Высокотемпературные процессы и установки: Практическое пособие к лабораторным занятиям, страница 10

Автономный подогрев воздуха. В ряде случаев теплоиспользование дымовых газов для нагрева воздуха невозможно. Причиной может быть либо сильная запыленность дымовых газов, либо невысокая их температура. Тогда рекомендуется использовать воздухоподогреватели с автономными топками. При достаточно высоком подогреве воздуха (до 500…800^оС) экономия топлива от применения горячего дутья будет больше расхода топлива для автономного подогрева воздуха. В то же время теплоту отходящих от печи газов можно использовать в котлах - утилизаторах. Схема включения воздухоподогревателя показана на рис. 3.

Рис. 3. Схема автономного подогрева воздуха:

ОТА - основной огнетехнический агрегат; АВП - автономный воздухоподогреватель; КУ  - котел-утилизатор;  В - воздух;  Т - топливо;  ДГ - дымовые газы;  и   - энтальпия воздуха до и после воздухоподогревателя.

  Так как суммарный расход топлива на установку при автономном подогреве увеличивается, то экономически наиболее выгодно, если в подогревателе используется  менее качественное топливо по сравнению с основным агрегатом.

Рассмотрим экономическую сторону вопроса. Как и в предыдущем случае рассмотрим два варианта: с подогревом воздуха, величины которого будем обозначать одним штрихом, и без подогрева, величины которого будем обозначать двумя штрихами. Будем считать, что в основном агрегате и воздухоподогревателе сжигается одно и то же топливо.

Удельный расход топлива для первого варианта составит

.                                                  (2.21)

Здесь расход топлива в огнетехническом агрегате

;                                                  (2.22)

 и расход топлива в воздухоподогревателе

.                                       (2.23)

Удельный расход топлива без подогрева воздуха

.                                 (2.24)

Экономия топлива определится выражением

.              (2.25)

  Если в топке автономного воздухоподогревателя будет сжигаться такое количество топлива, которое сэкономлено в основном агрегате от применения горячего воздуха, то экономия топлива от применения горячего воздуха сводится к нулю.

  Укрупненный алгоритм расчета энергоэкономической эффективности автономного подогрева воздуха представлен на рис. 4.

Рис.4. Блок-схема вычисления экономии топлива в результате     применения автономного подогрева.

Анализ полученных результатов

  Результаты численного исследования представить в виде номограмм , , .

Определить области энергоэкономической эффективности применения подогрева воздуха и топлива для исследованных видов топлива. Показать, для каких газообразных топлив подогрев компонентов горения более эффективен. Показать, как влияет на  температуру горения топлива подогрев компонентов горения и величина коэффициента избытка воздуха. Определить температуру воздуха при автономном подогреве, для которой .

Лабораторная  работа  № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРЕХЗОННОЙ МЕТОДИЧЕСКОЙ ПЕЧИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ПОДОГРЕВА МАТЕРИАЛА В МЕТОДИЧЕСКОЙ ЗОНЕ (ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПОДОГРЕВА МАТЕРИАЛА)

Целью  работы является проведение численного исследования работы трехзонной методической печи и приобретение навыков проведения анализа регенеративных схем теплоиспользования.

                                   Порядок проведения работы

1. Изучить основные теоретические положения.

2. Получить задание от преподавателя.

3. Провести численное решение задачи (дать математическое описание, составить алгоритм решения и программу расчета, выполнить расчет на ЭВМ).

4. Выполнить анализ полученных результатов с графическим их представлением.

5. Оформить отчет по лабораторной работе.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

  Одним из способов регенерации теплоты отходящих дымовых газов является предварительный подогрев материала. На практике этот вариант замкнутой схемы регенерации осуществляется в огнетехнических установках с противоточным движением продуктов сгорания и материала. Например, в шахтных печах верхние зоны можно рассматривать как зоны предварительного подогрева шахты. Или в методических нагревательных печах в методической зоне нагрев металла обычно ведут за счет теплоты дымовых газов, покидавших сварочную зону.