![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Проектирование нагревательной печиСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Реферат Записка к курсовой работе содержит: 52 страницы, 3 рисунка. Объект исследования: план отделения методических печей Рельсобалочный СТАН-900. Цель работы: спроектировать план отделения методических печей СТАН-900 и выбрать необходимое основное и вспомогательное оборудование, рассчитать и скомпоновать печи в цехе. В данной работе был выполнен расчет нагрева металла в методической четырехзонной печи; выбор и расчет горения топлива, режима нагрева и горелочных устройств; также рассчитан тепловой баланс печи, рекуператор, дымовой тракт и дымовая труба; спроектировано отделение методических печей в цехе.
МЕТОДИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ, НАГРЕВ, РЕКУПЕРАТОР, БЛЮМ, ТЕПЛОВОЙ БАЛЛАНС, ГОРЕЛКА, ФУТЕРОВКА, ДЫМОВОЙ ТРАКТ, ДЫМОВАЯ ТРУБА.
СОДЕРЖАНИЕ Введение 4 1. Проектирование теплового агрегата 5 2. Выбор режима нагрева металла 7 3. Расчет горения топлива 9 4. Расчет параметров внешнего теплообмена 14 5. Расчет нагрева металла 19 6. Тепловой баланс 28 7. Выбор и расчет топливосжигающих устройств 40 8. Выбор и расчет рекуператора 41 9. Выбор схемы и расчет дымового тракта 47 10. Расчет количества агрегатов и их компоновка в отделении 51 Перечень ссылок 52
Введение
Нагревательные толкательные печи характеризуются противоточным движением нагреваемого металла и продуктов сгорания, а так же наличием в начале печи (со стороны посада металла) развитой не отапливаемой методической зоны, вследствие чего их часто называют методическими печами. Методические печи по числу зон нагрева могут быть двух-, трёх - и многозонными с односторонним и двусторонним нагревом металла. При трёхзонном режиме нагрева имеются три теплотехнические зоны, по ходу металла: методическая, в которой повышается температура, сварочная с высокой постоянной температурой и томильная с постоянной температурой, близкой к заданной конечной температуре поверхности металла. Металл толщиной до 100 мм нагревают с одной стороны в печах без нижнего нагрева, а толщиной больше 100 мм - с двух сторон (с нижним нагревом). 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.
Конструкцию методических печей выбирают в зависимости от типа стана и вида топлива. Тип стана определяет производительность печей толщину применяемой заготовки, температуру нагрева металла и его сортамент. От вида используемого топлива зависит конструкция горелочных устройств и применение рекуператоров.
Расчет горения топлива Вид топлива: коксодоменная смесь. Составы сухого газа
Окислитель: воздух (21% О2; 79% N2); Влагосодержание воздуха dв=10 г/м3; Коэффициент расхода воздуха α=1,05; Влагосодержание топлива: коксового газа доменного газа Температура подогрева воздуха tв=400°С; Пирометрический коэффициент ηпир=0,75; Теплота сгорания смеси 3.1.Рассчитаем состав влажного газообразного топлива:
Коксовый газ, % Доменный газ, %
+ 118,700 С4Н10 + 146,100 С5Н12 + 23,700 Н2S) (3.2)
3.3. Определим долю каждого газа в смеси:
(1-0,4)=0,6 – доля доменного газа в смеси.
3.4. Определим состав смеси, %
где Хк.г - компонент коксового газа в %; Хд.г - аналогичный компонент доменного газа в %.
Для проверки пересчитаем теплоту сгорания смеси: 3.5. Определим объёмный теоретический
3.6 Рассчитаем действительный расход влажного воздуха:
3.7.Рассчитаем выход дымовых газов:
(3.15)
3.9. Рассчитаем калориметрическую температуру горения Энтальпия продуктов сгорания:
где hв - энтальпия воздуха, кДж/м3 Vд.г - выход дымовых газов, м3/м3; Зададим Зададим Калориметрическая температура горения:
3.10. Действительная температура горения:
Действительная температура горения больше максимальной температуры в печи, значит она сможет обеспечить необходимую температуру в печи.
Расчет нагрева металла Методика расчета приведена в [1] и включает в себя следующие пункты: - принимаем удельное время нагрева z; - находим общее время нагрева слябов в печи τобщ и время нагрева слябов в каждой зоне τзон, которое рассчитывается по отношению длины зоны к общей длине печи; - для каждой зоны принимаем температуру поверхности сляба; - находим критерий F0 и Bi, с помощью которых определяем θ, а затем расчетную температуру поверхности сляба; - сравниваем расчетную и принимаемую температуру, разница между ними не должна быть больше 20 оС, если разница выше изменяем температуру печи или предполагаемую температуру поверхности металла; - аналогично рассчитываем температуру центра.
Общее продолжительность нагрева (приS=320мм):
Относительные длины зон: методическая зона – 22%; 1-я сварочная – 24%; 2-я сварочная – 30%; томильная зона – 24%. Исходя из относительных размеров зон, продолжительность нагрева на расчетных участках составит: участок I: участок II: участок III: участок IV: I расчетный участок. Расчетная схема нагрева металла – двухсторонний нагрев при линейном изменении температуры окружающей среды и равномерном начальном распределении температур. Задаемся конечной температурой поверхности металла на первом участке tм.пов1=520°С. Число Фурье
Коэффициент теплоотдачи излучением:
в начале участка в конце участка средний Число Био
Функции для вычисления температуры поверхности металла определяем при Fo1=1,14 и Bi1=0,71 по номограммам – [1]: Конечная температура поверхности металла:
что не совпадает с предварительно заданной.
I расчетный участок. Задаемся конечной температурой поверхности металла на первом участке tм.пов1=600°С. Число Фурье Коэффициент теплоотдачи излучением: в начале участка в конце участка средний Число Био Функции для вычисления температуры поверхности металла определяем при Fo1=1,11 и Bi1=0,76 по номограммам – [1]: Конечная температура поверхности металла: что практически совпадает с предварительно заданной. Функции для вычисления температуры середины металла определяем при F01=1,11 и Bi1=0,76 [1]: Конечная температура середины металла:
Определим допустимую разницу температур для центра и поверхности
где к - коэффициент, учитывающий форму тела: пластина к =1,05; σ max - максимально допустимое напряжение (предел прочности или временное сопротивление разрыву): для ст.65Г σ max= 441,3МН/м2; β - коэффициент линейного расширения, который выбирается по справочным данным для различных марок стали: для ст.65Г β =14,1∙10-6 1/0С; Е - модуль упругости, который выбирается по справочным данным: для ст.65Г Е =170·109 Н/м2. Разница температур удовлетворяет допустимому значению. II расчетный участок. Расчетная схема нагрева металла – двухсторонний нагрев при постоянной температуре окружающей среды и параболическом начальном распределении температур. Задаемся конечной температурой поверхности металла на втором участке tм.пов2=1000°С и продолжительностью нагрева τ2=1,104ч. Число Фурье Коэффициент теплоотдачи излучением: в начале участка в конце участка средний Число Био Функции для вычисления температуры поверхности металла определяем при Fo2=1,05 и Bi2=2,2 по номограммам -
Конечная температура поверхности металла:
что практически совпадает с предварительно заданной температурой. Функции для вычисления температуры середины металла определяем при F03=1,05 и Bi3=2,2 - Конечная температура середины металла:
IV расчетный участок. Расчетная схема нагрева металла – односторонний нагрев при постоянной температуре окружающей среды и параболическом начальном распределении температур. Задаемся конечной температурой поверхности металла на первом участке tм.пов4= tм.ср.4=1180°С и продолжительностью нагрева τ4 = 1,104ч. При средней температуре поверхности металла определяем коэффициент теплопроводности металла λ4=33,8 Вт/м·К и коэффициент температуропроводности металла а4 =0,02 м2/ч. Число Био Функции для вычисления температуры поверхности металла определяем при Fo4=0,2 и Bi4=3,96 по номограммам - Конечная температура поверхности металла:
Функции для вычисления температуры середины металла определяем при F04=0,2 и Bi4=3,96- Конечная температура середины металла:
Следует также проверить температуру нижней поверхности металла, которая после одностороннего нагрева может оказаться ниже температуры середины металла. Функции для вычисления температуры нижней поверхности металла определяем при F04=0,2 и Bi4=3,96 - Конечная температура нижней поверхности металла: Следовательно, самая низкая температура в середине металла и максимальный конечный перепад температур в металле:
Тепловой баланс I. Приход тепла 1. Химическое тепло топлива:
2. Физическое тепло воздуха:
где Св=1,329 при tв=4000С, 3.Тепло экзотермической реакции окисления железа:
Р = 46,3 т/ч II. Расход тепла 4. Тепло, затраченное на нагрев металла:
где
5. Тепло, уносимое уходящими продуктами сгорания
6. Потери тепла теплопроводностью через кладку На первом расчетном участке
Потери через верхнюю часть боковых стен. Кладка верхней части боковых стен: шамот кл.А δ=230мм, шамот кл.Б δ=230мм и плиты МКРП δ=50мм. Задаемся температурой наружной поверхности кладки - tнар1=100 0С. Температура в месте соприкосновения слоев шамота кл.А и шамота кл.Б tш-ш=7200С, в месте соприкосновения слоев шамота кл.Б и плит МКРП tш-пл=450 0С. Средняя температура шамота кл.А: tш1=0,5(1020+720)=870 0С, (6.6) Коэффициент теплопроводности: λш1=0,88+0,00023·870=1,08 Вт/мК, (6.7) Средняя температура шамота кл.Б:
tш2=0,5(720+450)=585 0С, (6.8) Коэффициент теплопроводности: λш2=0,84+0,00058·585=1,18 Вт/мК, (6.9) Средняя температура между слоями шамота кл.Б и плитами МКРП: tш2-пл=0,5(450+100)=2750С, Коэффициент теплопроводности: λш2-пл=0,14 Вт/мК, Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности кладки в окружающую среду: αнар1=7+0,05·tнар1=7+0,05·100=12 Вт/м2К. (6.10) Удельный тепловой поток через кладку верхней части боковой стенки:
Проверяем температуру на границе слоев шамота кл.А и шамота кл.Б:
Проверяем температуру на границе слоев шамота кл.Б и плит МКРП:
Проверяем температуру наружной поверхности кладки:
Выбор и расчет рекуператора Принимаем для подогрева воздуха горения стандартные секции металлического трубчатого петлевого рекуператора и перекрестно – противоточное движение воздуха и продуктов сгорания. Исходные данные для расчета: Количество подогреваемого воздуха:
Начальная температура воздуха: Температура подогрева воздуха: Количество продуктов сгорания:
Начальная температура продуктов сгорания: Принимаем коэффициент полезного действия Предварительно принимаем температуру продуктов сгорания на выходе из рекуператора Рассчитаем величину m: Где средняя теплоемкость воздуха На входе в рекуператор при
На выходе из рекуператора при
По приведенной в приложении методике расчета средней теплоемкости для интервала температур:
Относительная температура подогрева воздуха:
Относительная поверхность нагрева рекуператора: Температура продуктов сгорания на выходе из рекуператора:
Что близко к предварительно принятой. Температура стенки труб рекуператора: На входе продуктов сгорания:
На выходе продуктов сгорания:
Задаемся скоростями, приведенными к 0ºС воздуха Действительные скорости: Воздуха на входе:
Воздуха на выходе:
Продуктов сгорания на входе:
Продуктов сгорания на выходе:
Критерий Рейнольдса: Для воздуха на входе в рекуператор:
Для воздуха на выходе в рекуператор:
Здесь Следовательно, режим движения воздуха турбулентный. Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки труб к воздуху по формуле:
на входе в рекуператор - на выходе из рекуператора - Коэффициент теплоотдачи конвекцией к воздуху, отнесенный к наружной поверхности труб: На входе:
На выходе:
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к трубам рекуператора определяем рис 2.4 и содержании H2O=18,2% на входе продуктов сгорания Далее рассчитываем коэффициент теплоотдачи излучением от продуктов сгорания к трубам рекуператора. Эффективная длина пути луча:
По горению топлива в продуктах сгорания при Степень черноты газов: - на входе в рекуператор при t’д=820 0С - на выходе из рекуператора при t’’д=668 0С
Степень черноты продуктов сгорания: - на входе в рекуператор
- на выходе из рекуператора Эффективная степень черноты стенки труб рекуператора:
Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к трубам рекуператора: - на входе
- на выходе
Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к трубам рекуператора:
- на входе α’ д=60,3+28,4=88,7 Вт/м2К, - на выходе α’’ д=51+15,8=66,8 Вт/м2К. Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к воздуху: На входе продуктов сгорания: На выходе продуктов сгорания: Средний по рекуператору коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к воздуху:
Поверхность нагрева рекуператора:
Выбираем секцию СР-250 с поверхностью теплообмена Скорость воздуха: (8.15) Скорость продуктов сгорания: Проходное сечение для продуктов сгорания принимаем из табл. 6.1 и добавляем зазор между трубчаткой рекуператора и кладкой канала 200мм. (8.16) Скорости близки к принятым. Температура стенки трубы рекуператора: На входе продуктов сгорания: (8.17) На выходе продуктов сгорания: Температуры близки к принятым. Температура стенки трубы рекуператора на входе продуктов сгорания с учетом излучения предрекуператорного пространства: t’’ст= t’ст+100=603+100=703. Выбираем материал для труб рекуператора на входе продуктов сгорания сталь 12Х17, с
Расчет дымовой трубы Исходные данные: Vд.г.=29847,7м3/ч, ωд.г.=2,4м/с, ∆ртракт=303,6Па, Тг1=791К, Тв=293К. Площадь сечения устья трубы: Fу.тр.=Vд.г./ωд.г.=29847,7/3600·2,4=3,45м2, (9.9) Диаметр устья трубы:
Диаметр основания трубы находим из соотношения: d1=1,5·d2=1,5·2,1=3,15м. (9.11) Скорость движения газов у основания трубы:
Действительное разряжение трубы может быть на 20-40% больше потерь давления при движении дымовых газов, т.е. ∆рдейст=1,5Σ∆рпот. ∆рдейст=1,5·303,6=455,4 Па. (9.13) Для определения температуры газа в устье трубы ориентировочно принимаем высоту трубы Н’=80м. падение температуры при кирпичной стене принимаем равным 1,5К на 1м высоты трубы: ∆Т=1,5·80=120К. Тогда температура газов в устье трубы равна: Тг2=791-120=671К. Средняя температура газа: Средний диаметр трубы:
Тогда Средняя скорость движения дымовых газов в трубе:
Коэффициент трения λ для кирпичных труб принимаем 0,05. Расчетная высота трубы:
Окончательно принимаем высоту дымовой трубы 66м.
Перечень ссылок 1. Е.И.Казанцев Промышленные печи. – М.: Металлургия, 1975 – 368с 2. Расчет нагревательных и термических печей: Справ.изд. под ред. Тымчака В.М. и Гусовского В.Л.: Металлургия, 1983.-485с. 3. Гусовский В.Л., Лившиц А.Е. Методика расчета нагревательных и термических печей: Учебно-справочое издание - М.: «Теплотехник», 2004.-400с. 4. Гусовский В.Л., Ладыгичев М.Г., Усачев А.Б. Современные нагревательные термические печи (конструкции и технические характеристики). Справочник / Под. ред. А.Б.Усачева.-М: «Теплотехник», 2007-656с. 5. Кривандин В.А., Егоров А.В. Тепловая работа и конструкции печей черной металлургии: Учебник для вузов – М.: Металлургия, 1989. 462 с. 6. Шаламов ю.н., Проектирование и эксплуатация высокотемпературных теплотехнологических агрегатов и систем (учебное пособие)., Мариуполь: ПГТУ, 2010г.
Реферат Записка к курсовой работе содержит: 52 страницы, 3 рисунка. Объект исследования: план отделения методических печей Рельсобалочный СТАН-900. Цель работы: спроектировать план отделения методических печей СТАН-900 и выбрать необходимое основное и вспомогательное оборудование, рассчитать и скомпоновать печи в цехе. В данной работе был выполнен расчет нагрева металла в методической четырехзонной печи; выбор и расчет горения топлива, режима нагрева и горелочных устройств; также рассчитан тепловой баланс печи, рекуператор, дымовой тракт и дымовая труба; спроектировано отделение методических печей в цехе.
МЕТОДИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ, НАГРЕВ, РЕКУПЕРАТОР, БЛЮМ, ТЕПЛОВОЙ БАЛЛАНС, ГОРЕЛКА, ФУТЕРОВКА, ДЫМОВОЙ ТРАКТ, ДЫМОВАЯ ТРУБА.
СОДЕРЖАНИЕ Введение 4 1. Проектирование теплового агрегата 5 2. Выбор режима нагрева металла 7 3. Расчет горения топлива 9 4. Расчет параметров внешнего теплообмена 14 5. Расчет нагрева металла 19 6. Тепловой баланс 28 7. Выбор и расчет топливосжигающих устройств 40 8. Выбор и расчет рекуператора 41 9. Выбор схемы и расчет дымового тракта 47 10. Расчет количества агрегатов и их компоновка в отделении 51 Перечень ссылок 52
Введение
Нагревательные толкательные печи характеризуются противоточным движением нагреваемого металла и продуктов сгорания, а так же наличием в начале печи (со стороны посада металла) развитой не отапливаемой методической зоны, вследствие чего их часто называют методическими печами. Методические печи по числу зон нагрева могут быть двух-, трёх - и многозонными с односторонним и двусторонним нагревом металла. При трёхзонном режиме нагрева имеются три теплотехнические зоны, по ходу металла: методическая, в которой повышается температура, сварочная с высокой постоянной температурой и томильная с постоянной температурой, близкой к заданной конечной температуре поверхности металла. Металл толщиной до 100 мм нагревают с одной стороны в печах без нижнего нагрева, а толщиной больше 100 мм - с двух сторон (с нижним нагревом). 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. Конструкцию методических печей выбирают в зависимости от типа стана и вида топлива. Тип стана определяет производительность печей толщину применяемой заготовки, температуру нагрева металла и его сортамент. От вида используемого топлива зависит конструкция горелочных устройств и применение рекуператоров.
Проектирование нагревательной печи Рис. 1.1 - Схема методической печи 1 – рольганг загрузки; 2 – толкатель; 3 – рольганг выдачи.
Методическая печь предназначена для нагрева блюмов перед прокаткой на рельсобалочном стане 900. Печь рекуперативная прокатная с двухсторонним обогревом и торцевой посадкой и выдачей металла. Рабочее пространство каждой зоны – прямоугольной формы. В теплоутилизационной зоне свод – плоский, в остальных – «горбатый», для улучшения циркуляции дымовых газов и визуального разделения зон. В методической и сварочной частях печи заготовки передвигаются по глиссажным трубам и обогреваются также и с нижней стороны, в томильной — они передвигаются по стелюгам, заложенным в под, и обогреваются только сверху и с торцов. Нагреваемые заготовки подают рольгангом к загрузочному окну и проталкивают по печи сдвоенным толкателем реечного типа. Они заполняют по длине весь под, поэтому при загрузке очередной заготовки в печь крайняя заготовка на противоположном конце печи автоматически выталкивается из томильной зоны и по наклонной водоохлаждаемой плите выдается через торцовое окно из печи на рольганг, подающий ее к прокатному стану. Отходящие газы уходят через дымовой пролет в загрузочном конце печи в рекуператор для подогрева воздуха из изделий с четырьмя отверстиями и далее в боров и дымовую трубу. Для подачи к горелкам подогретого воздуха в печи установлен эксгаустер. Глиссажные трубы лежат на поперечных охлаждаемых водой трубах, опирающихся на стояки из труб, покрытые тепловой изоляцией из волокнистых материалов. Печь отапливается смешанным коксодоменным газом, который сжигается с помощью двухпроводных горелок и горелок типа «труба в трубе». В каждой зоне печи расположено по 6 горелок. Конструкция горелок позволяет применять воздух, подогретый до 400 °С. Lп = 28960 мм; Bп = 6728 мм Размеры зон: Методическая зона: высота 1760 мм; длина 6410 мм; ширина 6728 мм. Первая сварочная зона: высота 2470 мм; длина 7030 мм; ширина 6728 мм. Вторая сварочная зона: высота 2470 мм; длина 8600 мм; ширина 6728 мм. Томильная зона: высота 1280 мм; длина 6920 мм; ширина 6728 мм. Выдача заготовок – торцевая, ударного действия. Шлакоудаление – сухое с помощью лопат и клещевого крана. Футеровка печи: свод – подвесной, набранный из фасонного шамотного кирпича марки М829Н. Стены печи выложены из шамотного кирпича класса А, со стороны брони изолированы слоем асбеста толщиной 5 мм и слоем плит МКРП-340 толщиной 40 мм. Толщина боковых стен верхних зон составляет 510 мм, нижней сварочной зоны – 775 мм. Кроме того, рабочая поверхность боковых стен нижней сварочной зоны выложена слоем хромомагнезитового кирпича толщиной 115 мм. Рабочая поверхность подин томильной и нижней сварочной зон выложена слоем хромомагнезитового кирпича толщиной 115 мм, нижние слои – шамотным кирпичом класса Б толщиной 350 мм и шамотным легковесом толщиной 130 мм. Борова печи футерованы шамотным кирпичом класса Б и В. В томильной зоне заготовки продвигаются по четырем стальным брусьям, вмонтированным в монолитную, выложенную хромомагнезитовым кирпичом, подину.
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; просмотров: 341; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.225.95.201 (0.014 с.) |