Виды тепловых потерь печи. Тепловой баланс
В печной системе имеются два вида потерь теплоты: 1) потери в рабочем пространстве печи – Мпрп и 2) теплота, уносимая из печи уходящими дымовыми газами Мух.
Теплота в рабочем пространстве теряется, во-первых, на нагрев футеровки, т.е. огнеупорного ограждения печи, иначе говоря аккумулируется футеровкой, она обозначается Мак.ф; во-вторых, проходит насквозь через футеровку благодаря теплопроводности, и уходит в цех излучением и конвекцией от разогретой внешней поверхности футеровки – Мпот.ф; в-третьих, теплота теряется излучением через открытые окна печи – Мокн; в-четвертых, расходуется на нагрев воды, которая охлаждает металлические элементы конструкции печи, работающие при высокой температуре – Мохл.в. В целом
. (4.5)
В электропечах имеется один вид потерь – потери в рабочем пространстве печи, поэтому для электропечей в (7.3) Мпот = Мпрп.
Топливная печь, наряду с потерями в рабочем пространстве печи, имеет и второй вид потерь – с уходящими из рабочего пространства продуктами горения топлива – Мух. Эти потери состоят из физической теплоты горячих газов Мух.ф и могут включать неиспользованную химическую энергию топлива вследствие неполного его сгорания в печи (недожога) – Мхн.
Таким образом, для топливных печей мощность Мпот в выражении (4.3) будет равна Мпот = Мпрп + Мух. Тепловой баланс топливной печи будет таким
. (4.6)
Электрические печи по сравнению с топливными должны быть более экономичны по расходу топлива, так как в них нет потерь с уходящими газами, однако не следует забывать, что при производстве электроэнергии на тепловых электростанциях были свои тепловые потери, в том числе с уходящими в атмосферу газами.
Теплота газов, уходящих из рабочего пространства, необязательно полностью теряется в атмосферу. В современных топливных печах часть теплоты дымовых газов используют для подогрева воздуха, а иногда и газообразного топлива, которые направляются в горелочные устройства печи, т.е. теплота дымовых газов частично возвращается в рабочее пространство печи в виде физической теплоты воздуха – Мф.в и топлива – Мф.т. Этот процесс передачи теплоты дыма воздуху или топливу происходит в специальных устройствах – теплообменниках двух типов: рекуператорах и регенераторах, которые устанавливают в дымовых каналах между рабочим пространством печи и дымовой трубой. Потери теплоты с газами, уходящими в атмосферу – Мух.атм, будут меньше по сравнению с потерями на выходе из рабочего пространства Мух, а именно
.
Тепловой баланс топливной печи окончательно будет иметь вид
. (4.7)
В крупных печах, например, в мартеновских и двухванных, теплоту уходящих газов используют для получения водяного пара, для чего за печами устанавливают котлы-утилизаторы.
Потери теплоты в рабочем пространстве печи также стремятся уменьшить прежде всего путем применения футеровки с лучшими теплофизическими свойствами – с меньшей теплоемкостью и теплопроводностью.
Существуют проекты так называемых безинерционных печей, ограждение которых отражает обратно в печь падающее на него из печи тепловое излучение, т.е. имеет свойство теплового зеркала. Существуют печи с испарительным охлаждением, в которых вода в водоохлаждаемых элементах печи превращается в пар, используемый в системе отопления помещений. Предложены схемы печей, в которых теплота, прошедшая через футеровку, передается воздуху, который также может быть полезно использован.
Потоки теплоты в топливной печи схематично изображены на рис. 4.1
1 ‑ рабочее пространство печи; 2 ‑ горелка; 3 ‑ нагреваемый материал; 4 ‑ дымовой канал; 5 ‑ утилизатор теплоты уходящего дыма (рекуператор); 6 ‑ вентилятор; 7 ‑ дымовая труба
Рис. 4.1 – Потоки теплоты в топливной печи
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник
Какие типы потерь тепла бывают в трубчатых печах
В печных системах наряду с их ней работой, происходят масса технологических процессов, таких как расход тепла в различных типах печей.
С нарушением этого процесса идет не правильная работа печей, а на выходе изделия с браком.
В такой системе бывают несколько видов расхода тепла, такие как потери внутри печи, происходит наряду с выбросом газов из печей.
Во-первых, расход тепла происходит из-за нагрева деталей печи, которые там есть.
Во-вторых, тепло, которое проходит по всем составляющим печи и уходит во внешнюю среду по своей поверхности.
В-третьих, тепло теряется так же через открытые окна печей.
В-четвертых, тепло теряется с водой для охлаждения всех печных внутренних элементов и поверхностей, которые связаны с высокими температурными режимами.
Расход тепла в электрических печах происходит через, когда работает и это распространяется на всю поверхность печи.
Такой вид печей, как топливная в рабочем состоянии она имеет расход тепла.
Так же существуют расход тепла через распад продуктов горения внутри печи, в процессе работы.
Так же включают то, что в процессе сгорания продуктов, так же входит обратно не использованная энергия.
Электрические печи должны работать менее экономно, чем топливные, у которых расход тепла больше чем у электрических печей.
Расход тепла растворяются вместе с газами, которые выходят из топливных печей, тем самым загрязняют пространство.
Так же такие печи используют для прогрева помещения на производстве, в таких случаях некоторое количество газов остается, тем самым обеспечивают потери физической теплоты воздуха и топлива.
Они, бывают двух видов: рекуператорные и регенераторные.
Которые устанавливают в рабочей среде между пространством, где установлены трубы и рабочей поверхности печи.
В больших печах, используют выход газа для переработки в водяной пар, для чего позади печей устанавливают большие котлы.
Расход тепла в печах также пытаются минимизировать с помощью внутренних механизмов.
Так же есть печи которые с помощью пара охлаждают всю систему печей, для того чтобы применять для отопления помещений.
Расход тепла, который проходит через определенный элемент внутри печи, так же может быть использован с пользой.
Также можно определить какой расход тепла в печи, для этого нужно знать рабочее пространство печи, какие элементы наполняют ее, каналы по которым выходит пар или газ.
Так же учесть трубу, материал, из которого изготовляют изделие и обязательно нужно вставить внутренние вентиляторы для работы печей.
Учитывая, все моменты можно производить детали в различных типах печей.
Производство деталей в различных типах печей разнообразно, так же с разной частотой потери тепла, работой всех элементов и рабочей поверхности.
Не правильная технологическая цепочка, может привести к разрушающим последствиям и не правильной технологии производства изделий.
Так, же нужно учитывать правильное размещение печей в помещении желательно ближе к стенам, для того чтобы можно было сделать правильную вентиляцию.
Что бы ни нарушался технологический процесс, нужно постоянно за ним следить, чтобы в печах поддерживалась температура горения и выброс газов в воздух.
Так, же минимизировать потерю тепла можно с помощью не скольких видов печей.
Это тоже повлияет на производительность продукции и уменьшит расход тепла в печах.
Основные типы печей, которые используют в производстве разной продукции, очень производительны и расход тепла минимальный.
Если же расход тепла при производстве изделий высокий, то это говорит о том, что выброс тепла неблагоприятно сказывается на производимой детали, таким образом, производство нужно останавливать.
Для бесперебойного производства нужно выбирать печи с минимальной отдачей тепла, в таких печах все процессы для производства деталей будут более продуктивными.
Источник
