2. Нагрев заготовок при постоянном тепловом потоке

Д ля того, что избежать появления в какой-либо момент нагрева между поверхностью и центром заготовки температурного перепада, превышающего установленный уровень, целесообразно проводить нагрев заготовок постоянным тепловым потоком, соответствующим допустимому температурному перепаду 5С. Однако работа по этой технологии потребует изменения температуры подводимого теплоносителя во времени. Результаты расчетов требуемых

уровней температур в начальный и конечный моменты нагрева показаны на рис. 1.11.

При этом при нагреве заготовок до температуры 480 С время нагрева составит 6,255 часов, а часовая производительность 3,632 т/ч. При нагреве до более низких температур время нагрева и часовая производительность могут быть рассчитаны по следующим пропорциональным зависимостям: . Удельные расходы газа на нагрев заготовок до температуры 480С представлены на рис. 1.12.

W_{ист. тн}

Как видно из анализа информации представленной на рис. 1.11 работа с постоянным потоком требует довольно значительного повышения температуры теплоносителя по ходу нагрева. Этот вариант нагрева заготовок является предпочтительным и должен быть выбран в том случае, если верхние пределы температур, соответствующие окончанию нагрева, не превышают допустимых для оборудования уровней температур.

Лекция 11

1.4.4. Улучшение характеристик процесса нагрева за счет повышения температуры рециркулята, идущего на смешение с продуктами сгорания природного газа

Повышение температурного уровня рециркулята позволяет снизить норму расхода газа на производство 1м³ конечного теплоносителя и таким образом улучшить экономические показатели нагрева. Соответствующие результаты расчетов показаны на рис.1.13 и рис.1.14.

Из анализа расчетных данных можно заключить, что увеличение температуры рециркулята до 260С позволяет снизить расход газа на величину до 20%. То есть повышение температурного уровня рециркулята однозначно целесообразно (особенно при работе с постоянной температурой печи 580С).

Но значение температуры рециркулята ограничивается стойкостью лопаток дымососа. Поэтому целесообразно выбрать максимальное значение температуры рециркулята из допустимых пределов.

4. Выводы

В данном разделе лекций представлена комплексная методика для изучения работы нагревательной печи с роликовым подом, включающая в себя определение приведенного ниже набора параметров в зависимости от заданных условий работы:

• количества воздуха, идущего на сжигание природного газа;

• количества теплоносителя, идущего на разбавление продуктов сгорания природного газа;

• количество конечного теплоносителя;

• требуемого уровня давлений теплоносителя, идущего на разбавление продуктов сгорания природного газа, и конечного теплоносителя в раздающем коллекторе;

• оптимального диаметра сопел применительно к выбранной скорости истечения;

• изменения характеристик струи по мере удаления от сопла;

• коэффициентов конвективной теплоотдачи на поверхности заготовки;

• времени и показателей нагрева заготовок в зависимости от выбранного режима.

В результате исследования основных технико-экономических параметров нагрева заготовок в исследуемой печи выработаны следующие рекомендации по оптимизации ее работы:

– в качестве рабочего значения скорости истечения теплоносителя должно быть выбрано значение, соответствующее предельным уровням давлений рециркулята, идущего на смешение, и конечного теплоносителя в раздающем коллекторе, при которых наблюдается устойчивая работа установленной двухпроводной горелки;

– при работе по режиму нагрева с постоянной температурой печи даже при температуре теплоносителя 580С на начальных этапах нагрева по толщине заготовки формируется температурный перепад больший 5С (его значение и время существования увеличиваются с ростом температуры теплоносителя). Поэтому если согласно требованиям заказчика допустимо иметь температурный перепад более 5С по толщине заготовки на начальных этапах нагрева (в первой половине нагрева) то необходимо выбрать максимально возможный уровень температуры (из температурных диапазонов, соответствующих выбранной скорости истечения) подводимого теплоносителя из условий стойкости материала горелки, раздающего коллектора и роликов. Большим значениям выбранной температуры теплоносителя соответствуют более высокая часовая производительность печи и более низкий расход газа на нагрев заготовок.

–работа печи по режиму с постоянным тепловым потоком требует довольно значительного повышения температуры теплоносителя по ходу нагрева. Этот вариант нагрева заготовок является предпочтительным (по производительности, удельному расходу газа и гарантирует наличие допустимого температурного перепада по толщине заготовки в течение всего времени нагрева) и должен быть выбран в том случае, если верхние пределы температур теплоносителя, соответствующие окончанию нагрева, не превышают допустимых для оборудования уровней температур;

–увеличение температуры рециркулята позволяет снизить расход газа. Так, для температуры рециркулята 260С удельный расход газа снижается на величину до 20% (по сравнению со случаем, когда температура рециркулята составляет 170С. То есть повышение температурного уровня рециркулята однозначно целесообразно (особенно при работе с постоянной температурой печи 580С). Но значение температуры рециркулята ограничивается стойкостью лопаток дымососа. Поэтому целесообразно выбрать максимальное значение температуры рециркулята из допустимых пределов.

Лекция №12