Ступенчатое использование теплоты уходящих газов в высокотемпературных установка
Существует две схемы использования теплоты уходящих газов из печей(ВТУ):
1) замкнутая, когда теплота уходящих газов используется для подогрева воздуха в рекуператоре или для предварительного подогрева металла в самой печи;
2) разомкнутая, при к-й теплота уходящих газов используется за пределами высокотемпературной установки.
С точки зрения использования топлива больший эффект даёт замкнутая схема и, в первую очередь, – это подогрев воздуха в рекуператоре.
В проходных печах непрерывного действия используется методический принцип нагрева, когда продукты сгорания двигаются навстречу перемещаемому металлу, т. е. двигаются противотоком, нагревая его.
Камерные печки: температура продуктов сгорания составляет 1250-1300 С. В проходной печи в методической зоне их температура составляет 900-1000 градусов. Устройство методической зоны позволяет сэкономить 15-20 % топлива при той же самой производительности печи или существенно увеличить производительность печи при том же самом расходе топлива. В мет зоне т-отдача к заготовкам менее интенсивна, чем в нагреват или сварочн зоне из-за ум-я радиационных потоков от кладки и продуктов сгорания. Удлинение методической зоны для лучшего использования теплоты уходящих газов ведёт к усложнению конструкции и к повышению капитальных затрат.
Большой резерв эффективности методической зоны при сохранении или уменьшении её длины – это Интенсификация конвективной теплоотдачи от продуктов сгорания к металлу. В обычном случае продукты сгорания омывают только верхнюю поверхность заготовок металл со скоростью 10 м/c. Коэффициент теплоотдачи α: 10-15 Вт/м2с, что составляет не более 10-15 % от общей теплоотдачи к металлу. Увеличения скорости омывания заготовок можно достичь за счёт увеличения тяги и за счёт уменьшения площади поперечного сечения методической зоны (понижение свода) – спец горел устр-ва – радиацион горелки сводового отопления. Тогда коэффициент конвективной теплоотдачи увеличивается в 2 раза. Надо следить за ум-ем радиацион т-отд от кладки к металлу при ум-и S попер сеч. Большой эффект даёт струйная обдувка металла в методич зоне. В этом случае продукты сгорания с t 1200-1300 из зоны нагрева ижектируются с помощью дымососа, отбирающего часть продуктов сгорания из печного борова с температурой 450-500 С и поступает в раздающий короб в своде методич зоны и ч/з сопла распределенные по нижнему листу короба. После этого через сопла продукты сгорания с t 1000-1100 со скоростью 100 м/с натекают на поверхность заготовок. В этом случает коэффициент теплоотдачи конвекции металлов увеличивается до 100-150 Вт/м2с. t продуктов сгорания понижается до 450-500 °, вместо 900 и 1000 С в обычной печи. Ещё большее увеличение дает ув-е S т-массообмена - расположение заготовок с зазорами по отношению друг к другу в печах с механизированным подом, шагающими балками, в печах с роликовым подом, в конвеерных печах.
При Замкнутой схеме теплота уходящих газов используется в другой низкотемпературной печке, сушиле, котле утилизаторе и т. д. В ид случае теплота ух газов из ВТУ должна полностью покрывать потребности в тепле в низкотемпературном источнике (закалочная печь, отпускная печь, обжиговая). Сложность использования теплоты уходящих газов – это синхронизированная работа двух агрегатов. Этот комплекс позволяет устанавливать рекуператоры, регенераторы за низкотемпер печью. Компоновка должна быть рациональной. Расстояние между печами должно быть минимальным, особенно это относится к дымопроводам. При t 900-100 С ув-е длины ведет к потерям 2-3 С на 1 м за счет теплопроводности ч/з изоляцию и неконтролируемого подсоса внешн хол в-ха. Длина дымового тракта между печами не должна превышать 100-120 метров. При дальнейшем увеличении длины между печами теряется 30-50 % теплоты от общ теплосодержания. Надо принимать во внимание Капитальные затраты на сооружение коммуникаций между печами и средства на установку тягодутьевых средств. Все дымососы, выпускаемые в России, рассчитаны на температуру 400-450 С, поэтому при их подаче от высокотемпературной к низкотемпературной печи продукты сгорания нужно разбавлять в 2-2,5 раза при отсутствии рекуператора за ВТР. При расположении низкотемпературной печи непосредственно над высокотемпературной продукты сгорания могут направляться под действием гидравлического напора. При небольшом расстоянии между печками гидравлическое сопротивление дымопровода мало (до 100 Па) и передача прод сгор за счёт инжектирующего действия струй горелок низкотемпературной печи. При втор исп-и теплоты прод сгор из камерной нерукуперативной печи, где нагрев заготовок до 1250 С в сушилке на расст 100 м экономится 37% прир газа, подаваемого в печку. Продукты сгорания при этом разбавляются в 2 раза. В печи, оборудованной рекуператором, где подогревается воздух до 400 ° для горения разбавлять продукты сгорания не нужно. За счёт использования теплоты уходящих газов в сушилке экономится 23,2 % топлива, подаваемого в печь, а Σ экономия топлива для сушилки и рекуператора 61,2%. В литейных терм печах машиностроит заводов эта сх исп-ся широко. В закалочной отпускной печке, где металл греют до 900, а во 2й отпускают при 650 С при ступенчат исп-и теплоты прод сгорания экономится 20% прир газа. При t 250 С экономия 25-50%.
48.
