Составление теплового баланса печи до реконструкции и определение расхода топлива. Приход и расход тепла. Потери тепла на нагрев мульд

3.2. Составление теплового баланса печи  до реконструкции и определение расхода топлива

Для футеровки крышки, стен и пода колодца выберем шамот-легковес и плиту минеральную  толщиной 100 мм.

Приход тепла

1.Тепло от сгорания топлива:

Q_хим = Q_н^р * Вт=8020* Вт, ккал/цикл(102,678* Вт, кВт);             (3.27)

где     Q_н^р- низшая теплота сгорания топлива;

2.Физическое тепло металла, поступающего в колодец:

,ккал/цикл(27,029кВт);  (3.28)

где - производительность печи, кг/цикл;

- теплоемкость металла при =20 °С;

-средняя температура металла при загрузке в колодец.

Расход тепла

1.Тепло, идущее на нагрев металла:

,ккал/цикл(1040,628кВт);                                                              (3.29)

где - теплоемкость металла в интервале температур ;

-температура металла в конце цикла нагрева, °С;

2.  Потери тепла с уходящими газами:

;                                      (3.30)

где   - энтальпия продуктов сгорания при =590°С;

- объем продуктов сгорания, м³/м³;

3.Потери тепла от химического недожога топлива не учитываем.

4.Потери тепла на нагрев мульд:

  (183,69кВт)                                                              (3.31)

где  -вес мульды, кг;

-количество мульд, шт;

-теплоемкость материала мульд в интервале температур, ;

-температура мульд перед загрузкой в колодец, °С;

-температура мульд в конце цикла нагрева, °С;

5.Потери тепла через ограждающие поверхности:

Так как колодец замедленного охлаждения футерован со всех сторон одинаково ( в качестве изоляционных материалов для стен, пода и крышки выбраны шамот-легковес и плита минеральная  толщиной 100 мм),то для того, чтобы посчитать потери тепла через ограждающие поверхности, найдем сначала тепловой поток через стены колодца, а затем умножим его на сумму площадей ограждающих конструкций.

Выполним расчёт потерь тепла через стены колодца.

Температуру окружающего пространства принимаем равной t_ос = 25 °С;

Температура внутри камеры равна   t_вн = 720°С;

Задаёмся температурой границы раздела слоёв.

t_{шамот-плита} = 400 °С;

t_нар = 65 °С;

Тогда коэффициенты теплопроводности материалов:

t _{шамота-легковеса} = (400+65)/2 = 235,5°С;                                            (3.32)

t _{плиты минеральной} = (720+400)/2 = 560°С;                                           (3.33)

Коэффициенты теплопроводности материалов находятся следующим образом:

l_{шамота-легковеса} =  

;                                                    (3.34)

l_{плиты минеральной}  =

;                                            (3.35)

Коэффициент конвективной теплоотдачи от стенок находится по следующей формуле:

       ;                  (3.36)

где    t_нар – температура наружной стенки футеровки.

Тепловой поток через стенку находится следующим образом:

;                 (3.37)

Уточним значения температуры на границе раздела слоёв:           ;  (3.38)

Температура наружной поверхности футеровки:

t_нар = t_ос + q/a_конв=25+517,489/13,9=63°С;                                                      (3.39)

Так как величины температур практически совпадают, перерасчёт не производим.

Для удобства дальнейшего расчёта данные по потерям через ограждающие поверхности сведём в таблицу:

Таблица 3.1

Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

Таким образом, потери тепла через ограждающие поверхности составят:

Q₅= 70,275 кВт(664174,21 ккал/цикл);

6.Неучтённые потери тепла примем равными 10% от потерь Q₂ ,Q₅ и Q_мул:                 ,ккал/цикл;                                                          (3.40)

Тогда тепловой баланс колодца запишется следующим образом:

Отсюда ;

Для удобства данные расчета занесем в таблицу:

Таблица3.2

Тепловой баланс колодца замедленного охлаждения до рекрнструкции

Таблица 3.3

Сводная таблица теплового баланса колодца замедленного охлаждения до реконструкции