Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
не полная, опека, полная ( нужное подчеркнуть )....полностью>>
'Документ'
М. Линевского «Листы каменной книги», «Туристическая полоса препятствий» Благодарим руководителей Ломаша Василия Алексеевича и Мыхина Александра Ивано...полностью>>
'Документ'
, действующего на основании , с одной стороны, и ООО “ТД Интерторг”, именуемый в дальнейшем “Покупатель”, в лице ., с другой стороны, совместно именуе...полностью>>
'Программа'
Санкт-Петербургский филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Национальный и...полностью>>

Главная > Методические указания

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДНЕПРОДЗЕРЖИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

”РАСЧЁТ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЯ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ”

по дисциплине «Теплотехника»

для студентов специальности «Металлургия чугуна»

дневной и заочной форм обучения

Утверждено редакционно-издательской

секцией научно-методического совета ДГТУ

Протокол №____от___________2004г.

Днепродзержинск

2004

УДК 669.041

Методические указание к выполнению курсового проекта ”Расчёт воздухонагревателя доменной печи” по дисциплине ”Теплотехника” для студентов 3-го курса специальности ”Металлургия чугуна” дневной и заочной форм обучения /Сост. А.Д. Горбунов - Днепродзержинск: ДГТУ, 2004.- 47с.

Составитель: А.Д. Горбунов, доктор технических наук

Рецензент: А.Ф.Рыжов, кандидат технических наук

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой ПТ докт. техн. наук Яловой Н.И.

Утверждено на заседании кафедры ПТ

/протокол №__ от __________2004 г./

Методическая разработка является пособием для выполнения курсового проекта по дисциплине «Теплотехника» студентами специальности «Металлургия чугуна».

В пособии приведены: общие сведения о воздухонагревателях доменных печей, общие положения теплового расчёта воздухонагревателей и основные расчётные формулы, порядок оформления расчётно-пояснительной записки и графической части проекта. На конкретном примере показана последовательность расчета и проектирования рабочего пространства и конструктивных основных размеров доменной печи воздухонагревателя содержит необходимые справочные материалы и литературу по проводимым расчетам.

Предназначено для самостоятельной работы студентов.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.......................................................................………………................4

1. УСТРОЙСТВО И РАБОТА ДОМЕННЫХ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЕЙ......6

2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ РЕГЕНЕРАТОРОВ.…….……….....………................11

3. НЕКОТОРЫЕ СООБРАЖЕНИЯ ОБ УЛУЧШЕНИИ РАБОТЫ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЕЙ……………………………………………..……..19

4. ПРИМЕР РАСЧЕТА ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЯ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ……………………………………………….…………….……..................20

4.1 Расчёт горения топлива…….....................………………………………..23

4.1.1 Пересчёт состава сухого газа на рабочую массу топлива…...23

4.1.2 Определение теплоты сгорания топлива………………….….24

4.1.3 Расчёт количества воздуха и продуктов сгорания….……..….25

4.2 Определение расходных характеристик…....……………...........................27

4.3 Предварительное определение поверхности нагрева насадки.……..…...30

4.4 Уточненный расчет ……………….………………………………………..37

4.5 Определение размеров и массы насадки………………………………..…39

4.6 Компоновка воздухонагревателя………………………………………......40

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК….……………………………………………….……...…..43

ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………….....44

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект, посвященный проектированию регенераторов, является элементом подготовки студентов для работы в проектных научно-исследователь­ских институтах, развивает навыки констру­ирования тепловых агрегатов, приме­няемых в металлургической промышленности.

Курсовой проект выполняется по курсу "Теплотехника" и состоит из двух разделов.

1. Расчетно-пояснительной записки

2. Графической части.

В целом курсовой проект должен представлять собой законченную проект­ную разработку воздухонагревателя, выполненную студентом с ис­пользованием литературы, методических указаний, проектной документации и консультаций кафедры.

Завершенный и полностью оформленный проект не менее чем за неделю до начала экзаменационной сессии сдается руководителю проекта на проверку. Курсовой проект защищается перед комиссией в присутствии руководителя проекта. Дифференцированная оценка за проект выставляется по 4-х бальной системе.

Настоящее методическое пособие имеет целью обеспечить дополнительную консультативную помощь студентам в процессе курсового проектирования.

Основное содержание расчетно-пояснительной записки включает следующие разделы:

1. Введение. Назначение и краткое описание проектируемого воздухонагревателя.

2. Теплотехнические, конструктивные и другие расчеты (к расчетам записки прилагается схема, эскизы, графики). Записка оформляется на стандартных листах писчей бумаги, на одной стороне листа чернилами и переплетается. Записка компонуется в следующей последовательности:

1.Титульный лист

2. Бланк-задание с исходными данными.

3. Содержание.

4. Введение.

5. Расчетная часть.

6. Перечень ссылок.

В тексте делаются ссылки на использованную литературу, список которой приводится в конце расчетно-пояснительной записки.

В списке литературы следует указать фамилии и инициалы авторов, название издания, наименование издательства, год и место издания по ГОСТ 7.32-84.

Все расчетные формулы даются сначала в алгебраическом выражении, затем идет подстановка величин в том порядке, в ка­ком эти величины обозначены в формуле, далее идет результат расчета и его размерность. Эскизы и графики выполняются на миллиметровой бумаге или кальке. Сокращения слов в тексте допускаются только общепринятые: т.к., т.п. и т.д.

Графическая часть проекта состоит из одного чертежа общего вида воздухонагревателя доменной печи. Общий вид печи воздухонагревателя изображается в двух проекциях с выносными элементами узлов конструкции в соответствии с требованиями ЕСКД.

Размеры должны соответствовать расчетным данным в соответствии с принятым масштабом.

Целью курсового проекта является определение основных про­ектных размеров и теплового режима работы воздухонагревателя.

В качестве примера в данном методическом указании произведен расчет и определены основные проектные размеры воздухонагревателя доменной печи.

1 УСТРОЙСТВО И РАБОТА ДОМЕННЫХ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЕЙ

Для нагрева доменного дутья до температур 1100…1400оС используют воздухонагреватели. На практике используют два типа нагревателей: с внутренней (встроенной) и вынесенной камерой горения. Основным преимуществом второго типа воздухонагревателей по сравнению с первым является более высокая стойкость кладки, а к недостаткам следует отнести увеличение габаритов и стоимости сооружения на 20…25%. В связи с тем, что на большинстве доменных печей отсутствует место для строительства воздухонагревателей с вынесенной камерой горения, этот тип воздухонагревателей, в основном, используется при строительстве новых доменных печей. Таким образом, в настоящее время наибольшее распространение получили воздухонагреватели с внутренней камерой горения.

Воздухонагреватель (рис.1.1) представляет собой цилиндр диаметром 8…12 м и высотой 40…50 м, который сверху закрыт полусферическим куполом (1), а снизу плоским днищем (2), закрепленном в фундаменте (3) анкерами. Кожух выполняется сварным из низколегированных конструкционных сталей толщиной 20…30 мм и хорошо герметизирован.

Кожух защищают от воздействия высоких температур многослойной огнеупорной кладкой (радиальными стенами). Она состоит из нескольких слоев: внутренний выполняется из плотного высокоогнеупорного материала, тип которого зависит от температурных зон (динас, муллито-кремнеземистые огнеупоры, шамот), далее следует теплоизоляционный слой (шамот – легковес, динас - легковес) и слой, компенсирующий температурное расширение кладки при ее разогреве (муллито-кремнеземистые маты).

Для снижения тепловых потерь и обеспечения независимости расширения кладки купола и стен, толщина радиальных стен в верхней части увеличена, а купол опирают на дополнительные стены (4).

1 - купол; 2 - днище; 3 - фундамент; 4 - стена; 5 - камера горения; 6 - камера насадки; 7 - разделительная радиальная стена; 8 - подкупольное пространство; 9 -поднасадочное пространство; 10 - трубопровод холодного дутья; 11 - патрубок холодного дутья; 12 - шибер холодного дутья; 13 - дымовой боров; 14 - дымовой патрубок; 15 - дымовой клапан; 16 - вентилятор горелки; 17 - штуцер горячего дутья; 18 - шибер горячего дутья; 19 - воздухопровод горячего дутья; 20 - газовая горелка; 21 - шибер горелки

Рисунок 1.1 - Общий вид воздухонагревателя с внутренней камерой

сгорания

Внутреннее пространство воздухонагревателя состоит из камеры горения (5) и камеры насадки (6), разделенных вертикальной стеной (7), подкупольного и поднасадочного пространства (8, 9).Последнее соединено с трубопроводом холодного дутья (10), с помощью патрубка (11) с шибером холодного дутья (12), а также с дымовым боровом (13) посредством двух дымовых патрубков (14) с клапанами (15). Обычно нижняя часть камеры горения на высоту 2…4 м заполняется боем кирпича и не используется. Выше этой границы устанавливают газовую горелку. На практике используют, в основном, два типа горелок: металлическая типа труба в трубе и керамическая с раздельным подводом газа и воздуха в камеру горения.

Воздух на горение подают с помощью индивидуального вентилятора (16) или системы централизованной подачи воздуха с помощью одного мощного вентилятора, иногда с очисткой воздуха от пыли.

Для отбора горячего дутья в средней части камеры горения установлен штуцер горячего дутья (17) с шибером (18), соединенный с фурмами доменной печи посредством прямого (19) и кольцевого воздухопроводов.

Камера насадки (6) заполнена огнеупорным кирпичом или блоками таким образом, что образуется большое количество вертикальных сквозных каналов. Верхний ярус насадки обычно выполняется из динаса, а нижний - из шамота. Насадка является основным теплообменным элементом воздухонагревателя. Материал, из которого изготавливается насадка, должен характеризоваться соответствующей огнестойкостью, термостойкостью и иметь значительное сопротивление деформации при повышенных температурах.

В настоящее время, в основном, используют три типа насадок: из прямоугольного кирпича с квадратными ячейками 6060 мм и 45 45 мм и из шестигранных блоков с круглыми ячейками со средним гидравлическим диаметром 41 мм (рис.1.2).

Прямоугольные насадки каупера, Петерсена и др. [1, с. 177] с каналами 6060 мм и 4545 мм сохранились только на старых воздухонагревателях. При модернизации воздухонагревателей используют блочную насадку, которая позволяет повысить ее стойкость, уменьшить диаметр каналов и минимальную толщину стенки между каналами, а также увеличить удельную поверхность нагрева с 19,8 или 24,8 м23 соответственно для насадок с каналами 60 60 мм и 4545 мм до 38,1 м23 . Геометрические характеристики размерных типов регенеративных насадок приведены в таблице 1.1.

Воздухонагреватели работают циклически. Цикл включает периоды нагрева (τн) и охлаждения (τохл), а также паузы (τп), необходимой для перевода воздухонагревателей с режима нагрева на охлаждение и наоборот.

В период нагрева с помощью газовой горелки (20) сжигают топливо (природно–доменную или коксодоменную смесь) в камере горения. Образующиеся продукты горения поднимаются вверх по камере горения, проходят подкупольное пространство и под действием тяги дымовой трубы и давления газовоздушной смеси устремляются вниз по каналам насадки. Проходя по этим каналам, продукты горения отдают тепло насадочному огнеупору, нагревая его. Температура продуктов горения на входе в верхнюю насадку поддерживается постоянной и она составляет 1300…1450 оС (в зависимости от типа применяемых огнеупоров). На выходе же из насадки их температура увеличивается от 100…150 оС в начале нагрева и до 350…450 оС – в конце его. Затем продукты горения проходят через поднасадочное пространство (9), дымовые патрубки (14), боров (13) и через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.

В период нагрева шиберы холодного и горячего дутья (12, 18) закрыты, а шибер газовой горелки (21) и дымовые клапаны (15) открыты.

В период охлаждения холодное дутье с температурой 80…150 оС (в зависимости от давления дутья) поступает через патрубок холодного дутья (11) в поднасадочное пространство (9) , а затем в каналы насадки. При движении дутья в каналах происходит его нагревание за счет аккумулированного тепла насадочным огнеупором в период нагрева, затем горячее дутье проходит через подкупольное пространство (8), часть камеры горения и через штуцер (17) и тракт горячего дутья попадает в доменную печь. При этом шиберы холодного и горячего дутья открыты, а шибер горелки и дымовые клапаны закрыты.

В этот период температура дутья на выходе из насадки изменяется: в начале периода она максимальна и практически равна температуре продуктов горения на входе в насадку, затем температура дутья уменьшается и в конце периода она снижается на 150…200 оС.

Таблица 1.1 – Геометрические характеристики регенеративных насадок

Характеристики

Типы насадок

Блочная

Гипромеза

Каупера

Сименса

Брускова

Петерсена

ячестая

Щелевая

Удельная поверхность нагрева f1,

м23

38.1

36.1

13.5

16.5

16.5

14.5

Объем кирпича

насадкиv, м33

0.70

0.50

0.54

0.31

0.31

0.39

Живое сечение

насадки

f2, м22

0.29

0.39

0.48

0.42

0.42

0.46

а, б – насадки из прямоугольного кирпича с квадратными ячейками 6060 и 4545 мм; в– шестигранное насадочное изделие

Рисунок 1.2 - Насадки доменных воздухонагревателей



Похожие документы:

  1. Заводе №8 чужим пушкам (заводов "Большевик", Гочкиса, Максима, "Рейнметалл" и др.) присваивали собственные заводские индексы, таким образом и система Лендера

    Документ
    ... доменная печь была запущена в конце марта 1932 года (первый чугун ... указания по использованию имущества, но пр верить их выполнение не удалось по указанным ... ОПЗ-1) специально для организации работ по реактивным самолетам немецких проектов. По прик. ...

Другие похожие документы..