Проект тепловой работы камерной термической печи с выкатным подом ЭСПЦ ЧерМК ОАО Cеверсталь (стр. 2 из 3)

+1185C₄H₁₀+1465C₂H₁₂+234H₂S , кДж/м³ (1)

Где CO,H₂, CH₄- горючие составляющие топлива, %;

127,7; 108; 338…- постоянные величины.

= 358×82,1+636×3,69+1465×2,2+1185×1,4=36600,84 кДж/м³

· Находим объем воздуха, необходимый для сгорания топлива:

VO₂=0,01×

, м³/м³ (2)

Где CO, H₂, H₂S, C_mH_n- горючие составляющие топлива, %

m=1÷5; n=2÷12

VO₂=0,01×

=2,1056 м³/м³

· Определяем объем сухого воздуха:

V_B=α×

× VO₂ (3)

где k-постоянная, равна 3,762;

α- коэффициент расхода воздуха, задан (1,1).

V_B=1,1×

×2,1056=11,03 м³/м³

· Определяем объем образующихся продуктов сгорания:

VCO₂=0,01×(CO₂+SO₂+CO+H₂S+∑m*C_mH_n) (4)

VH₂O=0,01×(H₂O+H₂+H₂S+0,5×∑n*C_mH_n) (5)

VN₂=0,01×N₂+α×k× VO₂ (6)

V’O₂=

× VO₂ (7)

где CO_2, SO_2, CO, H₂S…-составляющие топлива, %

VO₂ , α, k – формулы (2), (3).

VCO₂=0,01×(0,5+0+0+0+1×82,1+2×3,69+3×1,5+4×1,4+5×2,2)=1,14 м³/м³

VH₂O=0,01×

=1,9997 м³/м³

VN₂=0,01×0+1,1×3,762×2,1056=8,71 м³/м³

V’O₂=(1,1-1)×2,1056=0,211 м³/м³

V_п.с.=VCO₂+VH₂O+ VN₂+ V’O₂ (8)

V_п.с.=1,11+1,9997+8,71+0,211=12,031 м³/м³

^· Процентное содержание продуктов сгорания:

VCO₂=

×100=9,226 %

VH₂O=

×100=16,62 %

VN₂=

×100=72,4 %

VO₂=

×100=1,75%

· Правильность расчета определяем, сост

авляя материальный баланс процесса горения:

Поступило, кг

CH₄

×0,714=0,5862

C₂H₆

×1,34=0,049

C₃H₆

×1,875=0,0281

СО₂

×1,964=0,00982

N₂

×1,25=0,0938

C₄H₁₀

×2,589=0,0363

C₅H₁₂

×3,124=0,0707

Воздух11,03×1,29=14,229

Итого: 0,5862+0,049+0,0281+0,00982+0,0938+0,0363+0,0707+14,229=15,109

Получено, кг

VCO₂=1,11×1,964=2,18

VH₂O=1,9997×0,804=1,608

VN₂=8,71×1,25=10,888

VO₂=0,211×1,43=0,3017

Итого: 2,18+1,608+10,888+0,3017=14,98

Расхождение составляет:15,109-14,98=0,129кг

· Определяем калориметрическую и действител

ьную температуры продуктов сгорания – t_K, t_g:

(9)

где t^!! , t^! – задаваемые калориметрические температуры, С

i^t… - энтальпия продуктов сгорания по задаваемым температурам, кДж/м³

i₀ – истинная энтальпия продуктов сгорания, формула (10)

Сначала определяем истинную энтальпию продуктов сгорания по формуле (10)

(10)

где Q^P_{Н СМ} – низшая теплота сгорания смеси, задана в условиях, кДж/м³

V_В – смотреть формулу (3)

С_В , t_B – удельная теплоемкость и температура подогретого воздуха.

I₀=

· Затем находим энтальпию продуктов сгорания

и по задаваемым калориметрическим температурам, используя справочные данные и формулы (11):

( 11)

Задаемся

= 1900 C и при этой температуре находим по формуле (11):

i^t1800=

Поскольку i^t1900 больше i₀, принимаем t”_K = 2000 ⁰C и при этой температуре находим энтальпию продуктов сгорания, используя формулу (11)

I²⁰⁰⁰=

· Теперь можно определить калориметрическую температуру продуктов сгорания по формуле (9):

t_K=2000+

⁰С

Действительная температура продуктов сгорания в моментах их образования определяется по формуле (12):

T_g=n*t_k

Где n – пирометрический коэффициент находится в пределах 0,7

0,8

t_q=0,9

2001,3=1801,17⁰С

2.2 Определение времени термической обработки слябов

По практическим данным, в период нагрева металла тепловая нагрузка печи(расход топлива) должна быть неизменной. В период выдержки тепловая нагрузка печи должна снижаться так, что температура дымовых газов, металла и футеровки должны оставаться постоянными.

· Определим тепловоспринимающую площадь поверхности металла и внутреннего рабочего пространства печи:

(размеры внутреннего рабочего пространства печи берем из технической документации)

F_M=2*b*h+2*l*h + b*l, м² (13)

F_К=2*B*H+2*H*L+2H*L- b*1, м² (14)

F_M=2*1,25*0,2+2*3*0,2+1,25*3=5,45м²

F_К=2*5,104*2+2*2*9,396+2*2*9,396 – 1,25*3=81,626м²

· Определите степень развития кладки (15):

(15)

· Эффективная длина луча будет:

, м (16)

где, B,H,L - размер рабочего пространства печи, соответственно ширина, высота и длина, м;

l,b,h – длина, ширина и толщина сляба, м;

м.

· Определим время нагрева в первом интервале.

Для этой цели найдем средние температуры поверхности металла, дымовых гозов и кладки, принимая температуру поверхности метала в конце первого периода нагрева на 70 С меньше t^k м, а температур дымовых газов примерно на 150 С выше принимаемых температур, формулы(17),(18),(19):

t_CР.М.1=0,5*(600+t^Hм), ^ОС (17)

t_CР.Г.1=0,5*

^ОС, (18)

t_CР.К.1=0,5*(t_CР.М.1+ t_CР.Г.1), ^ОС, (19)

t_CР.М.1=0,5*(600+380)=490 ^ОС

t_CР.Г.1=0,5*(750+800)=775 ^ОС

t_CР.К.1=0,5*(775+490)=632,5 ^ОС

· Парциальное давление излучающих составляющих дымовых газов (СО₂ и Н₂О) будет:

, кПа (20)

, кПа (21)

где %СО₂, %Н₂О – ПУНКТ 2.1;

кПа

кПа

· Произведение парциального давления на эффективную длину луча будет:

Р_СО2* S_ЭФ.=9,051*3,803=34,42 кПа*м

Р_Н2О* S_ЭФ.=16,904*3,803=62,004 кПа*м

По справочным данным (номограммам) определи

м степень дымовых газов:

; ;

(22)