Основні висновки
У
результаті складання теплового балансу
промислової термічної печі, що працює
на газовому паливі, ми визначили, що для
створення температури
,
необхідної для здійснення термічної
обробки металевих деталей, виконаних
із Ст.45, слід забезпечити витрату газового
палива через пальникові пристрої печі
=
9,2
/
..
При
цій
витраті температура в печі буде
підтримуватися в межах 1200
.
За цих умов роботи термічний ККД печі
складе всього 16%, а коефіцієнт використання
газового палива - 0,3, що говорить про
необхідність вжиття заходів щодо
утилізації викидається теплоти з
подальшим її використанням.
Розділ 5 підвищення ефективності роботи енергетичних установок. Використання нижчої теплоти згоряння палива
5.1. Використання вторинних енергоресурсів
Теплова
ефективність полум'яних нагрівальних
печей (у тому числі газових) дуже невелика.
Наприклад, у методичних нагрівальних
печах, де температура в робочому просторі
печі складає 1300 ÷ 1400
,
температура газів, що дуже велика:
близько 800 ÷ 1000
,
у результаті втрати теплоти з газами,
що досягають 30 ÷ 45%, а ефективність
корисно використаної теплоти, витраченої
на нагрівання заготовок, складає всього
30 ÷ 35%. У ковальських камерних печах
температура в робочому просторі така
ж, як і в методичних, а температура газів
значно вища
1200 ÷ 1300
.
Втрати теплоти з газами, що
виходять,
в ковальських печах досягають 55 ÷ 65%,
тим самим ефективність використання
теплоти всього 10 ÷ 15%. Розглянуті приклади
вказують на надзвичайно низький ККД
промислових печей, який призводить
до величезної перевитрати газового
палива.
На рис. 2:
-
фізична
теплота, що подається з зовнішнім
повітрям,
/
;
-
фізична
теплота, що подається паливом,
/
;
-
хімічна
теплота палива,
/
;
-
теплота,
що втрачається через вивантаження
гарячого шлаку,
/
;
-
теплота,
що втрачається через вивантаження
гарячої продукції, кДж / год;
-
теплота,
що втрачається піччю за рахунок тепловтрат
через зовнішні огородження,
/
;
-
теплота,
що виноситься з топки печі та відхідними
продуктами згоряння,
/
;
-
теплота,
що вноситься в піч з підігрітим паливом,
/
;
-
теплота,
що вноситься в топку з підігрітим
повітрям (гаряче дуття),
/
;
-
теплота,
що відводиться з нагрітим теплоносієм,
/
;
-
теплота,
що виноситься з газами після першого
ступеня,
/
;
-
теплота,
що
виноситься з газами
після
другого ступеня,
/
;
-
теплота,
що виноситься з газами після третього
ступеня,
/
.
Для підвищення ефективності використання газового палива в печах може бути застосований ряд заходів: підігрів повітря, що йде на горіння, збільшення ступеня використання пода печей, ущільнення печей, поліпшення ізоляції стін і склепінь, автоматизація теплового режиму, підвищення температури в робочій камері.
Для більш повного використання теплоти згоряння природного газу, підвищення ККД і коефіцієнта використання палива застосовуються різні схеми східчастого використання теплоти продуктів згоряння газового палива. Схеми можливої ступінчатої утилізації теплоти відхідних газів промислової печі показані на рис. 2.
Зокрема, для зниження величезних втрат теплоти з газами, що використовують низькотемпературні теплоутилізатори (різні теплообмінні апарати): рекуперативні теплообмінники (рекуператори); регенеративні теплообмінники (регенератори), контактні теплообмінники (змішувальні теплообмінники). Теплообмінними апаратами називають пристрої, призначені для передачі теплоти від більш нагрітого теплоносія до менш нагрітого. Вони широко застосовуються в різних областях техніки. За способом передачі теплоти розрізняють контактні і поверхневі теплообмінні апарати. У контактних теплота передається в результаті безпосереднього контакту (змішування) двох теплоносіїв. Поверхневі теплообмінні апарати поділяють на рекуперативні, регенеративні і конденсаційні. У рекуперативних теплота передається від одного теплоносія до іншого через розділяючу їх тверду стінку; в регенеративних - наступним чином: стінка, що є масивним теплоакумулюючим тілом, знаходиться поперемінно в контакті то з гарячим, то з холодним теплоносієм, передаючи теплоту від першого до другого; в конденсаційних відбувається рекуперативний теплообмін між пластинами і трубною поверхнею теплообмінника, в результаті того, що продукти згоряння переохолоджуються нижче точки роси, на теплообмінних поверхнях конденсаційного теплообмінника відбувається конденсація вологи. У конденсаційних теплообмінниках відбирається прихована теплота конденсації водяної пари, тому розрахунок теплового балансу промислової установки з установленими конденсаційними теплообмінниками ведеться з вищою теплотою згоряння палива.