4. Расчет оборудования и проектирование отделения

   1. Тепловой расчет термоагрегата

Тепловой расчет термических печей сводится к определению расхода тепла, мощности печи, коэффициента полезного действия. Расход тепла определяется по формуле

(О

где: Q_Mtf - тепло, идущее на нагрев металла, кВт;

Q_K.., -тепло, теряемое в окружающую среду через кладку печи (стены, под, свод), кВт;

Q_My- прочие неучтенные потери, кВт.

Тепло, идущее на нагрев металла

(2)

Qmc ^— Gx(C₂t_K - С i in),

где: G - производительность печи, кг/сек;

In и t_K - начальная и конечная температуры металла, К;

С| и Со - удельные теплоемкости соответственно при t_M и t_K, кДж/(кг К).

(3)

(4)

G = m / т„_аф,

где: m - масса металла, находящегося в камере нагрева, кг;

т_1Шф - время нагрева, сек.

m = Vxp,

где: V - объем металла, находящегося в камере нагрева, м';

р - плотнос ть металла.

• = axbxc,

где: а - толщина полосы, мм;

Ь- ширина полосы, мм; с - длина камеры нагрева, мм.

• - 0,35х 1020x33500 = ! 1959500 мм³ = 0,012 м³ m = 0,012x7,8 = 93,6 кг

Время нагрева определяется как одна минута на миллиметр сечения

т,шф ⁼ 1 х0,35 = 0,35 мин = 21 сек.

Производительность печи

G = 93,6/21 = 4,46 кг/сек Тепло, идущее на нагрев металла Q_Me = 4,46х[0,653 х( 800+273) - 0,475х(20+273)] - 2511 кВт С| = 0,47 кДж/(кг К), при t = 20° С,

С₂ = 0,653 кДж/(кг К), при t = 800° С [3]

Тепло, теряемое в окружающее пространство через кладку печи

QkIi Qn + Qnoa + CW. (6)

где: Q_C1 - потери тепла через стенки, кВт:

Qiicw^- потери тепла через под, кВт;

Qcno'j - потери тепла через свод, кВт.

Исходные данные для расчета потерь тепла через кладку печи:

—— -—		-	—i,
*
	tl I	•
		ь*
			•Сл
230 м	*9-	11*1 ►	120 —►

Рис. 14. Схема трехслойного свода печи

1. диатомит необожженный в кусках

X = 0,11 + 0.232х 10'' t (Вт/(мхК))

2. шамот легковесный LLIJl-0,4

X - 0,1 + 0,0002Ixt (Вт/(мхК))

3. асбестовый картон

X = 0,12 + 0,00024xt (Вт/(мхК))

Стенка

1. шамот легковесный ШЛ-0,9

X = 0,29 + 0,00023 xt (Вт/(мхК))

2. шамот легковесный ШЛ-0,4

X = 0,1 + 0,0002 lxt(BT/(MxK))

3. асбестовый картон

X = 0,12 + 0,00024xt (Вт/(мхК))

и	1| '
		to*	1
tK — tn			-
Печь
	2.10	1 Ы	120 -н ►

Рис. 15. Схема трехслойной плоской стенки печи

1. диатомит необожженный в кусках

Х = 0,11 + 0,00232x1 (ВтЛ'мхК))

2. шамот легковесный ШЛ—0,4

\ = 0А+ 0.00021x1 (Вт/(мхК))

3. асбестовый картон

X = 0.12 + 0.00024xt (Вт/(мхК))

Рис.16.Схема пода печи

Таблица 6

Данные, полученные при расчете на микроЭВМ, для расчета потерь тепла

через кладку

Величины	Численное значение
	Свод	Под	Стена
А|, Вт/мх°С	0.11	0,11	0.11
А2, Вт/мх°С	0.1	0.1	0.1
Аз, Вт/мх°С	0.12	0.12	0.12
В| Вт/мх°С	0.000232	0,000232	0.000232
В2. Вт/мх°С	0.00021	0,00021	0,00021

В;,, Вт/мХ°С	0,00024	0.00024	0.00024
S1. м	0,23	0.25	0,25
S2. м	0.114	0.15	0.15
S3, м	0.12	0.1	0.12
к, °С	800	800	800
tB, °С	20	20	20

Таблица 7

Результаты расчета потерь через кладку

Величины		Численное значение
	Свод		Под	Стена
ti,°C	506		505	599
t2,°C	300		279	322
t3, °с	55		53	59
g, Вт/м2	^ Л 1 Зо 1		304	362

Потери тепла через свод

(7)

(8)

Qcll ‘ Чен*! сн* 1 О

F_CB = LxB= 192x9 = 1728 м², Q_CB = 331x1728х 10*³ = 571,9 кВт .

Потери тепла через стены

(9)

О с г = ЧсгХ'РсгХ 1 О-'

F_CI. = 2xLxH = 2x192x8,5 = 3264 м² Потери тепла через под принимаем равным 0,75 от Q_CT : Qi.₀,, = 0,75xQ_tr= 0,75х 1181,6 = 886,2 кВт Потери тепла через кладку печи

Qk-Л = Qcr ⁺ QoB ⁺ Quo.!

Q_K.„ = 1181,6 + 571,9 + 886,2 = 2639,7 кВт Неучтенные потери принимаем 10 % от Q_KJI:

Q_H = 26339,7x0,1 = 263,97 кВт

Qpncx - Qmc ⁺ Qkji ⁺ Qu,

Q_pucx = 2607 + 2639,7 + 263,97 = 5510,67 кВ

Мощность печи

(И)

(12)

2. Расчет электрических нагревательных элементов

В печи источниками тепла являются электронагреватели. Общая установочная мощность электронагревателей: 6600 кВт.

Мощность одного электронагревателя 240 кВт: Р_1ЮМ = 240 кВт.

Р_Ф = Р„/3 =240/3 = 80 кВт, где: Рф - мощность одной фазы, т.к. печь трехфазная.

Фазовое напряжение (на концах нагревателя), В