Кольцевая печь с вращающимся подом

Боковые стены и под: шамот (348), шамотный легковес класса А  ШЛ – 0,6 (232), базальтовый картон (10), общая толщина 590 мм; свод: шамот (232), шамотный легковес ШЛ – 0,6.

Площадь теплоотдающей  поверхности:

По участкам площадь теплоотдающей поверхности стен:

  .

;

;

;

.

По участкам площадь  теплоотдающей поверхности пода:

.

;

;

;

.

 

 

 

 

 

 

Таблица 7

Потери тепла через  кладку

№	Наименование, единица  измерения	Обозначение	Расчетные участки
			I	II	III	IV
1	Температура внутренней поверхности кладки,		940	1090	1200	1280
2	Материал (толщина, мм) кладки	-	Боковые стены и под: шамот (348), шамотный легковес класса А  ШЛ – 0,6 (232), базальтовый картон (10), общая  толщина 590 мм; свод: шамот (232), шамотный легковес ШЛ – 0,6.
3	Площадь теплоотдающей  поверхности, : Стен Пода Свода		27,66 74,28 74,28	51,51 138,32 138,32	51,51 138,32 138,32	38,43 103,2 103,2
4	Удельный тепловой поток  через кладку, : Стен  Пода Свода		0,88 1,4 1,16	1 1,2 1,43	1,2 1,2 1,7	1,3 1,6 1,87
5	Потери тепла через  кладку, кВт: Стен  Пода Свода		24,3 103,9 86,16	51,51 165,98 197,8	61,81 165,98 235,14	50 165,12 192,98
	Общие по участкам		214,4	415,3	462,93	408,1
	Общие по печи		1500

 

Потери тепла через  кладку:

,

 где:  - удельный тепловой поток через кладку, ;

         - площадь теплоотдающей поверхности кладки, .

 

 

 

 

 

2.10. Потери тепла излучением через окна печи

Таблица 8

Потери тепла излучением через окна печи

№	Наименование, единица измерения	Обозна чение	Расчетные участки
			I	II	III	IV
1	Температура излучающей среды,	-	940	1090	1200	1280
2	Температура окружающей среды,	-	20
3	Размеры смотровых окон, м х м
4	Количество смотровых окон, шт.		6	5	7	7
5	Размеры окон загрузки и  выгрузки металла, м х м
6	Толщина футеровки у  окон, м		0,59
7	Соотношение размеров окон: Смотровых Загрузки и выгрузки		0,42 0,37
8	Коэффициент диафрагмирования окон: Смотровых Загрузки и выгрузки	Ф	0,33 0,75
9	Удельный тепловой поток  через окна, : Смотровые Загрузки и выгрузки		14,87 33,78	26,87 -	39,48 -	51,1 116,2
10	Площадь окон, : Смотровых Загрузки и выгрузки		0,375 2,24	0,313 -	0,438 -	0,438 2,24
11	Относительное время открытия окон: Смотровых Загрузки и выгрузки		0,1 0,5	0,1 -	0,1 -	0,1 0,5
12	Потери тепла излучением через окна, кВт Смотровые Загрузки и выгрузки Общие по участкам		0,56 37,8 38,4	0,84 - 0,84	1,73 - 1,73	2,24 130,14 132,4
	Общие по печи		173,4

 

Удельный тепловой поток  через окна:

,

 где:  - температура излучающей среды (печи);

         - температура тепловоспринимающей среды (наружная температура);

         Ф- коэффициент диафрагментирования, который определяют в зависимости от соотношения размеров отверстия.

Смотровые окна по участкам:

;

;

;

.

Окна загрузки и выгрузки по участкам:

;

.

Площадь окон:

Смотровых окон по участкам: .

;

;

;

.

Окна загрузки и выгрузки по участкам:

.

 

 

Потери тепла излучением через окна:

,

  где:  - удельный тепловой поток излучением из i- того отверстия;

          - площадь i- того отверстия;

          - доля времени открытия i- того отверстия.

Смотровые окна по участкам:

;

;

;

.

Окна загрузки и выгрузки по участкам:

; .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.11. Статьи тепловых балансов расчетных участков

 

Таблица 9

Статьи тепловых балансов расчетных участков

№	Наименование, единица  измерения	Обозна чение	Расчетные участки
			I	II		III	IV
Приход тепла
1	Химическое тепло топлива		-
2	Физическое тепло воздуха		-
3	Тепло экзотермических  реакций окисления железа		-		125,6	502	628
4	Тепло продуктов сгорания, приходящих из предыдущего участка						-
Расход тепла
5	Расход тепла на нагрев металла		2625		4308	6570	2637
6	Потери тепла с уходящими продуктами сгорания
7	Потери тепла через  кладку		214,4		415,3	462,93	408,1
8	Потери тепла на охлаждение балок		70		-	-	230
9	Потери тепла излучением через окна		38,4		0,84	1,73	132,4
10	Неучтенные потери	-	294,78		472,4	703,5	317,8

 

Неучтенные потери принимают  равными 10% от суммы всех статей расходной части баланса без учета потерь тепла с уходящими продуктами сгорания:

.

По участкам:

;

;

;

;

Охлаждаемыми элементами печи являются балки на стороне загрузки и выгрузки заготовок, т.е. на расчетных участках I и IV. Принимаем с учетом поверхности балок расход воды на охлаждение балки со стороны выгрузки . Тогда расход тепла на нагрев воды, охлаждающей каждую балку, при подогреве воды , со стороны загрузки: , со стороны выгрузки:  , а общий на печь .

Неучтенные потери:

Тепловой баланс печи рассчитываем по формуле:

.

;

.

Участок IV:

;

.

Участок III:

;

 

.

Участок II:

.

 

 

Участок I: приход тепла ; расход тепла ; невязка            100(17537-16147)/17537=7,9%.

Проверяем также суммарный  расход топлива по участкам: ; невязка 100(3309-2850)/3309=13,8%.

Тепловые мощности зон:

; ; .

Удельный расход тепла:

,

 где:  - потребление тепла печью, кВт;

         Р- производительность печи, т/ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Горелки типа «труба в трубе» кольцевой печи

Расположение горелок  является наиболее важной характеристикой  печи. При широком кольцевом пространстве горелки устанавливаются с обеих  сторон печи (как с наружной, так  и с внутренней). Для автоматического контроля температуры в рабочее пространство печи на глубину 200 мм через кладку свода вводятся заделанные в фарфоровые трубки термопары. Контроль за тепловым режимом осуществляется по зонам, в зависимости от показания термопары или пирометра, устанавливаемых в каждой из зон. Регулирование температуры осуществляется при помощи регуляторов температуры Метакон 524, которые изменяют подачу топлива с помощью исполнительных механизмов. Это обстоятельство придает большую гибкость при настройке и регулировании режима нагрева, особенно при нагреве заготовок широкого сортамента и различных размеров.

Горелки для отопления  печи устанавливаются как в наружной, так и во внутренних стенках, ограничивающих кольцевое рабочее пространство, причем по длине нагревательной зоны устанавливаются более мощные горелки, чем в зоне выдержки.

Оптимальной высотой  для установки горелок, во избежание  оплавления торцов заготовки следует  считать высоту 400 – 500 мм над поверхностью нагреваемой максимального диаметра заготовки в условиях работы данной печи. Применение позонного режима отопления кольцевых печей облегчает создание положительного давления на поду.

Горелки типа «труба в  трубе» малой тепловой мощности разработаны  в двух исполнениях (ДВМ и ДНМ) пяти типоразмеров с диаметром носиков горелок от 20 до 50мм. Горелки малой тепловой мощности показаны на рис 1.

Обозначение горелок  состоит из букв и цифр: первая буква  Д – горелка дутьевая, вторая (В или Н) – исполнение горелки, третья (М, С или Б) – серия горелки, первая цифра – диаметр носика горелки (мм), вторая ( через косую) – диаметр газового сопла (мм).

При расстановке горелок  через 1 м максимальное количество горелок  .

Определим расход горелки  по зонам:

Вычислим количество горелок в каждой зоне:

Во второй зоне выбираем горелки ДВМ50, в третьей зоне ДВМ50, а в четвертой зоне ДВМ25.

Заключение

 

В данной работе представлен  проект кольцевой печи с вращающимся подом, предназначенной для нагрева заготовки перед прошивкой.

В ходе работы были произведены  теплотехнические расчеты кольцевой  печи, полный расчет горения топлива, тепловой баланс, компоновка рабочего пространства печи, выбор горелок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

1. Расчет нагревательных и термических печей. Справочник. Под редакцией Тымчака В.М. и Гусовского В.Л. Изд-во «Металлургия» Москва. 1970 г. Том I и II.

2. Современные горелочные  устройства (конструкции и технические характеристики). Справочник. Авторы: А.А. Винтовкин, М.Г. Ладыгичев, В.Л. Гусовский. Изд-во «Машиностроение – 1», Москва, 2001.

3. Рациональное сжигание газообразного топлива в металлургических агрегатах. Авторы: В.И. Маслов, А.А. Винтовкин, Г.М. Дружинин. Изд-во «Металлургия», Москва, 1987 г.