Тепловой баланс коксовых печей

При составлении теплового баланса коксовые печи рас­сматриваются как единая система, включающая камеру коксования, обогревательные простенки и регенераторы. В эту систему тепло вносится поступающими в нее шихтой, газом и воздухом. Их энтальпии (теплосодержания) вместе с теплом горения газа и составляют приходную часть тепло­вого баланса. Доля теплоты горения газа в приходной части баланса является преобладающей (свыше 97—98 %). Поэтому иногда для упрощения принимают, что при­ходная часть баланса состоит только из теплоты горения газа.

Расходная часть баланса включает энтальпии всех про­дуктов коксования, выходящих из камеры, и продуктов горения, уходящих из регенератора, а также потери тепла в окружающее пространство. Помимо этих статей баланс должен включать тепловой эффект самого процесса коксо­вания. Рассчитать этот эффект нельзя, так как процесс коксования представляет собой совокупность множества не поддающихся учету реакций, как экзотермических, так и эндотермических. Суммарный тепловой эффект не­велик, и для шихт его не учитывают.

Тепловой баланс дает возможность судить о распределе­нии тепла, затраченного на процесс коксования, намечать возможные пути его экономии, определять расход тепла на коксование и количество отопительного газа, оценивать конструкцию печей с теплотехнической точки зрения.

Тепловой баланс может быть составлен как для дейст­вующих, так и для проектируемых печей. При составлении теплового баланса для действующих печей необходимо предварительно составить материальный баланс коксова­ния, чтобы иметь данные о количестве продуктов коксова­ния;. замерить температуры продуктов коксования, уходя­щих из печи, и продуктов горения, уходящих из регенера­торов; определить температуры и площади различных уча­стков печей. Таким образом, составление теплового баланса для действующих печей представляет собой достаточно сложное и трудоемкое исследование.

Таблица 1.

Приход	Доля в общем тепле, %	Расход	Доля в общем тепле, %
Тепло сгорания газа Энтальпия отопительного газа Энтальпия воздуха Энтальпия шихты Итого:	97,9 0,4 0,7 1,0 100,0	Энтальпия кокса Энтальпия коксового газа Энтальпия химических продуктов коксования Энтальпия водяных паров Энтальпия продуктов горения Потери тепла Итого:	42,5 13,0 3,5 15,0 16,0 10,0 100,0

Тепловой баланс для проектируемых печей рассчиты­вают. При этом предварительно составляется материальный баланс. Данные же о температурах продуктов коксования, продуктов горения и отдельных участков кладки прини­маются по результатам обследования печей, аналогичных проектируемым. В табл. 1 представлен тепловой баланс с примерными значениями каждой статьи.

В настоящее время А. Н. Чистяковым и др. разработаны алгоритм и программа расчета теплового баланса при по­мощи ЭВМ, что ускоряет расчет и позволяет составлять тепловые балансы при различных исходных данных.

По данным теплового баланса определяется расход теп­ла на коксование и может быть рассчитан теплотехнический к.п.д. _тепл, который характеризует коксовые печи с тепло­технической точки зрения. Он равен отношению тепла, переданного в камеру коксования Q-(Q₁ + Q₂), к общему количеству тепла, подведенного к печи Q. Потери тепла состоят из потерь с продуктами горения Q₁ и в окружаю­щее пространство Q₂:

(18)

Теплотехнический к. п. д. коксовых печей составляет 72—76%.

Иногда для оценки коксовых печей применяют терми­ческий к.п.д. _терм, который показывает, какая часть тепла, подведенного к печи, теоретически может быть использована:

(19)

Термический к. п. д. составляет 80—85 %.