Расчет сожигательного устройства

ДАНО:

Расход топлива: В=396м³/ч = 0,11 м³/с

Теплота сгорания топлива: Q^р_н= кДж/м³

Действительное количество воздуха необходимое для сжигания 1м³ газа: V^д_в=6,593 м³/м³

Плотность воздуха при н.у.: ρ⁰_в=1,293 кг/м³

Избыточное давление газа перед горелкой: P’_г=5300 Па

Избыточное давление воздуха перед горелкой: P’_в=500 Па

Температура газа на входе в горелку Т_г=293 К

Температура воздуха на входе в горелку Т_в=532,21 К

Коэффициент расхода воздуха n=1,15

Коэффициент гидравлического сопротивления газового канала горелки (для горелок типа «труба в трубе») ξ_г=1,5

Коэффициент гидравлического сопротивления воздушного канала горелки (для горелок типа «труба в трубе») ξ_в=1

Плотность газа при н.у. находим по формуле (стр.11 [1]):

РЕШЕНИЕ:

Т.к. ширина печи составляет 6,499 м, а целесообразно устанавливать одну горелку на 3 м, принимаю решение установить 2 диффузионные горелки средней тепловой мощности типа «труба в трубе».

Находим расход топлива на одну горелку м³/с

Определяем расход воздуха при нормальных условиях: м³/м³

Определяем приведенные к нормальным условиям скорости истечения газа и воздуха в выходном сечении:

м/с

м/с

Рассчитываем площади выходных сечений газового и воздушного каналов:

Определяем диаметр выходного сечения газового канала:

Принимая по табл. 2.2[1] скорость газа определяем внутренний диаметр газового канала:

Определяем наружный диаметр газового канала внутри горелки(при толщине стенки ):

Определяем диаметр воздушного канала:

Принимая по табл. 2.2[1] приведенную к нормальным условиям скорость газовоздушной смеси в носике горелки , определяем площадь сечения носика горелки:

Определяем диаметр носика горелки:

Определяем температуру смеси на выходе из носика горелки:

― объёмная доля воздуха в смеси при н.у.:

― удельная энтальпия природного газа при Тг=20 ⁰С

i_г≈ 35 кДж/м³

― удельная энтальпия воздуха при Тв= 259,21 ⁰С по прил.8 [1]:

i_в= 340,97 кДж/м³

― удельная энтальпия смеси:

i_см=α* i_в + (1-α)* i_г=0,874*340,97+0,126*35=302,42 кДж/м³

― удельная энтальпия смеси при =200 ^oC(по прил. 7 и 8)

кДж/м³

― удельная энтальпия смеси при =300 ^oC(по прил. 7 и 8)

кДж/м³

― температура смеси

Находим действительную скорость смеси на выходе из носика горелки:

Определяем максимальный диаметр факела:

С учетом рассчитанных диаметров носика горелки и газового сопла по приложению 9 [1] выбираем горелку ДВС–130/22.

Т.к факел короткий, то принимаю решение разместить горелку на торцевых стенах печи в шахматном порядке с отводом продуктов сгорания через центр свода.

Определяем длину факела (при К=1,5 для природного газа):

Таким образом, факел перекрывает: длины копильника

Вертикальная стена над уровнем расплава	Вертикальная стена под уровнем расплава	Свод	Подина
Рабочий	Динасовый огнеупор (ГОСТ 4157-79)	Форстеритовый огнеупор (ГОСТ 14832-79)	Динасовый огнеупор (ГОСТ 4157-79)	Форстеритовый огнеупор (ГОСТ 14832-79)
Второй	Шамотный легковес ШКЛ-1,0 (ГОСТ 5040-78)	Шамотный легковес ШЛ-0,9 (ГОСТ 5040-78)	Каолиновая вата 2…8 мкм (ГОСТ 23619-79)	Шамотный огнеупор ШВ (ГОСТ 390-83)
Третий	Шамотный ультралегковес ШЛ-0,4 (ГОСТ 5040-78)	Шамотный ультралегковес ШЛ-0,4 (ГОСТ 5040-78)		Диатомитовая обожжённая крошка в засыпке
Четвертый	Асбазурит мастичный (ГОСТ 12871-93)	Асбазурит мастичный (ГОСТ 12871-93)

Заключение.

1. Сжигание топлива осуществляется с предварительным подогревом воздуха до температуры Т_в = 259,21 °С с коэффициентом расхода воздуха n=1,15.

2. Сожигательное устройство – горелка ДВС-130/22

3. Конструкция ограждений печи.

Результат расчета теплового баланса и расхода топлива:

Приход тепла	Расход тепла
№ статьи	Статья	Q, кВт	%	№ статьи	Статья	Q, кВт	%
	Тепло сгорания топлива	2571.28	92,6		Тепло в окружающую среду	1149,57	41,4
	Тепло отходящих газов	1422.52	51,23
	Тепло воздуха	205,63	7,4
	Невязка баланса	204,82	7,37
	Всего	2776,91			Всего	2776,91

7. Список литературы:

1) Сборщиков Г. С., Крупенников С. А., Теплотехника: расчет и конструирование элементов промышленных печей. №1710,- М.: «Учеба», 2004 г.178 с.

2) Кривандин В. А., Белоусов В. В., Сборщиков Г.С. и др., Теплотехника металлургического производства т.2, -М.: «МИСИС», 2002 г.,607 с.

3) Миткалинный В. И., Кривандин В. А. и др., Металлургические печи: атлас,- М,: «Металлургия», 1987 г.,384с.