- •Глава 5. О методиках расчетов эффективности использования энергетических ресурсов
- •5.1. Общие данные
- •Показатели энергоэффективности изделий
- •5.2. Методика расчета энергоемкости изготовления продукции
- •Временные индивидуальные нормы расхода топлива для плановых расчетов
- •Структура норм расхода топлива, тепловой и электрической энергии
- •Затраты топлива на растопку котлов
- •Необходимые исходные данные для составления упрощенных тепловых балансов промышлeнных печей (плавильных, нагревательных, термических) при определении норм расхода топлива
- •Тепловой баланс (упрощенный)
- •Нормальные коэффициенты расхода воздуха и величины присосов по газовому тракту печей различных типов, работающих на жидком и газообразном топливе
- •Угар элементов в нагревательных печах
- •Теплоемкость (теплосодержание) (физическое тепло), нм3 влажного воздуха
- •Среднеэксплуатационные нормативы потерь тепла от химической неполноты сгорания в печах, работающих на жидком и газообразном топливах
- •Исходные данные
- •Тепловой баланс мартеновкой печи
- •Исходные данные
- •Тепловой баланс нагревательной трехзонной двухрядной методической печи
- •Характеристика печей периодического действия
- •Средние теплоемкости отдельных материалов, ккал/(кг∙оС)
- •Характеристика работы печей
- •Исходные данные
- •Расчет норм
- •Исходные данные
- •Расчет норм
- •5.3. Методика расчета фактической эффективности использования топлива в котлах
- •Термодинамические свойства воды и водяного пара
- •5.4. Методика определения фактической эффективности использования топлива в термических и нагревательных печах
- •Протокол приборного обследования энерготехнологического оборудования
- •Технико-экономические показатели
- •Результаты обследования
- •Суммарный коэффициент теплоотдачи, ккал/(м2∙ч∙оС)
- •Потери тепла излучением через 1 м2 открытого окна при температуре печи, ккал
- •Значение коэффициента диафрагмирования θ
- •Средние теплоемкости для воздуха и газов
- •Примерный удельный расход тепла на нагрев (или плавлeние)
- •1 Кг материала
- •5.5. Список литературы к главе 5
Тепловой баланс мартеновкой печи
|
№ п/п |
Наименование |
Обозначение |
Расчетная формула или способ определения |
Размерность |
|
1. |
Химическое тепло топлива, израсходованного на технологические нужды в печи |
Qт |
Qт = (ВQнр 103)/(1 – γ)G = (5486·9600 + 8346,9·8200)·103/162476 = 1939000 |
ккал/т жидкой стали |
|
2. |
Тепло экзотермических реакций |
Qэкз |
168000 (из табл. 5.5, п.п. 2, 4 и номограмм, рис. 5.1, 5.2) |
То же |
|
3 |
Итого приход тепла |
Qnpих |
Qт + Qэкз = 1939000 + 168000 = 2107000 |
То же |
|
4. |
Тепло, израсходованное на нагрев, расплавление и перегрев стали |
Qм |
[0,165tм.пл + 0,2(tм.вып – tм.пл )+ 65] ∙ 103 = 0,165 · 1510+ 0,2 · (1640 – 1510) · 103 = = 340150 |
То же |
|
5. |
То же, технологических отходов (шлака) |
Q1отх |
qшл(0,286tшл + 50)= 130 ∙ (0,286 ∙ 1680 – 50) = 68960 (из табл. 5.5, п.п. 4, 9, 8; номограмма, рис. 5.7, 5.8 |
То же |
|
6. |
Тепло эндотермических реакций |
Qэнд |
60000 (из табл. 5.5, п.п. 4, 9 и номограмм, рис. 5.5, 5.6) |
То же |
|
7. |
Итого: |
Q1 |
Q1м + Q1отх + Q1энд = 340150 + 68960 + 60000 = 469110 |
То же |
|
8. |
Потери тепла с уходящими газами |
Q2 |
(q'2 ∙ qт + q2шг)Qприх = (0,317∙0,92 + 0,044)∙2107000 = 707200, где |
То же |
|
q'2 = {[τг + (α – 1)τв + τф] ∙ (Jг – Jг0 – 0,5tмаз) – [α г.в.τв (Jг.в. – Jв )/ηвпд]} ∙ 10-3 = = {[1,21 + (1,25 – 1) · 1,11 + 0] · (507 – 10 – 0,5 · 70) – [1,1 ∙ 1,1 · (306 – –9,5)/0,97]} ∙ 10-3 = 0,317 | ||||
|
q2шг = {Qэкз[τшг + τвш (α – 1)](Jг – Jг0 – 0,5tмаз)}/Qприх ∙ 103 = {168000 · [0,97+ + 0,88 · (1,25 – 1)] · (507 – 10 – 0,5 · 70)}/2107000 · 1000 = 0,044. | ||||
|
qт = Qт/Qприх = 1939000/2107000 = 0,92 | ||||
|
9. |
Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива |
Q3 |
(30,2СО + 25,8Н2 + 85,5СН4) ∙ (τсг + (α – 1)τв ] ∙ Qт + Qэкз[tшг + tвш(α – 1)]} ∙ 10-3 = = (30,2 ∙ 0,5 + 25,8 · 0 + 85,5 ∙ 0) · [1,02 + (1,25 – 1) · 1,11] · 1939000 + 168000 · [0,97 + 0,88 · (1,25 – 1)] · 10-3 = 41000 |
То же |
|
10. |
Суммарные потери тепла в окружающую среду |
Q5 |
Q5 = Qприх – Q1 – Q2 – Q3 = 2107000 – 469110 – 707200 – 41000 = 889690 |
То же |
|
11. |
Удельный расход условного топлива |
Вф |
Вф = 0,143 ∙ Qт ∙ 10-З = 0,143 ∙ 1939000 ∙ 10-3 = 277 или 277 ∙ 62476/54979 = 315 (из табл. 5.5, п. 3 и табл. 5.6, п. 1) |
кг у.т./т жидкой стали или кг у.т./т годной стали |
2. Коэффициент, учитывающий снижение удельного расхода топлива за счет повышения температуры подогрева воздуха.
Повышение температуры подогрева воздуха с 900 до 1100 оС за счет увеличения числа насадок в регенераторах и ликвидации потерь тепла дает возможность снизить удельный расход топлива до:
Внн = Вн' К2' = Вн' – ηф н.т / ηн н.т = 273,6 – 0,646/0,731 = 241,0 кг y. т./ т жидкой стали.
Здесь
ηф н.т = 1 – q2 – q3 = 1 – 707200/2107000 – 41000/2107000 = 0,646;
ηн н.т = 1 – q2н – q3 = 1 – 0,25 – 41000/2107000 = 0,713;
q2н = q2' q2 – q2ш.г = 0,224 ∙ 0,92 – 0,044 = 0,25;
q2' = {[1,2] – (1 ,25 – 1) ∙ 1,11] ∙ (507 – 10 – 0,5 ∙ 70) –
– [1,1 ∙ 1,1 ∙ (381 – 9,5)]/0,97} ∙ 10-3 =0,224.
Таким образом, с учетом внедрения указанных мероприятий, норма расхода топлива на планируемый период составит 241 кг y. т./т. жидкой стали.
Для определения нормы расхода топлива на тонну годной стали необходимо к расходу топлива, израсходованного на выплавку стали, добавить его расход на сушку присадок, промежуточных ковшей и стопоров (или УНРС). Полученный суммарный расход топлива отнести к тоннажу годной стали.
Пример 2. Расчет норм удельных расходов топлива в нагревательной трехзонной двухрядной методической печи без рекуператора площадью пода 74 м2, табл. 5.13, 5.14.
Таблица 5.13