Определим теплоту идущую на нагрев металла Qм , кДж/ч по формуле:
, (34)
где С м — средняя удельная теплоемкость металла, кДж/кг;
- конечная температура нагрева металла, 0 С;
- начальная температура металла, 0 С;
- П — производительность печи, кг/сек;
Определим теплоту идущую на нагрев транспортных средств или тары Q тар , кДж/ч
, (35)
где С тар — удельная теплоемкость тары, кДж/кг;
- конечная температура тары, 0 С;
- начальная температура тары, 0 С;
G тар — масса тары нагреваемая в течении 1 часа;
Определим теплоту затрачиваемую на нагрев продуктов горения Q П.Г. , кДж/ч по формуле:
, (36)
где С П.Г. — средняя удельная теплоемкость продуктов горения, кДж/м3
- 0 С определяется по формуле:
, (37)
- температура уходящих продуктов горения, 0 С;
V п — количество продуктов горения, м3 /м3 ;
Определим потерю теплоты через кладку печей Q кл , кДж/ч по формуле:
, (38)
где К — суммарный коэффициент теплоотдачи от кладки к воздуху, 0,27;
- температура печного пространства, 0 С;
- температура окружающего воздуха, 0 С;
F ср. — средняя площадь поверхности печи, 128,8м2 ;
Определим потерю теплоты излучением через рабочие окна и отверстия Q изл , кДж/ч по формуле:
, (39)
где С 0 — коэффициент излучения абсолютно черного тела, 5,7 Вт/(м2 ·К4 );
Т печи — средняя температура печи, 0 К;
F — площадь открытого окна, 2,75 м 2 ;
- Ф — коэффициент диафрагмирования, 0,4;
- τ — время в течении которого открыто окно. Окно открыто постоянно τ=1;
Определим тепло от механической неполноты сгорания топлива Q мех , Дж/ч по формуле:
, (40)
где — низшая теплота сгорания топлива, кДж/м 3 ;
В — расход топлива (искомая величина), м 3 /ч.
Автоматизация печи кипящего слоя для обжига цинкового концентрата ...
... объекта в реальном времени. В данном проекте рассматривается печь кипящего слоя обжига высотой 7,2 м, площадью пода 40,77 ... Степень образования силикатов резко увеличивается с повышением температуры и уменьшением крупности реагирующих веществ, а также ... металлургическом производстве и, особенно, при производстве цветных металлов не ограничивается задачей сокращения обслуживающего персонала. Она, ...
Неучтенные потери, которые составляют 15-20% от всех статей расхода (кроме полезной) Q неуч , кДж/ч определяется по формуле:
, (41)
Сумма расходной части теплового баланса ∑ расх , определяется по формуле:
, (42)
Приравняем обе части и получим, таким образом, одно уравнение с одним неизвестным, которым является расход топлива В.
(43)
кг/ч
Таблица 2 — Полученные данные теплового баланса.
|
Приход |
Расход |
||||
|
Статьи прихода |
кВт |
% |
Статьи расхода |
кВт |
% |
|
Qхим. Qф.в. Qф.т. Qэкз. |
8313,48637 379,22648 16,19792 0,40427 |
95,455 4,354 0,185 0,004 |
Qм. Qтар. Qп.г. Qкл. Qизл. Qмех. Qнеуч. |
5750,000 191,250 1985,943 35,471 194,382 166,269 385,997 |
66,021 2,195 22,802 0,407 2,231 1,909 4,432 |
|
ВСЕГО 8709,315 100 |
ВСЕГО 8709,315 100 |
||||
Определим погрешность расчета δ, % по формуле:
, (44)
%
2.6 Расчет высоты дымовой трубы
Дымовые газы из печей обычно удаляются по боровам в дымовые трубы или поступает в общецеховую вентиляцию. При наличии большого количества небольших печей в кузнечно-прессовых цехах не удается организовать полное удаление дыма через подземные борова в дымовую трубу и обеспечить достаточную герметичность всей системы, т.к. всегда имеются печи с разрушенной кладкой или с прогоревшими шиберами. В этом случае в боровах имеются значительный подсос воздуха. В результате этого понижается температура, уменьшается разряжение и ухудшается удаление дымовых газов.
1 — фундамент;
2 — заземление;
3 — отмостка;
4 — футеровка;
5 — ствол;
6 — стяжные кольца;
7 — токоотводящий кабель;
8 — светофорная площадка;
9 — молние приемник.
Рисунок 4 — Кирпичная дымовая труба.
Кирпичные дымовые трубы для группы больших печей или для всего цеха в целом можно применять лишь при условии достаточной герметичности всей системы, при регулярных чистках и ремонтов боровов. Значительно дешевле, проще и легче устанавливать небольшие железные трубы для одной или нескольких печей. Для усиления тяги, когда высота или диаметр трубы недостаточны, устанавливается свой дымосос с непосредственным удалением дымовых газов за пределы цеха.
Применение индивидуальных труб значительно упрощает установку рекуператоров, которые устанавливаются над сводом печи. Такое расположение рекуператоров облегчает наблюдение за ними и позволяет повысить температуру подогрева воздуха в результате более высокой температуры дыма, т.к. подсос воздуха в систему в этом случае невелик. Недостатком индивидуальных труб является повышенный расход металла на их изготовление и довольно быстрый износ от коррозии.
Конструкция дымовой трубы представлена на рисунке 4. Исходные данные по определению размеров дымовой трубы являются: сопротивление движению газов, в системе боровов (потребный напор) количество и температура печных газов.
Площадь сечения устья трубы f у , м3 определяется по формуле:
, (45)
где V 0 — объем продуктов горения при сжигании 1м3 газа, 12,73 м3 /м3 ;
ω 2 -скорость газа, 3 м/с.
м
3
Диаметр устья трубы d у , м определяется по формуле:
, (46)
где f y — площадь сечения устья трубы, м3 .
м
Принимаем d y =2м.
Ориентировочная высота трубы Н, м определяется по формуле:
Н=25·d y , (47)
где d у — диаметр усьтья трубы, м.
Н=25·2=50
Диаметр основания d осн ,м определяется по формуле:
d осн =1,5·dy , (48)
d осн =1,5·2=3
Площадь основания f осн , м2 определяется по формуле:
где d осн. — диаметр основания трубы, м.
м
Скорость дымовых газов у основания трубы ω, м/с определяется по формуле:
,
м/с
Средняя скорость дымовых газов в трубе ω ср , м/с определяется по формуле:
, (50)
где ω 1 — скорость дымовых газов у основания трубы, м/с;
ω 2 — скорость газа, 3 м/с.
м/с
Средний диаметр трубы d ср , м определяется по формуле:
, (51)
где d осн — диаметр основания, м;
d y — диаметр устья трубы , м.
м
Температура дымовых газов , 0 С на выходе из трубы определяется по формуле:
,
0
С
Средняя температура t ср ,0 С дымовых газов в трубе определяется по формуле:
, (53)
где — 379,1615 0 C;
- температура дымовых газов, 0 С.
0
С
Потеря давления на сужение дымовых газов в трубе Р суж , Н/м2 определяется по формуле:
, (54)
где -плотность дымовых газов, 1,24 кг/м 3 ;
α — 1/273 0 К.
Н/м
2
Потеря давления на выходе газов из трубы Р вых , Н/м2 , определяется по формуле:
, (55)
Н/м
2
Среднее динамическое давление дымовых газов в трубе Р ср.дин. , Н/м2 определяется по формуле:
, (56)
где ω ср — средняя скорость дымовых газов в трубе , м/с;
t ср -средняя температура, 0 С.
Н/м
2
Средняя плотность дымовых газов в трубе , кг/м 3 определяется по формуле:
, (57)
кг/м
3
Высота трубы определяется по формуле:
, (58)
где Н — ориентировочная высота трубы, м;
- плотность воздуха, 1,29 кг/м 3 ;
- g — ускорение свободного падения, 9,8 Н/кг;
- λ — коэффициент, учитывающий трение газа о стенки трубы, 0,05;
Р суж — потеря давления на сужение дымовых газов в трубе, Н/м2 ;
Р вых — потеря давления на выходе газов из трубы, Н/м2 ;
d ср — средний диаметр трубы, м;
Р ср.дин. — среднее динамическое давление дымовых газов в трубе, Н/м2 .
Принимаем высоту трубы 39м.
2.7 Подбор и расчет топливосжигающ
Для обогрева современных нагревательных и термических печей используют газовое топливо, мазут и электрический ток. Устройства, с помощью которых химическую энергию топлива и электрическую энергию превращают в тепловую, можно разделить на две группы: сожигательные устройства и нагреватели.
Сожигательные устройства (горелки и форсунки) применяют для сжигания газообразного или жидкого топлива. Характерная черта этих устройств — перенос тепла в рабочее пространство главным образом продуктами сгорания или с их помощью. при необходимости исключить соприкосновение продуктов сгорания с нагреваемыми изделиями применяют нагреватели, в которых либо сжигается топливо (радиационные трубы), либо используют электроэнергию.
Процесс сжигания топлива можно разделить на три основные стадии: смешение топлива с воздухом для горения, подогрев топливовоздушной смеси до температуры воспламенения и особенно процесс сжигания.
Сожигательные устройства в зависимости от степени развития процесса смешения топлива с воздухом для горения можно разделить на три типа: устройства без предварительного смешения, с улучшенным смешением и с предварительным смешением.
В пределах сожигательного устройства без предварительного смешения топлива с воздухом для горения только создаются условия для последующего смешения топлива с воздухом: газовым и воздушным потоком придают необходимые скорости и направления или еще предварительно организуют распыление мазута.
Топливо смешивается с воздухом для горения вне пределов сожигательного устройства, в рабочем пространстве печи или в специальной топке.
Сожигательные устройства с улучшенным смешением позволяют почти полностью провести смешение в пределах устройства. В результате этого горение начинает развиваться уже в горелочном туннеле, а в рабочем пространстве или топке оно лишь завершается (например, в турбулентных горелках).
