ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Тепловые и эксергетические балансы промышленных печей из "Экономия топлива в черной металлургии " Распределение тепла в печах характеризуется тепловыми балансами, выражающими закон сохранения энергии. [c.11] Рассматривая тепловой баланс печи одновременно с ее производственными показателями можно оценить степень использования тепла, вскрыть причины малой тепловой экономичности и наметить мероприятия по улучшению работы. [c.11] Нужно ясно представлять себе тот участок печной установки, для которого составляют тепловой баланс. Поэтому состояние дымовых газов, воздуха и другие параметры следует рассматривать для определенного участка. Так, если баланс составляют для рабочей камеры, то следует учитывать, что отходящие газы имеют наиболее высокую температуру воздух поступает на горение в нагретом состоянии из рекуператора или регенератора. При составлении баланса всей печи с регенераторами (или с рекуператорами) температура отходящих газов будет намного ниже, а воздух в регенераторное устройство поступает с температурой, соответствующей температуре окружающей среды. Если тепловой баланс составляют для всей печной установки, включая котел-утилизатор, то к правой части уравнения (1.4) нужно прибавить член Qпap — энтальпию выработанного пара или горячей воды. [c.13] При плавлении шихты в мартеновских сталеплавильных печах протекают химические реакции как с выделением тепла (выгорание из шихты углерода, марганца, кремния, фосфора, серы, сгорание железа в окалину, образование шлаков), так и с поглощением (испарение влаги, разложение известняка, входящего в состав шихты, восстановление железа из руды). Тепло экзотермических реакций обычно в 2—3 раза превышает тепло эндотермических реакций и составляет 10—15% от общего количества тепла, введенного в плавильную камеру печи. [c.13] выделившееся в рабочем пространстве при экзотермических реакциях, заносят в приходную часть баланса и складывают с химической энергией топлива и энтальпией нагретых топлив и воздуха, поступающих на горение. В приходную часть прибавляют также и энтальпию исходных материалов садки. [c.13] поглощенное при эндотермических реакциях, относится к расходной части баланса и его складывают с энтальпией конечной продукции (в данном случае с физической теплотой жидкой стали), энтальпией технологических отходов (шлака и т. п.) и различными потерями тепла. [c.13] Очень большой экзотермический эффект наблюдают в печах для выплавки медного полуфабриката (штейна) из медных руд вследствие окисления сульфидов, образования шлаков и в некоторых других случаях. При выплавке чугуна из железных руд в доменных печах, наоборот, большую роль в тепловом балансе играют эндотермические реакции восстановления из руд железа и других веществ. [c.13] При нагревании сырых материалов из них выделяется влага. Кроме того, в результате сгорания или разложения отдельных веществ шихты из нее выделяются газы, примешивающиеся к дымовым газам, получающимся от сгорания топлива. Следовательно, потеря тепла с отходящими газами складывается из потери с газообразными продуктами сгорания и потери с газами, выделившимися из шихты. [c.13] Для определения затрат тепла на технологический процесс и для анализа этих затрат составляют тепловой баланс процесса (плавки, обжига, нагрева и т. п.), протекающего в технологической зоне рабочего пространства печи — в ванне плавильной печи, на поду нагревательной печи и т. д. [c.13] Стехн — количество тепла, переданное ванне факелом и кладкой, или расход тепла на процесс. [c.13] Здесь — теплота сгорания газов, выделяющихся из шихты. [c.14] Тепловой баланс сводят в таблицу или для наглядности изображают графически. На рис. 3, а изображена диаграмма теплового баланса рабочей камеры мартеновской печи, работающей па мазуте. На рис. 3, б показан тепловой баланс электродуговой сталеплавильной печи. В этом балансе расход электроэнергии составляет 632 квт- ч/т. [c.14] В электрических печах нет продуктов сгорания (за исключением небольшого количества газов, получающихся от сгорания электродов), поэтому потери тепла с отходящими газами отсутствуют. [c.14] Следовательно, коэффициент использования топлива показывает также степень использования начального температурного потенциала в рабочем пространстве печи. [c.16] Р — загрузка печи (масса материала, находящегося в печи). [c.16] Составляя тепловые балансы при проектировании печей, определяют необходимый расход топлива. [c.17] Вц — расход топлива за цикл, кг. [c.17] Иногда на сторону отводят для использования в сушилках (или для других целей) горячий воздух из рекуператоров. В таких случаях к числителю формулы (1.32) прибавляют оставляемую в сушильной установке часть тепла горячего воздуха. [c.18] Тепловые балансы выражают первый закон термодинамики и позволяют судить о тепловой экономичности агрегатов, характеризуемой тепловылш к. п. д. или удельными расходами тепла. Однако в тепловых балансах не учитывают качество энергии, т. е, ее ценность для дальнейшего использования. Так, например, 1 Гкал тепла в продуктах сгорания при 2000° С только количественно равна 1 Гкал тепла при 200° С, качество же ее намного выше. При работе мартеновской печи сталь выплавляется в результате передачи тепла шихте, причем количество тепла в процессе не меняется, а происходит снижение качества (деградация) тепла, выражающаяся в уменьшении его температурного потенциала. [c.18] Т — абсолютная температура окружающей среды, в которую отводится та часть тепла, которая не может быть превращена в работу. [c.18] Вернуться к основной статье