Составление теплового баланса печи

Приходная часть состоит из тепла от горения топлива и тепла вносимого подогретым воздухом .

Тепло горения топлива:

Физическое тепло воздуха:

Расходная часть состоит из тепла усвоенного металлом тепла уносимого уходящими дымовыми газами , потерь тепла теплопроводностью через кладку , потерь тепла с охлаждающей водой , потерь тепла излучением и прочими неучтенными потерями.

Тепло усвоенное металлом:

Потери тепла с уходящими газами:

18,414 МВт

Невязка материального баланса:

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПЕЧИ

Аэродинамический расчет печи включает в себя определение сопротивления дымового тракта и расчет дымовой трубы.

5.1 Расчетдымовоготракта

5.1.1 Расходдымовыхгазов

Определениерасходадымовыхгазов (продуктовгорения):

где V₀ – теоретический расход продуктов горения, м³/с;

L₀–теоретический расход воздуха, м³/с;

5.1.2 Расчетгидравлическихсопротивленийдымовоготракта

Общеесопротивлениедымовоготракта (рисунок 4) расчитываетсякаксопротивлениегазопроводанизкогодавленияи состоитизпотерьдавления на трение, в местныхсопротивлениях и потерьгеометрическогодавления (гидростатическихсопротивлений):

Схема дымового тракта представлена на рисунке 5.1:

1 – печь;

2–дымовой канал;

3– рекуператор;

4 – дымовой шибер;

5–дымовая труба.

Участок 1 –Резкоесужение на выходеизпечи:

Расчетное поперечное сечение канала:

Участок 2 –Трение на участке l₁

Потери на трении, рассчитываются по формуле:

где λ = 0,04-0,08 для бетонних и кирпичныхканалов при турбулентномрежимедвижение;

p_дин - динамическое движение, Па;

B–барометрическое давление, кПа;

p_ст–избыточное статическое давление, кПа; для газов низкого давления допустимо принятьB+p_ст=101,3;

d_г–гидравлический диаметр канала, м.

где - присосывоздуха на участке, м³/с;

где П–периметр сечения, м.

Дальнейшиерасчетыпроизводятсясогласно формулам выше , а также по формулам изпункта 1 (Расчетсопротивлениягазопровода). Результатырасчетаприведены в таблице 5.1 .

Таблица 5.1 – результаты расчета гидравлических сопротивлений дымового тракта

Вид сопротивления

Расчетный расход газа,V м³/с

Температураt, °С

Расчетное сечение, Fрасч, м²

Расчетная скорость W₀, м/с

Динамическое давление,P_дин Па

К_м.с.

Потери давления,

, Па

Конечное давление P, Па

Резкое сужение на выходе из печи

3,976

760

1,9625

2,026

10,095

0,387

3,907

-3,907

Трение на участке ℓ1

3,983

758,3

1,9625

2,029

10,125

0,0467

0,485

-4,392

Резкий поворот на 90°

3,989

758,3

1,9625

2,033

10,149

1,3

13,194

-17,586

Гидростатические потери h1

3,989

751,9

1,9625

2,033

10,149

54,127

-71,713

Трение на участке ℓ2

4,014

751,9

1,9625

2,045

10,205

0,16

1,633

-73,396

Резкий поворот на 90°

4,04

751,9

1,9625

2,058

10,329

1,3

13,423

-86,769

Трение на участке ℓ3

4,046

750,2

1,9625

2,062

10,358

0,046

0,476

-87,245

Вход в рекуператор

4,053

610,1

1,9625

2,065

8,966

26,898

-114,143

Плавноесужение на ℓ4

4,068

470

3,48

1,169

2,417

0,093

0,225

-114,368

Трение на участке ℓ5

4,078

467,47

1,1658

3,498

21,572

0,112

2,146

-116,289

Вид сопротивления

Расчетный расход газа м³/с

Температура t, °С

Расчетное сечение, Fрасч, м²

Расчетная скорость

, м/с

Динамическое давление, Pдин,Па

Км.с.

Потери давления, ∆Р, Па

Конечное давление P, Па

Резкий поворот на 45°

4,089

467,47

1,1658

3,507

21,683

0,290

6,288

-122,577

Трение на участке ℓ6

4,102

464,33

1,1658

3,519

21,739

0,147

3,196

-125,773

Гидростатические потери h2

458,97

5,36

-38,19

-87,583

Резкий поворот на 45°

4,115

458,97

1,1658

3,53

21,719

0,290

6,298

-93,881

Трение на участке ℓ7

4,128

455,83

1,1658

3,541

21,758

0,149

3,242

-97,123

Резкий поворот на 90°

4,141

455,83

1,1658

3,552

21,894

1,3

28,462

-125,585

Дымовой шибер

4,167

455,83

1,1658

3,574

22,166

0,1

2,217

-127,802

Трение на участке ℓ8

4,201

451,69

1,1658

3,603

22,399

0,196

-132,192

220

-220

Слияние потоков

8,201

451.69

2,1038

3,898

26,217

1,6

41,803

-261,803

Вид сопротивления

Расчетный расход газа м³/с

Температура t, °С

Расчетное сечение, Fрасч, м²

Расчетная скорость

, м/с

Динамическое давление, PдинПа

Км.с.

Потери давления, ∆Р, Па

Конечное давление P, Па

Трение на участке ℓ9

8,218

449,55

2,1038

3,906

26,247

0,076

1,995

-263,798

Резкий поворот на 90°

8,236

449,55

2,1038

3,915

26,368

1,5

39,552

-303,35

Трение на участке ℓ10

8,27

445,41

2,1038

3,931

26,432

0,148

3,911

-307,261

Вход в дым.трубу

8,304

445,41

2,1038

3,947

26,647

53,294

-360,555

5.2 Расчетдымохода

Расчетдымоходазаключается в определениивысоты, а такжедиаметровнижнего и верхнегосечения.

5.2.1 Расчетдиаметраустья и основания

Расчетдиаметраустья, м², производится по суммарному расходу дымовых газов:

Откуда

5.2.2 Ориентировочнаявысотатрубы

Высотатрубы, м, ориентировачноможетбытьрассчитана по формуле:

где p_роз–расчетное разрежение, которое создаетсяу основания дымохода, Па,

где - суммарноесопротивлениенаиболеенапряженногоизпаралельныхтрактов, Па;

1,3...1,5 –коэффициентзапаса, чтоучитываетвозможноефорсированиеработыпечи, а такжезасорениеканалов;

ρ_в–плотностьнаружноговоздуха при максимальнойтемпературе в летнеевремя, кг/м³;

ρ_г–плотностьпродуктовгорения в дымоходе, кг/м³.

5.2.3 Уточненныйрасчетвысотыдымовойтрубы

Уточненноезначениерассчитывается с учетомдавления в трубе, изменениятемпературыгазов по высотетрубы, конусности ствола трубы:

где - средняя по высоте труба, температуравнешнеговоздуха, К;

Т_в1–температура воздуха у основаниятрубы, К;

Т₂–температура продуктовгорения в устьетрубы, К;

де δ = 1⁰ С/м –падениетемпературыпродуктовгорения на один метр высотытрубы;

Т₁–температура продуктовгорения у основаниятрубы, К;

T_г=0,5(T₁+T₂);

d_ср–средний диаметр дымохода;

w₁_o–скоростьпродуктовгорения у основаниятрубы, м/с;

По санитарным нормам высота трубы должна быть не менее 25 м. Этоусловиевыполняется.

Окончательнымвыборомвысотытрубыявляется висота, равная 100 м.

H=100 м

ВЫВОД

В курсовом проекте проведен расчет трёхзонной методической печи и определены следующие ее параметры: основные размеры печи, рассчитано время нагрева металла в каждой зоне, рассчитаны основные потери и на основании этого расчета определен расход топлива на печь, составлен материальный баланс печи, определен технологический КПД печи и коэффициент использования топлива. Также было рассчитано разрежение дымовых газов в дымовом тракте и в соответствии с этим были получены данные для расчета высоты дымовой трубы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Казанцев Е.И. Промышленные печи. - М.: Металлургия, 1975.-368 с.

2. Аксельруд Л.Г, Нагревательные печи. - М.: Металлургиздат, 1962.-276 с.

3. Тайц Н.Ю. Технология нагрева стали. -М.: Металлургиздат, 1962.-568 с.

4. Филимонов Ю.П., Старк С.Б., Морозов В.А. Металлургическая теплотехника. - М.: Металлургия, 1962.-350 с.

5. Кривандин В.А., Марков Б.Л. Металлургические печи, - М.: Металлургия, 1977.-464 с.

6. Мастрюков B.C. Теория, конструкции и расчёты металлургических печей. - М.; Металлургия, I977.-T.2, - 272 с.

7. Атлас металлургических печей / Под ред. В.А. Кривандина, - М.: Металлургия,1978. - 364 с.

8. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни «Теплотехнологічні процеси та установки» / Сапронова О.В. - Донецьк: ДонНТУ, 2014. -69с.

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 290; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 34

Мы поможем в написании ваших работ!