2 Період нагріву (5 ділянка регулювання)

Тпіч = 1000 ° С tмет.п. = 750 ° С tмет.к. = 800 ° С

τ ₁= 0,00870 ч = 0,50 хв

3 Період нагріву (6-7 ділянки регулювання)

Тпіч = 880 ° С tмет.п. = 800 ° С tмет.к. = 835 ° С

τ ₁= 0,0134 год = 0,77 хв

Загальний час нагріву:

 τ = 2,09 +0,50 +0,77 = 3,36 хв

Швидкість нагріву труб через піч:

W = 73,9 / 3,36 = 22,0 м / хв

Розрахунок необхідної теплової потужності для нагріву труб D = 426 * 8 зі швидкістю 22,0 м / хв

1-4 ділянку регулювання

Вихідні дані:

• Температура печі (середня по секціях і тамбурів) 1200° С

• Температура нагріву повітря 350 ° С, I = 110,9 ккал/м3

     • Температура минає диму 1180 ° С, 1 = 430 ккал/м3

• Коефіцієнт витрати повітря а = 1,2

• Початкова температура металу 20 ° С

Кінцева температура металу 750 ° С

Розрахунок:

КІТ

η = (33101 +11,52 * 110,9-12,52 * 430) / 33101 = 0,48

Втрати тепла в робочому просторі 1-4 ділянок регулювання:

а) з охолоджувальною водою 7,96 * кДж/год

б) втрати через кладку та інші втрати 8,38 * кДж/год

Потужність холостого ходу:

Qвт. = Qохл + Qкл = 7,96 * 106 +8,38 * 106 = 16,34 * кДж/год

Мх.х. = Qпот / η = 16,34 * 106/0, 48 = 34,04 * 106 кДж / год

Тепло на нагрів металу:

Q мет = Р * Δі = 114000 * 466,3 = 53,2 * 106 кДж / год

Робоча теплова потужність:

Мр = 53,2 * 106/0, 48 = 110,9 * кДж/год

Загальна теплова потужність:

Мзаг = (110,9 +34,04) * 106 = 144,9 * кДж/год

Часова витрата газу:

Вч = 144,9 * 106/33101 = 3372 м3 / год

5 Ділянка регулювання.

Вихідні дані:

• Температура печі 1100 ° С

• Температура минає диму 980 ° С, 1 = 360 ккал/м3

• Коефіцієнт витрати повітря а = 1

• Початкова температура металу 750 ° С

• Кінцева температура металу 800 ° С

Розрахунок:

КІТ

η = (33101-12,52) * 360) / 33101 = 0,429

Втрати тепла:

а) з охолоджувальною водою 1,26 * кДж/год

б) втрати через кладку та інше 0,84 * кДж/год

Потужність холостого ходу ккал / год

Мх.х = Q вт / η = 2,1 * 106/0, 429 = 4,9 * кДж/год

Тепло на нагрів металлу:

Q мет = Р * Δі = 14000 * 56,6 = 6,45 * кДж/год

Робоча теплова потужність:

Мр = 6,45 * 106/0, 429 = 15,04 * кДж/год

Загальна теплова потужність:

Мзаг = (15,04 +4,9) * 106 = 19,04 * 106 кДж / год

Часова витрата газу:

Вч = 19,04 * 106/33101 = 600 м3 / год

6-7 ділянки регулювання.

Вихідні дані:

• Температура печі 880 ° С

• Температура минає диму 870 ° С, I = 327

 ккал/м3

• Коефіцієнт витрати повітря а = 1,2

• Початкова температура металу 800 ° С

• Кінцева температура металу 850 ° С

Розрахунок:

КІТ

η = (33101-12,52) * 327) / 33101 = 0,48

Втрати тепла в робочому просторі 1,68 * кДж/год

Мх.х = Qпот / η = 1,68 * 106/0, 48 = 3,48 * кДж/год

Тепло на нагрів металу:

Q мет = Р * Δі = 14000 * 48,6 = 5,53 * кДж/год

Робоча теплова потужність:

Мр = 5,53 * 106/0, 48 = 11,5* кДж/год

Загальна теплова потужність:

Мзаг = (3,48 +11,5) * 106 = 14,98* кДж/год

Часова витрата палива:

Вч = 14,98 * /33101 = 453 м3 / год

      Загальна розрахункова витрата природного газу становить 4425 м3 / ч. Ця витрата газу забезпечує підтримку заданого температурного режиму по всіх ділянках регулювання секційної печі. Швидкість 22 м / хв проходження труб розміром 426 * 8 мм через піч забезпечує нагрів цих труб при середній температурі ділянок печі.(1 -4 ділянка регулювання 100-1200 ° С;5 ділянка регулювання 950-1000 ° С;6-7 ділянку регулювання 900-1000 ° С).

1.5.5. Тепловий баланс печі.

1. Визначення складових теплового балансу:

а). Прибуткова частина балансу:

• тепло горіння палива

• фізичне тепло повітря на горіння

б). Витрата частина балансу:

• тепло витрачений на нагрівання металу

• втрати тепла на охолодження роликів

• втрати тепла з вибивають через вікна посада та видачі печ-ними газами

• Втрати тепла із газом димовими газами

• втрати тепла при випромінюванні через вікна посада та видачі

• втрати в навколишнє середовище через кладку

Вихідні дані використовувані при розрахунках.

Vгаз - витрата природного газу на піч, м3/год 4425

Qpн-теплота згоряння природного газу, кДж/ 33101

Vвоз - витрата повітря на горіння, /год 54530

Пр - продуктивність печі при нагріванні металу, кг / год 63428

Тмет - температура нагріву металу, ° С 910

Vдим - кількість продуктів згоряння перед рекуператором, /год 59530

Тдим - температура продуктів згоряння, ° С 1100

Vвод - кількість води на охолодження роликів печі, /год 290

Тнач.вод. - Температура води, що поступає на охолодження, ° С 10

Ткон вод - температура води після охолодження роликів, ° С 37

Fпов - площа поверхні печі, 371

Токр - температура навколишнього повітря, ° С 390

Твих- температура вихідних газів, ° С 1140

Тпіч - температура робочого простору печі, ° С 1150

q - тепловий потік через кладку печі, кДж/м3 годину 6914

Розрахунок статей приходу і витрати тепла:

а). Прибуткова частина балансу:

• Хімічна теплота згоряння палива

Qхім. = Vгаз * Q газ (1.27)

де:

Vгаз - витрата природного газу на піч, м3/год

Q _р^н -теплота згоряння природного газу, кДж/м3

Qхім. = 4425 * 33101 = 146,4 *10⁶ кДж/м³

• Тепло внесене підігрітим повітрям

Q_ф.т. = V_пов.* С _пов. * Т_пов. (1.28)

де:

V_пов - витрата повітря на горіння, м3/год

Т_пов.- температура підігрітого повітря, ° С

С _пов - теплоємність повітря при, кДж/м3 До

Qф.т. = 59532 * 1,328 * 390 = 27,2 * 10⁶ кДж/м³ (1.29)

б) Видаткова частина балансу:

• Тепло, витрачене на нагрівання металу:

Q_мет. =П_р*С_мет*Т _мет. (1.30)

де:

П_р - продуктивність печі при нагріванні металу, кг / год;

Т _мет - температура нагріву металу, ° С

С_мет - теплоемкрсть металу при, кДж/м³ К

Qмет. = 64500 * 0,624 * 910 = 37,3 *10⁶ кДж/м³

• Втрати тепла на охолодження роликів:

Q _охл.р =V_вод * С_вод * ( Т _кін.в – Т_поч.в ) (1.31)

де:

V_вод - кількість води на охолодження роликів печі, м3/год

С_вод - теплоємність води, кДж/м3 До

 Т_поч.в - температура води, що поступає на охолодження, ° С

Т _кін.в - температура води після охолодження роликів, ° С

Q охл.р = 290 * 4,19 * (37 - 10) = 32,8 *10⁶ кДж/м³

• Втрати з вибивають через вікна грубними газами

Q _выб =F_вік√(Р _піч2*g*(Т_нав +273))/(Y_вих*(Т_піч+273))* С_вих *Т_вих*3600 (1.32)

де:

F_вік - площа вікна посада та видачі, загальна, м2

Р _піч- тиск у печі, МПа

Т_нав - температура навколишнього повітря, ° С

Т_вих - температура вихідних газів, ° С

Y_вих - щільність вихідних газів, кг / м

С_вих - теплоємність вихідних газів, кДж/м3 К

Тпіч - температура робочого простору печі, ° С Q _выб =36√(1,5*10*(390+273))/(1,25*(1150+273))* 1,835*1140*3600=17,2 * 10⁶ кДж/м³

• Втрати тепла з вихідними димовими газами:

Q _np.зг = V_д * С_д * Т_д (1.33)

де:

V_д - кількість продуктів згоряння перед рекуператором, /час

Т_д- температура продуктів згоряння, ° С

С_д - теплоємність диму при 900 С, кДж/м3 К

Q _np.зг = 59530* 1,45* 900=67,2*10⁶ кДж/м³

Втрати в навколишнє середовище через кладку:

Q_клад.=q* F_клад. (1.34)

де:

F_клад - площа поверхні печі, м²

q - тепловий потік через кладку печі, кДж/м3 год

Q_клад.=6914* 371=11,7* кДж/м³

Результати розрахунків теплової роботи печі.

1.Загальна витрата тепла при нагріванні труб склала 173,7 * 106 кДж/м3.

При цьому:

• Тепло від спалювання палива склало 146,5 * 106 кДж/м3;

• Тепло внесене підігрітим повітрям склало 27,2 * 106 кДж/м3;

2.Безпосередньо на нагрів металу використано 37,3 * 106 кДж/м3.

 3.Втрати тепла склали:

• З вихідними продуктами горіння 67,2 * 106 кДж/м3;

• При охолодженні роликів 32,8 * 106 кДж/м3;

• Від вибивання пічних газів через нещільності і вікна завантаження та видачі 17,2 * 106 кДж/м3;

• Через кладку і при акумуляції тепла кладкою в період простоїв 11,7 * 106 кДж/м3;

• Решта втрати 7,5 * 106 кДж/м3.