точке 9.

При отборе проб продуктов горения из точек 8, 8' и 9 пред­ варительно на 1—2 мин. полностью опускают распределяющий шибер, чтобы исключить проникновение продуктов горения из воздушной трассы в общий дымовой боров. Одновременно с от­ бором проб продуктов горения в этих же точках измеряют тем­

пературу продуктов горения в борове. С этой целью используют хромель-алюмелевые термопары без металлических чехлов, опу­ ская их до середины по высоте борова.

41.

Приближенный подсчет утечки газа через неплотности клапа­ нов по данным замеров может быть произведен по формуле

—количество продуктов горения перед общим дымо­ вым шибером, нм3/нм3-,

9 и 8, ккал/нм3, °C;

Ст — теплоемкость газа, ккал/нм3 град.

Рис. 5. Схема размещения точек отбора проб газов для определения потерь их через неплотности клапанов.

Для определения величины утечки газа через дымовые кла­ паны применяют также метод составления баланса углерода по точкам 8 (или 8') и 9 (рис. 5).

Содержание углерода в продуктах горения в точке 9 должно быть

42

В случае отсутствия утечки газа через клапаны на исследуе­

Определение степени использования в регенеративных насад­ ках тепла газов, уходящих из плавильного пространства, являет­ ся необходимой частью испытания печи. Степень использования тепла уходящих газов характеризуется величиной к. п. д. реге­ нератора т]р, представляющего собой отношение разности теп­ лосодержаний дымовых газов перед регенераторами и после ре­ генераторов к теплосодержанию газов перед регенераторами.

Определение величины для газовых печей представляет

значительные трудности, так как входящее в расчет количество продуктов горения, транспортируемых по газовой и воздушной

трассам, трудно определимо.

Ниже излагается приближенный метод определения коэффи­

43

то

v" _ (cogf + (сод)"

(сод)' + (сол)'

и

/(СОД)" +(сод)’ « + 30,1б(СОд)" X

\(сод)'+(С0д)' С rZr+ 30,16(СОД)' J

где (СОД)', (СОД)' и (СОД)", (COf)"— содержание СО и СО» во

влажных продуктах горения, соответственно при входе и выходе

из насадки, .%< (объемн.);

с', с" и t', t" — средние теплоемкости, ккал/нмРград и

температуры продуктов горения соответственно при входе и вы­ ходе из насадки, °C.

Формула (55) позволяет определить коэффициент полезного

действия регенератора, не прибегая к использованию коэффи­

циента распределения продуктов горения. Определение послед­ него представляет самостоятельную задачу.

При определении температура над насадками измеряет­ ся отсасывающей платино-платинородиевой термопарой, а под насадками в борове—хромель-алюмелевой термопарой без чех­ ла. С помощью охлаждаемой газозаборной трубки производится отбор проб продуктов горения для анализа из верхней точки и

неохлаждаемой трубкой — из нижней.

мость в опредлении содержания сажистого углерода в газовом по­ токе, поступающем в плавильное пространство, в зависимости от расхода карбюратора и других режимных параметров работы печи.

Для определения содержания сажистого углерода в газе и одновременно' влажности газа и степени его запыленности лабо­ раторией мартеновских печей ВНИИМТ разработана специаль­ ная установка — электрофильтр, основанная на принципе осаж­

дения твердых частиц и капель жидкости в электрическом поле [9]. Общая схема установки показана на рис. 6, а ее электриче­ ская часть — на рис. 7. Основными частями установки являют­ ся: охлаждаемая газозаборная трубка, электрофильтр, промежу­ точные, стеклянные фильтры, газовые часы и отсасывающее уст­ ройство (эжектор).

С помощью эжектора (рис. 6). рабочий газ, содержащий про­

44

16 — сигнальные лампы 40 ват., 220 в.

В этой трубке и в первом стеклянном фильтре грубой очистки 6,

наполненном стеклянной ватой, газы охлаждаются до температу­

ры 30—35° С, в результате чего парообразные компоненты газа конденсируются. Далее газ поступает в электрофильтр, представ­ ляющий собой секцию из трех трубок 5 диаметром 40—50 мм,

изготовленных из белой жести и соединенных последовательно.

установку газа. Температура газа контролируется на всех участ­ ках его прохождения через установку.

Перед началом опыта стеклянную трубку и все фильтры взве­ шивают, установку собирают и проверяют на плотность. После опыта, во время которого просасывается примерно 0,5 ж3 газа

(6—8 перекидок клапанов), трубку и фильтры взвешивают вновь.

Наличие влаги определяют сушкой фильтров в шкафу до постоянного веса по обычной методике. Если имеется конденсат

риметрическим методом при сжигании в печи Мора. По разно­

С—содержание углерода в твердом остатке после обработ­ ки спирто-бензольной смесью и просушки, г.

Вгазовых печах, отапливаемых смесью коксового и домен­ ного газов, повышение светимости факела достигается автокар­ бюрацией коксового газа, т. е. высокотемпературным крекингом

углеводородов (при температуре свыше 600° С), содержащихся в газе. В этих случаях при испытаниях печей представляет ин­

терес определение максимально возможного содержания сажи­ стого углерода, исходя из предположения полного разложения

метана и тяжелых углеводородов за период крекинга. Содержание

46

сажистого углерода является одним из показателей эффектив­ ности данного вида топлива и определяется по формуле

ленное в землю строение печи, производится путем определения количества влаги в продуктах горения у основания дымовой трубы.

Влажность продуктов горения определяется конденсационным способом, описание которого приведено в разделе об измерении влажности газовых сред.

По данным опыта количество влаги в продуктах горения под­

VBл — объем газа по показаниям газовых часов, ж3; dH—количество влаги, оставшейся в продуктах горения пос­

ле осаждения в колбе, определяемое по температуре газа и таблицам насыщения водяного пара, г/нм3 су­ хого газа с учетом поправки на состояние газа.

Далее по формулам, приведенным в табл. 1, определяют ко­ личество влаги в продуктах горения ИЕ.П образующейся при го­

рении топлива. Разность между расчетным количеством влаги и фактически замеренным в дымовой трубе представляет собой

количество влаги, поступившей в продукты горения из грунтовых

вод или других источников.

Испытание вентиляторов

Определение действительной рабочей характеристики дутье­ вого вентилятора или дымососа может быть вызвано следующи­

ми причинами:

1)необходимостью определения действительной производи­ тельности агрегата при данной конструкции дутьевой установки;

2)необходимостью выяснения действительного статического напора, создаваемого вентилятором, и соответствия его гидрав­

лическому сопротивлению системы;

47

3) с целью проверки паспортных данных завода-изготови­

теля; 4) необходимостью определения рабочей характеристики вен­

тилятора при конструктивных изменениях, вносимых в установку в ходе эксплуатации.

к перекидным устройствам, отсоединяют от последних для сво­ бодного выхода нагнетаемого воздуха. Необходимые замеры про­ изводят при четырех-пяти различных расходах воздуха (в пре­ делах его практического расхода), включая максимальный и ми­ нимальный расходы. Заданный расход воздуха устанавливают

соответствующим положением дроссельной или шиберной за­

слонки на воздухопроводе по показаниям измерительного при­

бора.

Измерение расхода воздуха производят путем снятия скоро­ стных полей в нагнетающем (или всасывающем) трубопроводе трубкой Прандтля.

Методика замеров и дальнейшие расчеты изложены в главе IV. Место измерения выбирают в соответствии с существующими нормами [10] на таких расстояниях от местных сопротивлений,

которые исключают влияние сопротивлений на результат изме­

рений.

При определении расхода воздуха по трубке Прандтля одно­ временно с испытанием вентилятора производят проверку пра­ вильности показаний дроссельного прибора, показания которого фиксируются на пульте управления печью.

При измерениях величин скоростных напоров, одновременно в месте измерения фиксируется температура нагнетаемого воздуха.

При каждом измерении расхода воздуха трубкой Прандтля ве­

.48

Полный напор воздушного потока в данном сечении

где/7Д1,//д2 и т. д. — средние за опыт перепады по показаниям

манометра в соответствующих точках по диа­ метру воздухопровода;

т— число точек замера по диаметру в одном на­ правлении.

Рис. 8. Установка аппаратуры при испыта­ нии вентиляторов:

1 — трубка Прандтля; 2 —U -образные мано­ метры.

Аналогичным методом определяется величина среднего стати­ ческого напора в данном сечении.

В каждом опыте, при различных расходах воздуха одновре­ менно (тахометром) измеряют число оборотов вентилятора, а также мощность, расходуемую при данном режиме работы вен­ тилятора.

где V — производительность вентилятора, м31мин-,