Утилизация тепла в металлургических печах

Утилизация тепла в металлургических печах

 

Дымовые газы, покидающие рабочее пространство печей, имеют высокую температуру и поэтому уносят с собой значительное количество тепла. Например, в мартеновских печах из рабочего пространства с дымовыми газами уносится около 80% всего тепла, поданного в рабочее пространство, в нагревательных печах 60%. Из рабочего пространства печей дымовые газы уносят с собой тем больше тепла, чем выше температура дымовых газов и чем ниже коэффициент использования тепла в печи. Поэтому целесообразно обеспечивать утилизацию тепла отходящих дымовых газов, которая может быть выполнена принципиально двумя методами: с возвратом части тепла, отобранного у дымовых газов, обратно в печь и без возврата этого тепла в печь. Для осуществления первого метода необходимо тепло, отобранное у дыма, передать идущим в печь газу или воздуху. Для этого широко используются теплообменники рекуперативного и регенеративного типа, применение которых позволяет повысить к.п.д. печного агрегата, увеличить температуру горения и сэкономить топливо.

Следует отметить, что единица тепла, отобранная у дыма и вносимая в печь воздухом или газом оказывается ценнее единицы тепла, полученной в печи в результате сгорания топлива т.к. не влечет за собой потерь тепла с дымовыми газами. Утилизация тепла отходящих дымовых газов позволяет достичь экономии топлива.

Кроме экономии топлива, применение подогрева воздуха сопровождается увеличением калориметрической температуры горения.

Утилизация тепла отходящих дымовых газов с возвратом в печь можно осуществить в теплообменных устройствах регенеративного и рекуперативного типов. Регенеративные теплообменники работают при нестационарном тепловом состоянии, рекуперативные при стационарном.

 

 

Конструкции регенераторов

 

Регенераторы состоят из трех конструктивных элементов:

1) основной камеры, ограниченной сводом, стенами и лещадью;

2) насадки, служащей для отбора тепла от продуктов сгорания, аккумуляции этого тепла и передачи его нагреваемому воздуху или газу;

3) наднасадочного и поднасадочного пространств, которые служат для подвода и отвода газов, поступающих в регенераторы.

Наиболее ответственным элементом регенераторов является их насадка. Правильно выбранное соотношение основных размеров насадки и сечения ее ячеек обеспечивает необходимый тепловой режим работы мартеновской печи.

К основным размерам насадок регенераторов относятся высота, ширина и длина. Важное значение для конструкции регенератов имеет правильно выбранное соотношение этих величин.

Высота насадки имеет решающее значение в конструкции и тепловой работе регенератора. При одинаковом объеме насадок и

чем больше ее высота, тем меньше площадь для прохода газов, больше скорость их движения по ячейкам насадки и лучше теплообмен между кирпичом насадки и газами. Поэтому в высоких насадках всегда достигается лучший подогрев воздуха или газа. В то же время у чрезмерно высоких насадок есть и ряд недостатков. С увеличением скорости движения продуктов сгорания в регенераторах стойкость насадки значительно снижается, кирпич быстрее изнашивается (оплавляется). Высокие насадки создают большое сопротивление прохождению дыма и для нормальной тяги требуют строительства более высоких дымовых труб или большего разрежения дымососа. Помимо этого, при высоких насадках приходится сооружать высокие рабочие площадки или заглублять регенераторы в землю, что удорожает строительство печи.

Высота насадки должна быть оптимальной, обеспечивающий необходимый подогрев газа и воздуха при хорошей стойкости кирпичной кладки. Высота насадки определяется «коэффициентом стройности» воздушной насадки:

 

где - высота насадки, м;

- площадь сечения камеры регенератора, м².

Для мартеновских печей, работающих на высококалорийном топливе (газе, мазуте), с подогревом только воздуха в регенераторах

Для печей, работающих с подогревом газа и воздуха в регенераторах

(меньшие значения относятся к печам максимальной мощности).

При меньшем значении К не обеспечивается достаточно равномерная работа объема насадки, что приводит к снижению подогрева воздуха (газа). Обычно применяемые толщины кирпичей: для насадок доменных воздухоподогревателей

2s = 40 – 60 мм, для насадок мартеновских и нагревательных печей 2s = 65-75 мм.

Для нормального расположения регенераторов в габаритах печного пролета и правильного распределения газов по всему сечению насадки длина насадки обычно принимается в 1,3 – 1,5 раза больше ширины. Получаемая при этом ширина насадки хорошо сопрягается с шириной примыкающего к ней шлаковика. Основные размеры насадки выбирают с учетом размеров кирпича, из которого ее выкладывают, и температурных швов для расширения насадки.

Отступление от оптимальных ширины и длины регенераторов приводит обычно к неравномерному распределению продуктов сгорания по сечению насадки и как следствие – к плохому подогреву в ней газа и воздуха или пониженной стойкости огнеупоров.

Регенераторы мартеновских печей работают в условиях высоких температур и интенсивной шлаковой атаки. Температура дымовых газов на входе в регенератор составляет 1500 – 1600^оС, температура подогрева газа и воздуха 1100 – 1250^оС. Температура продуктов сгорания отходящих из регенераторов составляет 500 – 650^оС. Для улавливания плавильной пыли перед регенераторами предусмотрены как стационарные, так и выдвижные шлаковики. В мартеновских печах устанавливают как однооборотные так и двухоборотные регенераторы. В однооборотных насадках (рис.3, б) верхние 20 рядов обычно выполняют из форстерита, хорошо сопротивляющегося воздействию окислов железа, в нижние – из шамота. Первую по ходу дыма (горячую) камеру двухоборотных насадок изготовляют из форстерита, вторую – из шамота. В однооборотных регенераторах обычно применяют насадку Сименса с ячейками размерами 150х150 и 180х180 мм.

 

 

Рис.3. Регенераторы (а – двухоборотный, б – однооборотный)

мартеновских печей.

Регенеративные насадки

 

Размеры кирпича, из которого делают насадку, например его толщина, а также размеры, характеризующие взаимное расположение кирпичей в насадке (например, величина ячейки), наконец форма кирпичей и их общая компоновка должны обеспечивать:

1) максимальную теплоотдачу в единице объема насадки;

2) длительность срока службы насадки;

3) минимальные затраты на сооружение.

Ячейкой называют самый узкий проход для газов (в горизонтальной плоскости соприкосновения кирпичей). Обычно ячейки квадратные, поэтому их размер обозначают двумя одинаковыми цифрами, например 120х120 мм.

Самую простую насадку Сименса выкладывают из обыкновенного кирпича. Как видно на рис.4,а кирпичи кладут горизонтальными рядами на ребро.

 

 

 

Рис 4. Регенеративные насадки:

а – Сименса колодцами; б – Петерсена; в – Каупера гладкими каналами; г - брусковая

 

На рис.4, а изображена насадка колодцами – все ячейки расположены по одной вертикали и образуют как бы колодец.

Если ячейки сместить одну относительно другой на полшага, то получится насадка в разбежку или шахматная. Однако ее используют редко, так как она сильно заносится пылью.

Насадка Петерсена немного отличается от насадки Сименса; ее выкладывают из специальных кирпичей рис.4, б с уступами, фиксирующими положение кирпича при кладке.

Брусковую насадку рис.4, г выкладывают как и две предыдущие, но из специального, так называемого брускового кирпича квадратного сечения.

Насадка Каупера совсем другой конструкции и, как видно из рис.4,в ее поверхность нагрева представляет собой сплошные вертикальные колодцы. Горизонтальные поверхности кирпичей соприкасаются и в теплообмене не участвуют.

Насадка создает своеобразные условия для потока газов. Например, насадка Сименса, Петерсена и особенно брусковая сильно турбулизируют поток газов и интенсифицируют теплопередачу конвекцией. Поэтому известные формулы для труб не могут дать при расчете удовлетворительных результатов, и регенеративные насадки необходимо исследовать как самостоятельный объект конвективного теплообмена.

Для этих насадок была получена формула

 

Nu = A*Reⁿ (1)

где Re определяют по размеру кирпича и действительной скорости газов в самом узком сечении насадки.

Для насадки Каупера со сплошными гладкими каналами была получена формула

 

a_к = 0,021(l_т/0,045)Re^0,8 вт/(м²град) (2)

 

где l_т – коэффициент теплопроводности газа, вт/м*град).

 

Исследования показали, что размер ячейки очень слабо влияет на величину конвективного коэффициента теплопередачи.

Как показал опыт, уже в 8 – м ряду от входа газов в насадку теплообмен стабилизируется. Для этого ряда в таблице 2 приведены значения коэффициентов A и n в уравнении (1) для различных регенеративных насадок.

 

Таблица 2

Значения коэффициентов А и n

 

Тип насадки	Размер ячейки, мм	А	n	Значение критерия Re
Сименса сплошными каналами	165х165 120х120 50х50	0,2 0.193 0,045	0,61 0,62 0,78	600-13500 650-15000 900-18000
Петерсена 1 полка 20 мм) Петерсена 2 (с полкой 40 мм и уменьшенной высотой)	120х120   120х120	0,034   0,025	0,79   0,8	650-17000   2000-17000

 

продолжениетаблицы 2

Тип насадки	Размер ячейки, мм	А	n	Значение критерия Re
Брусковая	120х120	0,072	0,74	550-14000
Сименса, шахматная насадка	120х120	0,149	0,68	650-16500
Каупера	Любого размера при	0,02¸0,018 0,046	0,8 0,8	Re>4500 Re=2500¸
Из блочного кирпича с горизонтальными проходами и вертикальными выступами d=0,031 (рис.2,в)	45х45	0,035	0,8	2240-18000
Из блочного кирпича со щелевыми канала-ми и горизонтальными проходами d=0,043 (рис.2,г)	125х25	0,022	0,8	4000-14000

 

 

В качестве определяющего размера d для насадки Каупера принимаем размер ячейки, а для насадок Сименса, Петерсена и брусковой – эквивалентный диаметр наименьшего поперечного сечения кирпича

 

 

где w_к – площадь наименьшего поперечного сечения кирпича, м²;

П_к – периметр того же сечения кирпича, м.

Для насадки из блочного кирпича с горизонтальными проходами рис.2.в, г) значения d приведены в таблице 2.

Для насадки Каупера при отношении используется формула

(3)

где Н – высота насадки.

Для насадок доменных воздухоподогревателей скорость продуктов сгорания при нормальных условиях принимаем в пределах w = 1,5 – 2 м/с, для насадок мартеновских и нагревательных печей w = 0,7 – 0,8 м/с. Некоторое повышение скорости может быть допустимо для мартеновских печей, снабженных котлами-утилизаторами, где допускается некоторое увеличение тяги, создаваемое дымососами котлов.

 

Как видно из рис.5, наилучший коэффициент теплопередачи a_v обеспечивает брусковая насадка, что объясняется наличием наибольшего количества горизонтальных щелей по ее длине, турбулизирующих поток. Необходимо отметить, что насадка Петерсона 2 (сплющенная по высоте) несмотря на сильно развитую поверхность нагрева рис.6 дает пониженный по сравнению с насадкой Петерсона 1 коэффициент теплопередачи a_v.

 

 

 

Рис.5Значения объемных коэффициентов теплопередачи конвекцией для различных регенеративных насадок (w_o=1 м/с, температура газов 1200^оС)

 

 

Рис 6. Удельная поверхность нагрева Н регенеративных насадок в зависимости от размера ячейки: b – толщина кирпича, мм

 

Это объясняется близостью горизонтальных поверхностей, слабо обдуваемых газами, и, следовательно, не принимающих активного участия в теплопередаче, а также тем, что узкие горизонтальные щели слабо турбулизируют поток газов.

Наименьшее значение a_v дает насадка Каупера с гладкими каналами, так как в ней отсутствуют турбулизирующие газовый поток элементы.

Там, где опасность засорения невелика, наиболее эффективной является брусковая насадка.

Однако окончательный выбор насадки определяется не только уровнем теплопередачи в ней, но и рядом других условий. Например, насадка Сименса сооружается быстрее, чем брусковая, так как надо меньше класть рядов кирпичей. В насадке Петерсона, кроме того, самим же кирпичом фиксируется при кладке размер ячейки.

 

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА РЕГЕНЕРАТОРОВ

Поверхность нагрева

 

(7)

где — суммарный коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания к воздуху (газу), кдж!(м²• цикл• град).

 

(8)

 

 

гдеа_д и а_в — коэффициенты теплоотдачи от

продуктов сгорания к стенкеи от стен-

ки к воздуху (газу), вт/(м² град);

т_д и т_в — длительность дымового и воздушно-

го (газового) периодов, ч;,

 

Ψ - коэффициент, корректирующий внутрен-

нее тепловое сопротив­ление насадки

при реальных циклических условиях

ее работы;

s_s — эффективная полутолщина кирпича, м;

λ — коэффициент теплопроводности материа -

ла кирпича, Вт/м град);

р — объемная плотность кирпича

насадки, кг/м³;

с- теплоемкость кирпича насадки,

кДж(/кг*град);

ζ — коэффициент гистерезиса температуры насадки средней помассе в дымовой и воздушный периоды.

Обычно значение вычисляют отдельно для верха и низа насадки и затем полученные значения усредняют.

 

Величину определим по формуле

 

ε_эф =3,6*(1-v)/f₁

где v — удельный объем насадки, м²/ м³;

f₁ — удельная поверхность нагрева, м²/м³.

Для приближенного определения а_л можно использовать график рис.7, построенный для кауперовской насадки. В случае применения насадок других типов найденная из графика величина а_л умножается на поправочный коэффициент:

k_попр = 4/df₁ *(1 - v),

где d — размер ячейки, м.

 

Рис.7.Номограмма для определения коэффициента теплоотдачи излучением в насадке Каупера. Продукты сгорания: 1- коксового газа; 2 – природного газа; 3 – мазута; 4 – доменного газа, горючие газы; 5 – доменный; 6 – смешанный коксодоменный; 7 – коксовый.

Для определения теплоотдачи конвекцией и служит расчетная формула (2).

Обычно применяемые в практике толщины кирпичей: для насадок Каупера доменных воздухонагревателей 2*s — 40—60 мм,для насадок мартеновских и нагревательных печей 2*s = 65—75 мм.

В теплотехническом отношении целесообразно, чтобы вся толщина кирпича принимала участие в процессе аккумуляции тепла. Для этого необходимо, чтобы коэффициент аккумуляции тепла в кирпиче насадки n_к>1/3. Значение n_k, по И. Д. Семикину, находят из выражения

где ;

= т_д + т_в — суммарная длительность цикла, ч.

Если при расчете окажется n_к< 1/3, то целесообразно уменьшить толщину кирпича. Даже в практике мартеновских печей известны случаи, когда толщина кирпича уменьшалась до 2*s = 40—50 мм.

Значение s_э (эффективная полутолщина кирпича) может быть рассчи­тано по формуле

s_э= v/f₁

В случае n_k>1/3 для всех насадок рекомендуется принимать зна­чение Ψ=1/3, кроме брусковой, для которой Ψ=1/4.

 

Результаты моделирования процесса аккумуляции кирпича насадки показали, что приближенное значе­ние ζ = 10 может быть приемлемо для регенераторов мартеновских и нагревательных печей.

Существует оптимальное в теплотехническом отношении время между перекидками клапанов.

Для мартеновских и нагревательных печей t_д = t_в. Величина t_д может составлять для периодов, мин:

Завалки 10—16

Плавления 6—12

Доводки 5—10

Для нагревательных колодцев значение t_д также колеблется в преде­лах 6—15 мин.

Объем насадки

 

(9)

 

Площадь поперечного сечения насадки в свету

(10)

где — расход продуктов сгорания, проходящих через насадку, м³/сек (при нормальных условиях);

ω_до — скорость дыма в насадке, м/сек.

 

Общая площадь поперечного сечения насадки

Ω=ω/f₂(11)

где f₂ — удельное живое сечение насадки, м²/м^г.

Масса кирпича в насадке

M_K=Vru (12)

где r — объемная плотность кирпича насадки, кг/м³

u — удельный объем насадки, м³/м³.

Значения f₁и f₂ и для насадок различных типов могут быть определены по рис. 8-11.

Если размеры ячейки насадки Каупера выходят за пределы значений, представленных на графиках, то можно использовать следующие фор­мулы:

 

f₁=4a/(a+2s)²(13)

 

f₂=a²/(a+2s)² (14)

 

u=1-a₂/(a+2s)² (15)

Для насадки из блочного кирпича с полуцилиндрическими выступами (см. рис. 2,в ): f_l = 38,1 м²/м³; f₂ = 0,2925 м²/м²; v = 0,7 м³/м³. Для насадки из блочного кирпича со щелевыми каналами, ячейкой 120x25 мм и горизонтальными проходами с шагом 190 мм (см. рис.2,г ) f ₁ = 36,78 м²/м²; f ₂ = 0,3861 м²/м²; v = 0,581 м³/м³.

 

Рис.8 Удельная поверхность нагрева f₁, удельный объем v и живое сечение f₂насадки Каупера

 

Рис.9Поверхность нагрева в 1 м³ насадки f₁, объем кирпича в 1 м³v и живое сечение f₂насадки Сименса сплошными каналами и шахматным расположением (вразбежку), мм:1 – b = 50; 2 –b =65; h = 115; 3 –b = 75; h =150

 

Рис.10Поверхность нагрева в 1 м³f₁насадок из брускового кирпича:1 – b = h = 50 мм; 2 – то же, 65 мм; 3 – то же,75 мм. Удельный объем и живое сечение этой насадки можно определить по графику для насадки Сименса (см. рис.9)

 

 

Рис.11. Поверхность нагрева в 1 м³ (а), объем кирпича в 1 м³ и живое сечение (б) насадок Петерсена, мм: 1 –b = 50; h - 115; 2 -b= 65; h - 115; 3 –b = 75; h - 150; 4 –b = 50; h– 115; 5 - b = 65; h = 115; 6 –b = 75; h = 140

 

 

Потери давления на трение

 

Потери давления на тре­ние могут быть определены по формуле

(19)

Коэффициент потери динамического давления к_тр опреде­ляет условия, в которых движется поток, и зависит от характера движения газа, состояния поверхности канала, его длины () и эк­вивалентного диаметра d_экв

(20)

где - коэффициент трения.

Эквивалентный гидравлический диаметр канала любого се­чения равен отношению учетверенной площади сечения канала (4F) к его периметру Р, т.е.:

(21)

При этом следует учитывать, что эквивалентный диаметр системы равных параллельных каналов равен диаметру одного канала.

Коэффициент трения зависит от физических свойств пото­ка, от характера движения, газа - ламинарного или турбулентного, его скорости и шероховатости стенок канала. При ламинарном движении все частицы газа движутся параллельно оси канала и в этом случае бугорки шероховатости находятся в пристеночном подслое, а следовательно возмущений потока, связанных с не­ровными стенками канала, не наблюдается. То есть разница в сопротивлениях каналов, отличающихся только шероховатостью, отсутствует.

В этом случае

(22)

где А - коэффициент формы сечения канала смотри в табл. 3.

 

Таблица 3

Значения эквивалентного диаметра d_экв и коэффициента формы

ФОРМА СЕЧЕНИЯ КАНАЛОВ	dэкв	А
Круг с диаметром d	d
Квадрат со стороной а	а
Прямоугольник со сторонами а х в при а/в =0,1	1,81 а
= 0,2	1,67 а
= 0,25	1,60 а
ФОРМА СЕЧЕНИЯ КАНАЛОВ	dэкв	А
= 0,33	1,50 а
= 0,5	1,30 а

Пример расчета регенератора мартеновской печи

 

Задание. Произвести тепловой расчёт и определить основные размеры воздушного регенератора

Температура воздуха на входе в насадку	45°C
Средняя температура подогрева воздуха	980°C
Вид топлива	Прир.газ-20% Мазут-80%
Максимальная тепловая нагрузка	56,5МВт
Температура продуктов горения на входе в насадку	1500°C
Средний коэффициент расхода воздуха в регенераторе	1,5
Тип насадки	Каупера
Размер ячейки	100x100
Продолжительность периодов	10 мин
Влагосодержание природного газа	10г/м3

 

 

Состав сухого природного газа

CH₄ = 95,6%

C₂H₆ = 0,7%

C₃H₈ = 0,4%

C₄H₁₀ = 0,2%

C₅H₁₂ = 0,2%

N₂ = 2,8%

CO₂ = 0,1%

 

Состав мазута

W^р = 1,4%

A^р = 0,16%

S^р = 0,8%

C^р = 87,6%

H^р = 9,1%

N^р = 0%

O^р = 0,9%

 

 

РАСЧЁТ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА

 

Расчёт горения мазута

 

Принимаем величину коэффициента расхода воздуха . Мазут распыливается паром, расход которого составляет мазута.

Расход кислорода на горение:

Теоретический расход воздуха:

Действительный расход воздуха:

Объёмы отдельных составляющих продуктов сгорания:

 

 

Суммарный объём продуктов сгорания:

Состав продуктов сгорания в процентах:

 

Теплота сгорания мазута:

 

Расчёт горения смеси

 

Суммарный расход воздуха:

Объёмы компонентов продуктов сгорания находим следующим образом:

 

Суммируя объёмы отдельных компонентов продуктов сгорания, получим суммарный объём продуктов сгорания газомазутной смеси:

Состав продуктов сгорания в процентах:

 

 

Плотность продуктов сгорания:

 

 

Теплота сгорания газомазутной смеси:

 

 

Расчет калориметрической температуры горения смеси проводится по методу последовательных приближений

 

 

 

Найдём энтальпию продуктов сгорания при температуре (Приложение 1)

Поскольку , принимаем . Тогда:

 

 

Найдём калориметрическую температуру горения газомазутной смеси:

Действительная температура горения ():

,

где - пирометрический коэффициент (0,75),

- калориметрическая температура,

 

РАСЧЁТ НАСАДКИ РЕГЕНЕРАТОРА

 

Энтальпия воздуха на входе в насадку:

Конечная температура воздуха:

Энтальпия воздуха на выходе:

Количество воздуха, проходящего через насадку:

Тепло, затраченное на нагрев воздуха:

 

Среднелогарифмическая разность температур:

 

 

Тогда:

Скорость дымовых газов в мартеновской печи принимаем равной 1м/с, тогда скорость воздуха равна:

Энтальпия дымовых газов при :

Энтальпия дымовых газов при :

Расход дымовых газов:

 

Средние температуры верха и низа насадки в дымовом и воздушном периоде и за весь цикл:

 

Скорости дыма и воздуха при заданных температурах:

 

 

 

Таблица 5.

Определение коэффициентов теплоотдачи

 

Наименование, обозначение единицы измерения величины	Расчётная формула и источник	Верх камеры	Низ камеры
дым	воздух	дым	воздух
Средние за период температуры дыма и воздуха, °C	см. в тексте		763,13		284,4
Коэффициент теплопроводности дыма и воздуха , Вт/(м·град)	Приложение 2	13,5	7,007	10,01	4,504
Кинематическая вязкость дыма и воздуха , м2/с	»»»	246,5	127,47	152,5	46,2
Определяющий размер канала, м.	см. в тексте	0,1	0,1	0,1	0,1
Действительная скорость воздуха и дыма, м/с		5,762	4,68	4,297	2,52
Re			3671,4		5453,8
Nu		23,04	17,064	26,75	23,42
Коэффициент теплоотдачи конвекцией , Вт/(м2·град)		31,104	11,96	26,78	10,55
Коэффициент расхода воздуха	см. в тексте	1,5		1,5

 

Продолжение таблицы 5

Коэффициент теплоотдачи излучением , Вт/(м2·град)	[рис.7]
, Вт/(м2·град)		57,1	11,96	42,78	10,55

 

Поверхность нагрева насадки:

Объём кирпича насадки:

Живое сечение насадки:

Таблица 6.

Температура кирпича, физические величины материала и коэффициент аккумуляции тепла для верхней и нижней половины регенеративной насадки.

Наименование величин	Расчётная формула	Верх камеры (форстерит)	Низ камеры (шамот)
Средняя температура кирпича насадки, °C	См. в тексте
Объёмная плотность , кг/м3
Коэффициент теплопроводности , Вт/(м·град)	Приложение 2	1,59	1,13
Теплоёмкость , кДж/(кг·град)	»»»	1,32	1,12
Коэффициент температуропроводности , м2/ч		0,00172	0,00180
Эквивалентная толщина кирпича (при )		0,031	0,031
		0,298	0,3122
Коэффициент аккумуляции тепла		0,183	0,1897

 

При расчёте коэффициента аккумуляции тепла в случае полутолщины кирпича оказалось , т.е. в этом случае целесообразно было бы уменьшить толщину кирпича. Однако дальнейшее уменьшение толщины кирпича для данной насадки нецелесообразно из-за возможного ухудшения её стойкости.

Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к воздуху () равен:

где и - коэффициенты теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке и от стенки воздуху, Вт/(м²·град);

и - длительность дымового и воздушного периодов, ч.;

- коэффициент, корректирующий внутреннее тепловое сопротивление насадки при реальных циклических условиях её работы;

- эффективная полутолщина кирпича, м.;

- коэффициент теплопроводности материала кирпича, Вт/(м·град);

- объёмная плотность кирпича насадки, кг/м³;

- теплоёмкость кирпича насадки, кДж/(кг·град);

- коэффициент гистерезиса температуры насадки средней по массе в дымовой и воздушный периоды.

Принимаем , . Тогда:

В среднем (для насадки в целом):

Плотность нагрева насадки:

Объём насадки:

Площадь горизонтального сечения насадки в свету:

Общая площадь горизонтального сечения насадки:

Высота насадки:

 

 

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

 

 

Рисунок 1 – Схема дымового тракта

 

По максимальной тепловой нагрузке, равной 56,5 МВт принимаем емкость печи G = 600 т.

Высота шлаковика	5,3м.
Расстояние от оси до торцевой стенки	4,1м.
Расстояние от оси печи до насадки регенератора	7,9м.
Высота окна из шлаковика в регенератор	1,75м.
Длина насадки	7,4м.
Высота насадки	7,8м.
Высота поднасадочного пространства	1,785м.
Высота наднасадочного пространства	1,6м.
Ширина шлаковика	5,5м.
Высота борова	3,3м.
Ширина борова	2,2м.
Площадь сечения борова	6,8м2

 

Расстояние между точками, м.

1-2	2,4	6-7	4,91
2-3	0,475	7-8
3-4	2,4	8-9	12,11
4-5	4,7	9-10
5-6	4,825	10-11

 

 

Коэффициент расхода воздуха в каждой точке:

т.1	α1 = 1,15	т.7	α7 = 1,35
т.2	α2 = 1,15	т.8	α8 = 1,40
т.3	α<