Теплотехнический расчет энерготехнологического агрегата для печи по выплавке медных анодов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?нце газоходного тракта, где газы уже сильно охлаждены, могут применяться металлические неохлаждаемые шиберы, отлитые из чугуна или из жаропрочной стали. В некоторых печах применялись шиберы, набранные из огнеупорных материалов (кирпичей, блоков) в металлическом каркасе. Однако такие шиберы при высокой температуре газов сильно деформируются и движение их в направляющих становится затруднительным.
.2 Описание рекуператора
Рекуператоры - это теплообменные аппараты, предназначенные для нагрева воздуха или газа за счет тепла продуктов сгорания, в которых теплопередача осуществляется через газонепроницаемую стенку. Процесс теплопередачи непрерывный, стационарный.
Конструкция рекуператора должна обеспечивать его длительную службу на печи без ремонта в течение нескольких лет. Эффективность тепловой работы и высокая стойкость рекуператора возможна при соблюдении следующих условий:
Применение жаростойких материалов для изготовления элементов конструкции рекуператоров;
Материал должен быть достаточно теплопроводным;
Обеспечение минимально возможной температуры элементов конструкции, предотвращение местных перегревов;
Обеспечение герметичности (газоплотности) всей конструкции;
Создание условий, обеспечивающих возможность чистки труб рекуператоров в процессе его эксплуатации.
Очень удобным материалом для изготовления рекуператоров является металл. Наиболее часто используется чугун, а так же различные стали, имеющие высокую теплопроводность. При этом весьма легко обеспечивается герметичность конструкции, особенно при применении мягких углеродистых и слабо легированных сталей, позволяющих использовать сварку. Высокая герметичность допускает высокие скорости движущихся газов, что в свою очередь обеспечивает более эффективный теплообмен между газовой средой и поверхностью разделенной стенки рекуператора, а следовательно, более низкую температуру стенки.
Недостатком металлических рекуператоров является малая жаропрочность дешевых сортов стали, в результате чего эти рекуператоры не позволяют нагревать воздух до очень высоких температур. Так, в случае использования простых сталей и чугуна температура подогрева воздуха не превышает 300-3500С, а температура стенки приблизительно равна 8000С. При использовании легированных марок стали возможно увеличение температуры подогрева воздуха до 7000С при температуре стенки примерно 11000С.
2. Описание тепловой работы проектируемого агрегата
При сжигании топлива в печи развивается высокая температура. Постепенно по мере прохождения печных газов к дымовой трубе температура их понижается, а загруженный в печь металл нагревается. Происходит передача тепла раскаленных печных газов холодному металлу. Одновременно некоторая часть тепла расходуется на нагрев кладки, на потери тепла в окружающую атмосферу и теряется с уходящими дымовыми газами. Таким образом, работа пламенней печи неразрывно связана с движением печных газов и заключается в том, что горячие печные газы, передав часть своего тепла нагреваемому металлу, удаляются из печи и заменяются газами, поступающими из топки.
В нагревательных печах на подине поддерживается, как правило, нулевое или небольшое положительное давление печных газов. При отрицательном давлении холодный воздух, проникая в печь через неплотности в заслонке или кладке, подстуживает и окисляет металл, а при чрезмерно высоком давлении увеличивается выбивание газов и ухудшаются условия труда обслуживающего персонала. Как показывают опыты и исследования, многие законы гидравлики - науки о движении жидкостей - могут быть применимы к печным газам; знание этих законов и правильное их применение позволяют определять размеры печей, дымоходов и трубопроводов.
Многочисленными опытами установлено, что более легкие газы стремятся подняться вверх, а наиболее тяжелые опуститься вниз. Если движение газа осуществляется вследствие разности удельного веса различных его слоев, то такое движение называется свободным, или естественным. Если движение газов происходит под действием разности давлений, вызванной внешними причинами, например вентиляторами, горелками, форсунками, то такое движение называется принудительным.
3. Расчет процесса горения природного газа
3.1 Исходные данные
Сжигается природный газ, элементарный состав которого на сухую массу, %:
CH4С.Г = 95,0;C2H6С.Г = 2;C3H8С.Г = 1;N2С.Г = 2;
Влагосодержание газа составляет q= 10,0 г/м3 сухого газа.
Температура подогрева газа tT=200c.
Коэффициент избытка воздуха =I, I.
3.2 Пересчет состава газа на рабочую (влажную) массу
Рассчитаем процентное содержание водяных паров в 1 м3 природного газа при влагосодержание qс.г = 10,0 г/м3 сухого газа.
H2OВ.Г=== 1,23%
Пересчитаем состав газа на рабочую массу:
CH4 в.г =CH4 С.Г *
C2H6в.г = 2 * 0,987= 1,974%;
C3H8в.г = 1 * 0,987= 0,987%;
N2в.г = 2 * 0,987= 1,974%;
Для проверки правильности расчета суммируем полученные данные по влажному составу газа:
CH4в.г + C2H6в.г + C3H8в.г + N2в.г = + 1,974 + 0,987 + 1,974 = 100%,
следовательно, пересчет на влажную массу произведен верно.
3.3 Расчет количества кислорода и воздуха для сжигания 1 м3 газа
Найдем объем кислорода, необходимый для окисления горючих составляющих природного газа (в формулу подставляем только те химические элементы, которые даны в задание; остальные, отсут