Конструкция, методика расчёта толкательных методических печей (стр. 3 из 7)

Водоохлаждаемые глиссажные трубы оказывают большое влияние на тепловую работу зоны нижнего обогрева и тепловую работу печи в целом. Расход тепла с охлаждающей водой в методических печах составляет 10%, а иногда и более от всего количества поступающего в печь тепла. Кроме того, глиссажные трубы оказывают значительное охлаждающее действие на металл и препятствует его равномерному нагреву. В связи с этим стремятся выполнить снаружи тепловую изоляцию глиссажных труб, чтобы снизить поступление тепла к стенке трубы и ослабить ее охлаждающее действие. В качестве тепловой изоляции глиссажных труб применяют всевозможные огнеупорные обмазки. Чтобы тепловая изоляция не отлетела, пользуются различными приемами: приваривают металлические прямые и изогнутые штыри, выполняют из огнеупорных масс специальные огнеупорные блоки, которые нанизываются на трубу. Выделяют три перспективные конструкции глиссажных труб:

1) с набивкой огнеупорной массы между шипами, приваренными непосредственно к трубам;

2) с набивными блоками (рисунок 9, а);

3) со сборными блоками из керамических сегментов (рисунок 9, б).

Потери тепла с охлаждающей водой при использовании набивной на шипы изоляции по сравнению с потерями при неизолированной трубе снижаются в 2 – 3 раза, а при навесной изоляции из сегментов или блоков потери удается снизить в 4,6 – 6,3 раза. Значительная разница в эффективности изоляции объясняется тем, что набивная на шипы изоляция из-за большей массы металла в ней характеризуется значительно более высокой, чем блочная изоляция, средней теплопроводностью.

Промышленная проверка срока службы блочной изоляции показала, что для большинства печей, отапливаемых газом, где температура под металлом не превышает 1375^о вполне применимы для изоляции подовых труб набивные и сборные шамотные блоки, срок службы которых в указанных условиях составляет от 9 месяцев (в области повышенных температур) до 2 лет (в области пониженных температур).

В печах, отапливаемых мазутом, где температура под металлом достигает 1500^о, хорошие результаты показали набивные блоки, изготовленные из магнезитовой (магнезитохромитовой) массы, срок службы которых составляет более 9 месяцев.

Рисунок 9 – Изоляция глиссажных труб

а – набивные блоки; б – сборные блоки

Опыт изоляции труб промышленных печей показал, что при наличии готовых блоков нанесение изоляции по всей печи занимает 5 – 8 часов. После нанесения изоляции печь сразу же может быть поставлена на разогрев по обычному графику.

Следует подчеркнуть, что кроме отмеченного выше значительного снижения потерь тепла с охлаждающей водой, нанесение изоляции на трубы в печи сопровождается, как правило, повышением температур на 150 – 200^о, что существенно улучшает условия теплообмена металла с печными газами.

2. Методика расчета

Рассчитать пятизонную методическую печь с нижним обогревом производительностью

=72,22 кг/с (260 т/ч) для нагрева слябов сечением 210 1400 мм и длиной 10500 мм. Конечная температура поверхности металла =1250^оС. Перепад температур по сечению сляба в конце нагрева =50^оС. Материал слябов – сталь 35. Топливо – смесь природного и доменного газов с теплотой сгорания =20,9 МДж/м³. воздух подогревается в керамическом блочном рекуператоре до =450^оС.

Расчет пламенной печи выполняется в следующей последовательности:

1) расчет горения топлива;

2) определение времени нагрева;

3) определение основных размеров печи;

4) составление теплового баланса, определение расхода топлива;

5) расчет вспомогательного оборудования: рекуператоров, горелок и т. п..

2.1 Расчет горения топлива

Состав исходных газов, %: доменный газ – 10,5 СО₂; 28 СО; 0,3 СН₄; 2,7 Н₂; 58,5 N₂; природный газ – 98 СН₄; 2N₂.

Принимая содержание влаги в газах равным

=30 г/м³получим следующий состав влажных газов, %: доменный газ – 10,1 СО₂; 27,0 СО; 0,288 СН₄; 56,49 N₂; 3,59 Н₂О;2,532 Н₂; природный газ – 94,482 СН₄; 1,928N₂; 3,59 Н₂О.

Теплота сгорания газов

кДж/м³ МДж/м³;

кДж/м³

МДж/м³.

По формуле

,

находим состав смешанного газа, %: 4,63 СО

; 12,40 СО ; 51,21 СН ; 1,16 Н ; 27,02 N ; 3,58Н О .

Расход кислорода для сжигания смешанного газа рассматриваемого состава при п=1 равен

м³/м³.

Расход воздуха при п=1,05

м³/м³.

Состав продуктов сгорания находим по формулам

м³/м³,

м³/м³,

м³/м³,

м³/м³.

Суммарный объем продуктов сгорания равен

м³/м³.

Процентный состав продуктов сгорания

%; %;

%; %;

Правильность расчета проверяем составлением материального баланса.

Поступило, кг: Получено продуктов сгорания, кг:

Газ:

^{______________________________}

Всего 8,007

Невязка 0,0166 кг

^{___________________________________}

Всего

0,9802

Воздух

^{___________________________________}

Итого

8,0236

Для определения калориметрической температуры горения необходимо найти энтальпию продуктов сгорания

кДж/м³.