Расчет горения топлива. Расчет времени нагрева садки в печи стана 150

Страницы работы

Содержание работы

2. РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА .

Состав природного газа , %

Метан          СН4             98,5

Этан            С2Н6            0,797

Пропан        С3Н8            0,150

Изобутан    С4Н10           0,044

Н.бутан       С5Н12           0,053

Изопентан   С6Н14           0,011

Н.пентан     С2Н4            0,006

Азот            N2                0,292

Кислород    О2                0,003

Угл . газ      СО2             0,034

Вода            Н2О             0,11

Итого                    100

Теплотворная способность   8000ккал/м3 = 33,4 МДж/м3

1. Расход кислорода на горение , м33

 

2= 0,01×(m + 0,25n)×åСmCn = 0,01×(2СН4 + 3,5С2Н6 + 5С3Н8 + 6,5С4Н10 +     

+ 8С5Н12 + 9,5С6Н14 + 3С2Н4)                                         (2.1) / [2, стр.25]

2= (2×98,5 + 3,5×0,797 +5×0,15 +6,5×0,044 +8×0,053 + 9,5×0,011 +3×0,006) =

=1,9 , м33

2. Теоретический расход воздуха , м33

L0 = (1+k)× Vо2                                                                            (2.2) / [2, стр.25]

k = 3,76 – отношение обьемных содержаний N2 и О2 в дутье (для воздуха)                                                           [1 , стр.85]

L0 =4,76 +1,9 = 9,04 м33

3. Действительный расход воздуха , м33

La = L0×a                                                                                     (2.3) / [2, стр.25]

a - коэффициент избытка воздуха, равен 1,1

La =1,1×9,04 =9,91 м33

4. Обьемы отдельных составляющих продуктов сгорания , м33

Vсо2 = 0,01×(СО2 + måСmCn) = 0,01×(CО2 + СН4 + 2С2Н6 + 3С3Н8 + 4С4Н10 +

+ 5С5Н12 + 6С6Н14 + 2С2Н4) м33                                    (2.4) / [2, стр.25]

Vсо2 = 0,01×(0,034 + 98,5 + 2×0,797 + 3×0,15 + 4×0,044 + 5×0,053 + 6×0,011 +

+ 2×0,006) = 0,91 , м33

2о = 0,01×(Н2О + 0,5nåСmCn) = 0,01 (Н2О + 2СН4 + 3С2Н6 + 4С3Н8 +

+ 5С4Н10 + 6С5Н12 + 7С6Н14 + 2С2Н4), м33                    (2.5) / [2, стр.25]

2о = 0,01×(0,11 + 2×98,5 + 3×0,797 + 4×0,15 + 5×0,044 + 6×0,053 + 7×0,011 +

+ 2×0,006) = 1,8 м33

VN2 = 0,01 N2 + a×k×Vо2                                                             (2.6) / [2, стр.25]

VN2 = 0,01×0,292 + 1,1×3,76×1,9 = 7,6 м33

2 = (a-1)×Vо2                                                                          (2.7) / [2, стр.25]

2 = 0,1×1,9 = 0,19 м33

5. Общее количество продуктов сгорания, м33

åVi = Vсо2 + Vн2о2 + VN2 + Vо2                                                (2.8) / [2, стр.25]

åVi = 0,91 + 1,8 + 7,6 + 0,19 = 10,5 м33

 

3. ТЕПЛОВОЙ  РАСЧЕТ

3.1. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ НАГРЕВА САДКИ В ПЕЧИ СТАНА 150

 Определение cтепени черноты обьема продуктов сгорания .

С этой целью находим парциальные давления

Имеем

                       (3.1.1.)/[3,стр. 55]

где В – атмосферное давление, В = 1 ата

Находим

Рассчитываем значения произведений

где li  – эффективная длина луча для i– зоны печи.

Эффективная длина луча может быть записана

                                         (3.1.2.)/[3, стр 55]

где Vi излучающий объем  i – зоны печи, м3; Fi– площадь оболочки, ограничивающей этот объем.

Для нахождения Vi и Fi обращаемся к чертежу рабочего пространства печи (черт.№ 32695.004.00942.01).

Соответственно для зон 1 (до пережима) и 2 (после пережима потока газов) имеем

V1 = (2×12)×1=24 м3, F1 = [(2×2)+(2×12)]=28 м2;

V2 = (1,6×12)×1=19,2 м3, F2 = [(2×1,6)+(1,6×12)]=22,4 м2.

Для зон 1 и 2 находим

Записываем

А также

Степень черноты для СО2 и Н2О находим с помощью номограмм рис.13 [1, стр.50], рис.14 [1, стр.51] соответственно:

 и

Для зоны 1 имеем

Для зоны 2

Поправка на парциальное давление водяных паров b =1,1 (выбирается по = 0,170 ата и = 0,524 ата×м, рис.15 [1, стр.51]).

Для зон 1 и 2 степень черноты обьема продуктов сгорания

=1,1×0,2+0,12=0,34;

=1,1×0,13+0,09=0,233.

Определение характеристик садки и футеровки

Для стали 70К принимаем значения степени черноты (высокоуглеродис-тая сталь, прил.V1 [1, стр.358])

 и

Для зон 1 и 2 находим степень развития кладки w

      (3.1.3.) / [3, стр 55]

Fклi – площадь излучающей кладки каждой зоны .

Fмi –лучевоспринимающая поверхность металла

Имеем (см.черт.№ 32695.004.00942.01)

= (2×1,6+12)×1+0,5×12=21,2м2;

=(2×2+12)×1+0,5×12=22м2;

=(3×0,125×12)4 = 18м2;

 = 18м2.

Находим

w1 ==1,18;  w2 = =1,22.

Определение коэффициента лучеиспускания.

Величина приведенного коэффициента лучеиспускания в системе серых тел :

ккал/(м2ч×К4)        

(3.1.4.) [3, стр.52]

Зона 1 :

Зона 2 :

С учетом расклада блюмов расчетный коэффициент лучеиспускания будет

                                  (3.1.4) [3, стр.55]

где  – приведенный коэффициент лучеиспускания поверхности блюма;

    – приведенный коэффициент лучеиспускания системы (газ–металл–

футеровка).

Имеем , (3.3.3) [3, стр.55]

,

Также запишем

Коэффициент            (3.1.5) [3, стр.55]

где  ,                                                   (3.1.5.) [3, стр.56]

- относительный зазор, [3, стр.56]

Угловой коэффициент                                                                                                        

  (3.1.6) [3, стр.55]

Находим

Зона 1:

Зона 2:

Находим

Зона 1:

Зона 2:

Похожие материалы

Информация о работе