Предварительный подогрев заготовок пред нагревательной пламенной печью в кузнечном производстве, страница 2

, где

В - расход газа, м³/ч;

Q_Н - низшая теплотворная способность топлива, Дж/м³;

Р - производительность печи, т/ч.

МДж/т.

Тепловой коэффициент полезного действия печи:

, где

Q_M - тепло, воспринятое металлом при нагреве, Дж/ч;

В - расход газа, м³/ч.

Повысить коэффициент полезного действия промышленной печи можно за счет использования тепла уходящих газов для нагрева воздуха в рекуператорах, предварительного нагрева материалов, производства пара, горячей воды и т. д.; устранения потерь тепла от химической неполноты сгорания надлежащим регулированием горелок и форсунок при условии сокращения вредных выбросов в атмосферу, а при необходимости поддержания восстановительной атмосферы в печах путем дожигания уходящих газов; уменьшения потерь тепла в окружающую среду.

1.Описание установки.

Наиболее эффективным средством рекуперации является использование теплоты дымовых газов для предварительного нагрева холодного металла. В этом случае можно сократить удельный расход топлива при нагреве на 20-30%. Способ требует применения специального оборудования.

Так же, заметное влияние на внедрение теплоутилизирующих установок имеет размерность затрат энергетических ресурсов на единицу продукции.

Схема использования теплоты продуктов сгорания для нагрева заготовок. Большой экономический эффект дает внедрение установок комплексного ступенчатого использования теплоты продуктов сгорания. В этом случае отработанные уходящие газы от какого-либо технологического процесса с высоким температурным потенциалом последовательно поступают в другие процессы (агрегаты) с более низкими температурными потенциалами (ряд технологических агрегатов).

Условием успешной работы таких установок служит совпадение графиков работы отдельных ступеней и близость расположения теплоагрегатов.

На Владимирском тракторном заводе в термообрубном отделении литейного цеха уже 10 лет эксплуатируется устройство, работающее по схеме «термическая печь — сушилка». До этого агрегаты отапливались раздельно. Расход газа соотвественно 240 и 75 м³/ч. За термической печью уходящие газы имели температуру 500°С, часть продуктов сгорания поступала в помещения цеха, что ухудшало состояние воздушной среды.

В комплексной установке газ сжигается только в термической печи. Затем продукты сгорания направляются в сушилку, где осуществляется процесс сушки изделий при температуре 160^оС. Коэффициент полезного действия установки 85%, экономия газа — 400 тыс. м³ в год. Необходимые дополнительные капиталовложения окупились за четыре месяца.

Аналогичная установка, состоящая из двух ступеней, работает на Волгоградском тракторном заводе. Первая ступень — печь для цементации и нитроцементации зубчатых колес, вторая — установка для сушки тракторных рам после мойки и покраски. Коэффициент использования топлива в комплексной установке возрастает на 25%. Экономится ежегодно 1 млн. м³ природного газа. Дополнительные затраты заключаются в прокладке газоходов диаметром 0,8 м, общая протяженность которых 80 м. Срок окупаемости установки составил 9 месяцев.

На экономичность установок комплексного использования теплоты влияют размеры газоходов. Компактная установка теплоутилизирующих устройств может довести затраты на дополнительные дымоходы до нуля. Примером может служить схема использования вторичных энергоресурсов кузнечной печи (ФРГ). Продукты сгорания природного газа выходят из печи с температурой 1050°С. Непосредственно над печью установлены рекуператор и воздухоподогреватель. В рекуператоре воздух, подаваемый на горение природного газа, нагревается до 400^оС. После рекуператора дымовые газы имеют температуру 700°С, которой достаточно для нагрева определенного объема воздуха до 400°С в теплообменнике, установленном за рекуператором. Посредством этого воздуха теплота подводится к штампам. Температура штампов повышается до 200—250°С. Рекуператор окупился за 0,5 года. Срок окупаемости сооружения для нагрева штампов — 1,5 года.