Печь как технологическое оборудование. Курсовая работа (т). Другое.
🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Печь как технологическое оборудование
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
2.2 Предварительное
определение основных размеров печи
2.4 Уточнение
основных размеров печи
2.6 Технико-экономические
показатели рабочей печи
Печь - технологическое оборудование,
в котором рабочим видом энергии является тепло и рабочее пространство которого
ограждено от окружающей среды. Разнообразие промышленных печей, используемых в
прокатных цехах, вызывает необходимость подразделения их на основные группы.
По условиям теплопередачи печи
подразделяют на печи с теплопередачей преимущественно излучением и конвекцией.
По тепловому режиму печи
подразделяют на печи, работающие по камерному режиму, и печи, работающие по
методическому режиму. В печах, работающих по камерному режиму, температура
рабочего пространства остается постоянной на протяжении всего времени работы
печи. В печах, работающих по методическому режиму, температура в печи
изменяется по длине печи или во времени.
Методические нагревательные печи
широко применяются в прокатных и кузнечных цехах для нагрева квадратных,
прямоугольных, а иногда и круглых заготовок.
По методу транспортировки металла
методические печи относятся к так называемым проходным печам. Ряд
соприкасающихся друг с другом заготовок заполняет весь под печи и продвигается
через печь при помощи толкателя. При загрузке в печь новой заготовки одна
нагретая заготовка выдается из печи.
Наиболее важными классификационными
признаками методических печей являются:
- температурный
режим печи (по длине);
- двусторонний
или односторонний характер нагрева металла;
- способ
выдачи металла из печи (боковая или торцовая выдача).
Кроме того, классификация выполняется
по виду нагреваемых заготовок, методу утилизации тепла отходящих дымовых газов,
виду топлива, числу рядов заготовок в печи.
Большое значение для работы
методических печей имеет способ выдачи металла из печи. Различают торцевую и
боковую выдачу металла. При торцевой выдаче необходим толкатель, который и
выполняет роль выталкивателя.
Методические печи предназначены для
нагрева перед прокаткой заготовок толщиной 40-350, шириной 40-1850 и длиной
1000-12000 мм с массой 50-40000 кг. В некоторых случаях в методических печах
нагреваются слитки толщиной 300-400 мм.
Методические печи работают, как
правило, на холодном посаде.
Печи называют
"методическими" потому, что в них осуществляется постепенный, методический
нагрев. Заготовка входит с одного конца печи, проталкивается специальным
устройством - толкателем через всю печь и, нагреваясь до заданной температуры,
выдается с противоположного конца печи.
Особенностью работы методических
печей является противоточное, т.е. взаимно противоположное движение
нагреваемого металла и продуктов сгорания топлива. Такая схема движения газов и
металла позволяет полнее использовать тепло дымовых газов.
Методические печи характеризуются
постоянным во времени тепловым и температурным режимами. Однако температура по
длине печи не остается постоянной: она постепенно повышается от одного конца
печи (от конца загрузки) к другому (к окну выдачи металла).
Вся печь по длине разделяется на
несколько зон. Металл (заготовки)поступает в зону наименьших температур.
Продвигаясь навстречу дымовым газам, он попадает в зону с более высокой
температурой и постепенно нагревается. Печи работают таким образом, что когда
нагретая заготовка выдается из печи, то холодная заготовка загружается с противоположного
конца. Таким образом, на поду печи по всей ее длине находится металл,
продвигающийся к окну выдачи.
Число и название зон в печи
определяются характером изменения температуры газов по длине печи.
Рисунок 1 - Четырехзанная
методическая печь
По числу зон печи подразделяются на
двух-, трех-, четырех- и пятизонные.
Основными зонами печи являются
методическая, сварочная и томильная.
Методическая зона отличается
изменяющейся по ее длине температурой.
Назначение этой зоны двоякое.
Во-первых, она служит для постепенного (методического) нагрева металла перед
его поступлением в зону высоких температур (сварочную). Как известно, в
интервале температур 0-600°С в металле при его быстром нагреве возникают
термические напряжения. Методическая зона позволяет нагревать металл в этом
интервале температур с небольшими скоростями и обеспечивает безопасный режим
нагрева.
Во-вторых, эта зона выполняет
функции утилизатора тепла. В методической зоне топливо не сжигается. Оно подается
в сварочную и томильную зоны, а в методическую поступают только продукты
сгорания. Горячие продукты сгорания, двигаясь навстречу холодному металлу,
отдают ему часть своего тепла, т.е. металл утилизирует тепло дымовых газов,
выходящих из зоны высокой температуры. В результате этого температура дымовых
газов понижается с 1350-1400°С в сварочной зоне до 800-1000°С в методической
зоне.
Из методической зоны подогретый
металл попадает в зону высоких температур - cварочную.
Основное назначение сварочной зоны - быстрый нагрев поверхности металла до
заданной конечной температуры. Для быстрого нагрева необходимо, чтобы
температуря газов в сварочной зоне превышала конечную температуру поверхности
на 150-250°С. Температура нагрева металла под прокатку зависит от марки стали,
технологии прокатки, типа стана, расстояния от печи до стана, размеров
заготовки и т.д. Обычно она равна 1150-1250°С. Поэтому в сварочной зоне
необходимо обеспечивать температуру 1300-1400°С.
Для повышения общего температурного
уровня и увеличения производительности печи вместо одной сварочной зоны делают
две или три, причем топливо подается во все сварочные зоны. Такая конструкция
позволяет увеличить длину зоны с наиболее высокой температурой и уменьшить
длину методической зоны. Все это приводит к более интенсивному нагреву
заготовок, сокращению времени их нагрева, но к несколько повышенному удельному
расходу тепла.
Заготовки на выходе из сварочной
зоны прогреты неравномерно. Температура их поверхности выше, чем в середине.
Для выравнивания температуры по сечению заготовок служит третья зона -
томильная . Томильная зона, как и сварочная, тоже отапливается. Однако ее
основное назначение не в нагреве металла, а в томлении, т. е. выдержке с целью
выравнивания температуры по сечению, поэтому к томильной зоне предъявляют
другие температурные требования, чем к сварочной. Топливо в томильную зону
подается в таком количестве, чтобы температура в томильной зоне превышала
конечную температуру нагрева металла на 50-70°С. При этом температура
поверхности металла не меняется, а температура середины подтягивается к
температуре поверхности.
Если в печи нагреваются тонкие
заготовки, то на выходе из сварочной зоны они прогреты уже достаточно
равномерно и в томильной зоне необходимости нет. В этом случае печь состоит только
из двух зон и называется двухзонной. Однако и в этом случае, с точки зрения
эксплуатации, удобнее иметь томильную зону, так как более низкая температура в
ней позволяет предупредить перегрев, пережог и сваривание (вследствие
оплавления поверхности рядом лежащих заготовок). Использование томильной зоны
позволяет также довести температуру металла до заданной с большей точностью.
Методические печи, имеющие
методическую, одну сварочную и томильную зоны, называются трехзонными, а режим
нагрева в них - трехступенчатым. Если печь имеет не одну, а две или три
сварочных зоны, то она называется соответственно методической четырехзонной или
пятизонной. В таких печах режим нагрева, так же как и в трехзонных,
трехступенчатый.
Утилизация тепла - вторичное
использование тепла отходящих дымовых газов.
- Повышение
калориметрической температуры горения топлива
- Повышение
КПД печного агрегата
- С возвратом
тепла в печь (регенераторы, рекуператоры)
- Без возврата
тепла в печь (котлы - утилизаторы)
Способы утилизации с возвратом тепла
в печь:
Регенератор - теплообменный аппарат,
предназначенный для подогрева топлива, воздуха и работающий при нестационарном
тепловом состоянии.
Регенератор представляет собой
камеру, заполненную многоядерной решеткой, выложенной из огнеупорных кирпичей.
Теплообменники регенеративного типа
имеют следующие недостатки:
- Регенераторы
не обеспечивают постоянную температуру подогрева воздуха и газа, которая
попадает по мере остывания кирпичей насадки и ограничивает возможность
применения автоматического регулирования печи;
- Прекращается
питание печи теплом при перекидке клапанов;
- При
подогреве топлива имеет место вынос газа через дымовую трубу, величина которого
достигает 5-6% полного расхода;
- Большие
объемы и масса регенераторов;
- Неудобное
расположение- керамические регенераторы всегда располагают под печами;
исключение составляют только кауперы, помещаемые около доменных печей.
Регенератор может длительное время
работать в области высоких температур.
Рекуператор - теплообменный аппарат,
работающий в условиях близких к стационарному тепловому состоянию, в котором
теплообмен между теплоносителями осуществляется непрерывно через разделительную
стенку.
- Постоянную
температуру подогрева воздуха или газа и не требуют никаких перекидных
устройств - это обеспечивает возможность для автоматизации и контроля её
тепловой работы.
- В
рекуператорах отсутствует вынос газа в дымовую трубу.
- Рекуператоры
имеют небольшой объем и массу.
Однако рекуператорам свойственны и
некоторые недостатки. Основными из которых являются низкая огнестойкость
металлических рекуператоров и низкая газоплотность керамических рекуператоров.
Передача в рекуператорах
осуществляется в три ступени:
- От дымовых
газов к стенкам рекуперативных труб.
- От стенки к
нагреваемому воздуху и газу.
- По схеме
относительного движения теплоносителей (прямоточные, перекрестные и
противоточные)
- По
конструкции (трубчатые, пластинчатые, ребристые и т.д.)
- По
назначению (подогреватели воздуха и газа)
- По
материалу(металлические, керамические и металлокерамические)
Утилизация без возврата тепла в печь
осуществляется в котлах - утилизаторах, которые предназначены для выработки
высоких температур и высокого давления.
Котлы - утилизаторы устанавливают
только на высокотемпературных печах ( мартеновские печи и конверторы)
В печах, работающих на топливе
высокой теплоты сгорания, подогрев газа не является необходимым. Подогрев
воздуха в металлических рекуператорах до 300 - 400° необходим только в тех
печах, которые работают на топливе теплотой сгорания 2000 - 2500 ккал/м3. при
теплоте сгорания выше 2500 ккал/м3 подогрев воздуха для достижения необходимой
температуры горения необязателен, однако для уменьшения расхода топлива
подогрев воздуха всегда целесообразен.
На методических печах устанавливают теплообменники
рекуперативного типа с целью экономии топлива, повышения КПД печного агрегата и
повышения калориметрической
температуры горения топлива.
Определение влажного состава топлива
где -
содержание компонента во влажном топливе, %
- содержание
компонента в сухом газе, %
,124 - коэффициент перерасчета из единицы в ед.
объёма
Определение доли участка каждых
газов смеси
- доля участия
доменного газа в смеси
- низшая теплота
сгорания смеси, кДж/
- доля
участия природного газа в смеси
- доля участия
каждого компонента в смеси, %
и -
доля в доменном и природном газах, %
Материальный баланс
представляет
собой закон сохранения массы, т.е. количество веществ вступающих в реакцию
горения должно быть равно количеству вещественных в результате горения.
Таблица 2 - определение количества воздуха и
продуктов горения
Поступило:
топливо 100м 3 в т. ч. в кг
Получено: продукты
горения
244,192м 3
CO 2 = Всего: 364,77
Определение калориметрической
температуры горения
Определение начального
теплосодержания дымовых газов
Определение температуры горения
топлива
Определение калориметрической
температуры горения
2.2 Предварительное определение основных
размеров печи
Рисунок 2 - профиль четырёхзонной печи
при двухрядном расположении заготовок
Н- напряжение активного пода, кг/м;
Определение эффективной длины луча.
График 1. распределения температур по длине печи
Определение продолжительности нагрева.
Где S
- расчетная толщина заготовки, мм
Определение времени нагрева металла в
методической зоне:
Находим степень черноты дымовых газов при
средней t
Приведенная степень черноты рассматриваемой
системы равна
Определение средний по длине методической зоны
коэффициент теплоотдачи
излучением
Определение температурного критерия и
критерия
Средняя температура металла по массе
Определение времени нагрева металла
Критерий Фурье Fo=2,7
тогда время нагрева металла в методической
зоне печи равно:
Находим температуру центра сляба при Fo=2,7.
Определение времени нагрева в I
сварочной зоне
Находим степень черноты дымовых газов при
Приведённая степень черноты I
сварочной зоны равна:
Определение средний по длине I
сварочной зоны коэффициент теплоотдачи
излучением
Находим среднюю по сечению температуру металла в
начале I сварочной зоны (в
конце методической зоны)
Находим температурный критерий для поверхности
слябов в конце I сварочной
зоны
Теплопроводность среднеуглеродистой стали равна ,
а
коэффициент теплопроводности = ,
то:
Время нагрева металла в I
сварочной зоне
Определение температуры в центре сляба в конце I
сварочной зоны
Определение время нагрева металла во II
сварочной зоне
Находим степень черноты дымовых газов при
Приведённая степень черноты II
сварочной зоне
Определение среднего по длине II
сварочной зоны коэффициента теплоотдачи
излучением
Средняя температура металла в начале II
сварочной зоны
Находим температурный критерий для поверхности
заготовки в конце II
сварочной зоны.
Теплопроводность среднеуглеродистой стали равна ,
а
коэффициент теплопроводности = ,
то:
Время нагрева металла во II
сварочной зоне.Fo=0,5
Определение температуры в центре сляба в конце II
сварочной зоны
Перепад температур томильной зоны составляет
Допустимый перепад в конце нагрева составляет
Степень выравнивания температуры равна
При коэффициенте несимметричности нагрева, равно
;
критерий Fo=0,5
При средней температуре металла в томильной зоне
Полное время пребывание металла в печи
2.4 Уточнение основных размеров печи
Для обеспечение производительности 18,056кг/с в
печи должно одновременно находится следующее количество металла
Количество заготовок, одновременно находится в
печи
При двухрядном расположении заготовок общая
длина печи
При ширине печи B=6,4
м площадь пода
Высоту отдельных зон печи оставляем ту же, что
была принята при ориентировочном расчёте. Длину печи разбиваем на зоны
пропорционально времени нагрева металла в каждой зоне
2.5 Тепловой баланс и технически -экономические
показатели печи
Тепло выносимое подогретым воздухом
Тепло экзотермических реакций (принимая, что
угар металла составляет 1%)
Расход тепла.
Тепло,
затраченное на нагрев металла
Тепло, уносимое уходящими дымовыми газами.
Энтальпию продуктов сгорания при температуре
Потери тепла теплопроводностью через кладку
Толщина свода = 0,3 F пода =108,928м 2
Расчёт потери тепла через свод и стены печи
Если считать температуру окружающей среды равной
t ок =20 ,
то температуру поверхности однослойного свода можно принять равной t нар =340
Коэффициент теплопроводности каолина равна
Тогда потери тепла через свод печи будут равны
Потери тепла через стены печи толщиной и
слоя диатомита, толщиной
св I
=2L св I *2h св I св I =2*5,325*2*2,8=59,64
м 2
ст =32,783+59,64+21,24+15,085+28,914=157,662
м 2
Вычисление коэффициента теплопроводности
Средняя температура слоя шамоты равна
- температура
наружной поверхности стен
Общее количество тепла, теряемое
теплопроводностью через кладку
под =0,1(Q св +Q ст ) под =0,1(7200+1135,53)=833,553кВт
Потери тепла с охлаждающей водой по практическим
данным принимаем 10% от тепла, вносимого топливом и воздухом
охл =0,1В(7200+1135,53)=833,553*В
кВт
неуч =0,15(1022+833,553*B)=125,033*В
кВт
7200*В+1135,53*В+1020,164=14103,542+3858,44*В+1022+833,553*В+153,3+125,033*В
Таблица 4 - тепловой баланс методической печи
Тепло
от горения топлива
Физическое
тепло воздуха
Тепло экзотермических
реакций
Тепло
на нагрев металла
Тепло,
уносимое уходящими газами Потери теплопроводностью через
кладку
Потери
тепла с охлаждающей водой Неучтенные потери
14103,542
15638,257 1022 3378,39 606,759
2.6 Технико - экономические показатели печи
- тепловая
способность топлива, кДж/м 3
1.
Кривандин В.А. Металлургические печи / В.А. Кривандин; профессор, доктор техн.
наук. - Москва: Металлургия, 1962 г.
2.
Кривандин В.А. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей - 2 том /
В.А. Кривандин; профессор, доктор техн. наук. - Москва: Металлургия, 1986 г.
.Мастрюков Б.С. Теория,
конструкции и расчеты металлургических печей. Том 2. Расчеты металлургических
печей.1986
г.
Похожие работы на - Печь как технологическое оборудование Курсовая работа (т). Другое.
Сочинения 5 Класс Школа России
Дипломная работа по теме Страховой фонд, методы его формирования и использования
Э В Ильенков Философия И Молодость Эссе
Контрольная работа по теме Боргові цінні папери підприємств
Курсовая работа по теме Порівняльна характеристика розкриття статей дебіторської та кредиторської заборгованостей у фінансовій звітності згідно П(С)БО та М(С)БО
Реферат На Тему Ароматичні Вуглеводні Сполуки
Реферат: Гроші та грошові реформи Росії в період 1895 – 1924 року
Реферат: Древняя Русь - здоровый образ жизни
Пособие по теме Понятие и предмет коммерческого права
Курсовая Работа На Тему Фискальная Политика: Инструменты И Эффективность
Реферат: Buddhist Meditation Essay Research Paper Meditation is
Я Хочу Стать Парикмахером Сочинение
Реферат по теме Терминальный илеит (Болезнь крона)
Контрольная работа по теме Порядок заключения брака
Контрольная Работа По Алгебре 11 Класс Муравин
Описание Школьного Музея Сочинение
Реферат по теме Регламентация труда персонала
Реферат: Викторианская эпоха в произведениях Диккенса и Теккерея
Реферат по теме Оценка активов и обязательств, стоимость которых выражена в иностранной валюте
Реферат: Роль налога на добавочную стоимость в экономике России
Реферат: Система антимонопольного регулирования в США
Курсовая работа: Теории и задачи, которые разрабатывал Тейлор
Похожие работы на - Обеспечение безопасности дорожного движения органами внутренних дел в современных условиях