Выполнение расчета горения топлива с целью определения количества необходимого для горения воздуха. Процентный состав продуктов сгорания. Определение размеров рабочего пространства печи. Выбор огнеупорной футеровки и способа утилизации дымовых газов.
Аннотация к работе
Расчет горения топлива выполняют с целью определения: количества необходимого для горения воздуха, количества и состава продуктов сгорания и температуры горения. Состав сухого природного газа приведен в таблице 1. Произведем пересчет состава сухого газа на влажное (рабочее) состояние (по формуле 1): , (1) где WP - процентное содержание влаги в рабочем топливе. Состав влажных газов рассчитываем (по формуле 2): (2) Определяем состав влажных газов (по формуле 2): ;Внутренние размеры рабочего пространства печи определяются на основании практических данных. [2]): (м), (18) где n - количество рядов заготовок по ширине печи, принимаем n = 3 a - зазор между рядами заготовок и между заготовками и стенками печи, принимаем а =0,25 м . Для обеспечения производительности 20,83 кг/с в печи должно одновременно находится 120 тонн металла.Температурный режим нагрева влияет на изменение температуры газов в печи. На рисунке 1 показаны графики изменения температуры газов ТГ, температуры поверхности ТП и центра заготовки ТЦ в течение процесса нагрева. Температура газов в печи в момент загрузки заготовок t0Г зависит от величины допускаемых термических напряжений, конструкции печи, ее топливной инерции. Значение температуры газов во втором периоде t2Г при двухступенчатом режиме нагрева и в третьем периоде t3Г при трехступенчатом режиме назначается таким, чтобы получить в конце нагрева разность температур по сечению ?TК не более допустимой величины.В период нагрева температура поверхности изделия повышается от до , температура дымовых газов в печи ТГ меняется от 700 ?С до значения, вычисленного (по формуле 25): (0С) (25) [1]) при находим: Плотность потока результирующего излучения металла находим по формуле, принимая степень черноты металла равной и шамотной кладки , находим значения комплексов. Коэффициент теплоотдачи излучением в 1-м интервале периода нагрева находится следующим образом (формула 35): (35) [1]) при находим: Находим значение комплекса М (по формуле 31): Находим значение комплекса А (по формуле 32): Находим значение комплекса В (по формуле 33): Находим значение результирующего потока энергии (по формуле 34): Средний за второй интервал коэффициент теплоотдачи излучением (по формуле 35): С учетом конвективного теплообмена (по формуле 36): (Вт/м2•К) [1]) при находим: Находим значение комплекса М (по формуле 31): Находим значение комплекса А (по формуле 32): Находим значение комплекса В (по формуле 33): Находим значение результирующего потока энергии (по формуле 34): Средний за интервал коэффициент теплоотдачи излучением (формула 32): (Вт/м2•К)тепло, затраченное на нагрев металла вычисляется (по формуле 51): (КВТ), (51) где - энтальпии малоуглеродистой (Ст.45) стали (см.[1]): - тепло, уносимое уходящими дымовыми газами в (по формуле 52): (КВТ) (52)Площадь свода принимаем равной площади пода FC = 32,5 м2; толщина свода 0,3 м; материал - хромомагнезит. Принимаем, что температура внутренней поверхности свода равна средней по длине печи температуре газов, которая равна (по формуле 53) (см.[1]): (°C) (53)Наружная поверхность стен (см.[1]) вычисляется следующим образом: - методической зоны и сварочной зоны вычисляется (по формуле 57): (м2) (57) торцов печи вычисляется (по формуле 58): (м2) (58) полная площадь стен вычисляется (по формуле 59): (м2) (59) Зная температуру между слоями, можно найти (по формуле 62): (62) Потери тепла с охлаждающей водой по практическим данным принимаются равными 10% от тепла, вносимого топливом и воздухом (по формуле 67): (КВТ) (67)В рекуператоре воздух подогревается от °С до °С. Рекуператор набирается из трубок, каждая из которых имеет общую высоту 398 мм, полезную высоту 356 мм, наружный диаметр 140 мм и внутренний диаметр 114 мм. Дымовые газы проходят внутри трубок, воздух - между трубками. Принимая температуру дымовых газов на выходе из рекуператора 650 °С и определяя теплоемкость дымовых газов аналогично предыдущему расчету, составляем уравнение теплового баланса (формула 75): (°С) (75) Рекуператор данной конструкции работает по принципу многократного перекрестного противотока, поправкой на перекрестный ток пренебрегаем и определяем среднюю разность температур (формула 76): (76)Дымовые газы, покидающие рабочее пространство печи имеют весьма высокую температуру и поэтому уносят много тепла из пространства печи (до 80 %). Дымовые газы уносят тем больше тепла, чем выше их температура и чем меньше коэффициент использования тепла в печи. Тепло уходящих дымовых газов не возвращается в печь, а идет на использование в тепловых котельных и турбинных установках. Часть тепла уходящих дымовых газов возвращается в теплообменник и идет на подогрев воздуха, подаваемого в горелку.
План
Оглавление
1 Расчет горения топлива
2 Определение размеров рабочего пространства печи
3 Расчет нагрева металла
3.1 Температурный режим нагрева металла
3.2 Время нагрева металла
3.2.1 Первый интервал
3.2.2 Второй интервал
3.2.3 Третий интервал
4 Выбор огнеупорной футеровки
5 Расчет теплового баланса печи
5.1 Приход тепла
5.2 Расход тепла
5.3 Потери тепла через свод печи
5.4 Потери тепла через стены печи
6 Расчет топливосжигающего устройства
7 Расчет рекуператора
8 Выбор способа утилизации дымовых газов
Библиографический список
Приложение
1 лист формата А1
1 лист формата А3
Электронная версия презентации
Электронная версия пояснительной записки
1 Расчет горения топлива
Список литературы
1 Теплотехника и теплоэнергетика металлургического производства: Учебное пособие к курсовому проектированию / Составитель О. В. Сухотина - Челябинск: Изд-во ЮУРГУ, 2007. - с. 55 - 69, с. 80 - 106
2 Теплотехника и теплоэнергетика металлургического производства: Методическое пособие к курсовому проектированию/ Составитель Д. В. Принцман - Челябинск: ЧГТУ, 1991. - с. 12 - 13, с. 25 - 31
3 Технологическая инструкция к первому прокатному цеху ОАО «Златоустовский Металлургический Завод». - с. 18 - 53
4 Кривандин В. А. Металлургическая теплотехника учеб. Пособие: в 2 кн. Москва, Металлургия, 1986. -Т.2 - с. 286 - 295
5 Мастрюков Б.С. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей: учеб. Пособие: в 2 кн. Москва, Металлургия, 1986. -Т.2 - с. 250 - 258