книги / Нагревательные печи и устройства. Литейные печи и сушила
.pdf
|
|
- Г! |
|
|
По w s o o r y согласно МОШ.ОЙГИ |
подоирав*. Электромотор с ч*№- |
|
лом |
оборотов |
|
|
|
/* ~/ |
4-1' <J£j/tfhti — 2it {/бffa * |
|
|
Принятая скорость |
воздуха л |
м/иек оез учета потерь должка |
быть равна линейной скорости на окружности крыльчатки пру. |
|||
24 |
об/сек. Поэтому можно написать равенство: |
||
|
yj^Jidn |
или |
30-3J4<J 24*, |
отсюда диаметр крыльчатки |
|
d ° - M r m0‘59r -
|
Учитывая трение воздуха |
j лопатки, принимаем d |
400 мм. |
|||||
Обозначив ширину лопасти крыльчатки |
через |
g („ )} мо*но |
я ы ш ^ - ь |
|||||
равенство |
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
jL-d-6-V* = О |
|
|
|
|
ИЛИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 Л -О .Ш |
6-50*1, |
|
|
||
СТКУДЬ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
6= 3,1ио,Ш-30 г 0,026м |
26 мм. |
|
|||
Принимаем |
и |
зи мм. |
|
|
|
|
||
|
Итак, по длине печи на |
|
|
|
|
|||
расстоянии 2 м друг от дру |
|
|
|
|
||||
га устанавливаются |
осевые |
|
|
|
|
|||
вентиляторы с диаметром |
|
|
|
|
||||
крыльчатки 400 мм, с шири-_ |
|
|
|
|
||||
ной лопастей 30 мм. Ско |
|
|
|
|
||||
рость вращения крыльчатки |
|
|
|
|
||||
1440 |
об/мин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы |
избежать беспо |
|
|
|
|
||
рядочного |
перемешивания |
|
|
|
|
|||
воздуха и придать ему нап |
Рис. |
Крыльчатке осевого вен |
||||||
равленное движение, |
очень |
тилятора с направляющими дисками |
||||||
часто |
устанавливают |
экраны чем. рис. |
6.) или крыльчатки снаб |
|||||
жают |
направляющими горизонтальными |
дисками чрис. 7). |
|
- 12 -
Мощность электромотора, необходимая для вращения самой
крыльчатки, вычисляется по формуле: |
4 |
-J -. --- кВт, *Р !02-Ъкр
где 9 - вес крыльчатки и других вращающихся частей, кг;
w- линейная скорость на' наружной образующей крыльчатки, равная 30 м/сек;
I |
- КПД крыльчатки, составляющее 0,8 с учетом трения в |
||
*р |
сальнике. |
|
|
Допустим, что для данного случая вес |
1фыльчатки и других |
||
вращающихся частей составляет |
д = 8,4 |
кг. |
Считая, что при вращении кблеса вес всех вращающихся час тей как бы сосредоточен на полурадиусе, получим условную скороеть:
-Щ - = 4 г - 15 м/сек
Отсюда необходимая мощность электромоторе для вращения всех движущихся частей
|
о . Ж . |
|
_ _ , |
|
N— |
. i |
2 |
. 8Л-15 |
|
--- |
1 |
- — гтт— |
~ 1,5кБт. |
|
КР |
102* I |
102 0,8 |
|
|
|
|
' |
|
«Р
С учетом, перемещения воздуха общая мощность электромоторе
* 8т'
Принимаем электромотор мощностью' 2 квт с числом оборотов П - 1440 об/мин.
Как видно,, основной расход мощности электромотора идет не вращение крыльчатки, а не на циркуляцию (перемещение) воздуха.
ВЫБОР ТШЛИВ0СЖИГАЮ11Щ УСТРОЙСТВ
Топливосжигающие устройства, классифицируемые по роду сжи гаемого топлива - твердого, пылевидного, жидкого, газообразного, выбираются с учетом часового расходе топлива, установленного после составления теплового баланса печи.
- 13 - Топки
Для сжигания твердых топлив применяются простые и полугазовые топки (рис. 8).
Рис. 8. Схемы простой (а) и полугазовой (б) топок
Основными параметрами топок, подлежащими определению, яв ляются: площадь колосниковой решетки и объем топочного прост ранства .
Площадь колосниковой решетки находится из выражения:
|
|
В щах |
м |
z |
|
|
|
Г~ |
бр |
7 |
|
где Вта^ |
|
|
|
||
|
расход топлива с учетом неравномерности, кг/час; |
||||
пах |
|
|
|
|
|
QH |
- теплотворность топлива, |
ккал/кг; |
|||
$ |
- тепловое напряжение решетки, т.е. количество тепла, |
||||
|
|
подучаемое |
I м2 в час. Величина его берется из |
||
|
|
табл. I. |
|
|
|
Линейные размеры решетки устанавливаются конструктивно.
Для ручных топок |
на |
одну |
загрузочную |
дверцу длина решетки не |
||
должна превышать |
2,4 м, ширине - 1,2 |
м. |
||||
Объем топки |
я |
|
•О |
3 |
||
|
г |
°т ах |
н |
|||
|
(ГТ = — |
- — |
* |
|
> |
где бт - тепловое, напряжение топочного объема, берется из Тобл.1.
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
I |
|
Тепловые напряжения решетки и топочного объема |
|
|||
|
для котельных топок, ккал/м?час |
|
|||
Вид топлива |
Тепловые |
напряжения •I03 |
Коэффии. |
||
|
|
|
избытка |
||
|
|
|
|
<°т |
воздуха |
|
|
|
|
в тонне |
|
Каменные угли |
700-800 |
250-300 |
1.4 |
||
Антрациты |
|
|
|
|
|
сортированные |
|
900 |
250-300 |
1,3 |
|
несортированные |
|
800 |
250-300 |
1.5 |
|
Бурые угли |
700-900 |
250-300 |
1,3-1,4 |
||
Высота |
топки |
|
|
|
|
|
|
|
(Гт |
|
|
|
нтякт*'— |
м > |
|
||
где hT~ высота слоя топлива |
Р |
|
|
||
на решетке, |
|
||||
здесь |
В - расход топливе, |
кг/час; |
|
|
|
|
Кт- объемный вес |
топлива, кг/м3; |
|
F- площадь решетки, м .
Пр и м е ч а н и е . Размеры полугазовых топок определяют ся аналогично, однако слой топлива цринимается больше - в пре делах 250-400 мм. Обязательным является двойной подвод воздуха.
Под колосниковую решетку подается 60-70J& действительного расход воздуха, остальное количество поступает в коллектор полугаза, выбираемый конструктивно.
Фо р с у н к и
Для сжигания жидкого топлива - мазутаприменяются форсун ки низкого и высокого давления.
В форсунквх низкого давления используется вентиляторный воздух давлением от 300 до 900 мм вод.ст. Факел пламени получа ется широкий и сравнительно короткий (максимум до 2,5 м),что и
обуславливает их применение в нагревательных печах и сушилах.
В форсунках высокого |
|
|
|
|
|
|
||||
давления используется ком- |
|
|
t |
|
|
|
||||
прессорный воздух давлени |
|
|
|
|
|
|
||||
ем 6-8 атм или водяной пар |
|
|
|
|
|
|
||||
давлением 6-13 атм. Факел |
|
|
|
|
|
|
||||
пламени получается |
острый, |
|
|
|
|
|
|
|||
длинный - от 2,5 до 9,0 м, |
|
|
|
|
|
|
||||
что и требуется для пла |
|
|
|
|
|
|
||||
вильных печей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Существует несколько |
|
|
|
|
|
|
||||
конструкций форсунок низ |
|
|
|
|
|
|
||||
кого давления, |
из |
которых |
|
|
. |
|
|
|
||
* |
|
|
являются |
|
|
\Ма* ш |
|
|
|
|
наиболее простыми |
|
|
т |
|
|
|
||||
форсунки института |
"Сталь- |
Рис. 9. |
Форсунка низкого давле- |
|||||||
|
„ . |
* |
_ |
|
ния конструкции Сталъпроекта |
|
||||
проект" (рис. 9). Выпускают- |
|
|
" |
|
|
|
||||
ся шесть номеров этих форсунок. Номер соответствует диаметру |
||||||||||
воздухопровода |
в дюймах |
(табл. 2 ). |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Т а б д и ц а 2 |
|
||
|
Основные размеры и производительность форсунок |
|
||||||||
|
низкого давления конструкции |
|
„Стальцроекта* |
|
|
|||||
ОбозВнутренний диа |
Производитель Диаметр сопла, |
Ход |
Вес, |
|||||||
начеметр воздухо |
ность |
(кг/час) |
мм |
|
ма |
кг |
||||
П А |
провода |
|
при давлении |
|
|
|
зут |
|
||
U O |
|
|
|
|
|
|||||
фор- |
ДИЙ11Ц |
мм |
|
воздуха (мм |
|
мазут воздуш ного |
|
|||
сунок |
|
вод.ст.) |
|
ного |
ного |
соп |
|
|||
|
|
|
|
300 |
| 700 |
|
|
|
ла, |
|
|
|
|
|
|
|
|
мм |
|
||
1,5 |
1.5 |
38 |
3,5 |
8 |
|
2.5 |
21 |
6 |
4,9 |
|
2,5 |
2.5 |
65 |
II |
24 |
|
3 |
40 |
13 |
6,9 |
|
4 |
4 |
100 |
32 |
57 |
|
4 |
60 |
21,6 |
14,8 |
|
5 |
5 |
125 |
54 |
82 |
|
5 |
75 |
25 |
25,4 |
|
6 |
6 |
150 |
80 |
120 |
|
5 |
95 |
32 |
40,1 |
|
8 |
8 |
200 |
135 |
205 |
|
6 |
135 |
42 |
56,0 |
Требуемое давление вентиляторного воздуха 300-700 мм вод.ст. Воздух может применяться подогретым до 300°С. Давление мазута от 0,5 до 1,5 атм.
В зависимости от размера и давления воздуха форсунки имеют производительность от <г'2 до 205 кг мазута в час, причем произ водительность может регулироваться в пределах до 50# от макси мальной, что осуществляется передвижением мазутной трубки или уменьшением расхода мазута иглой.
Форсунка низкого давления конструкции "Стальпроакта" приме няется преимущественно в среднетемпературных нагревательных пе чах.
Широко используются и форсунки конструкции инженера А.И.Карабина. которые также просты по конструкции (рис. 10 ).
Рис. 10. Форсунка низкого давления конст рукции А.И. Карабина
Форсунки выпускаются двенадцати номеров. Требуемое давление вентиляторного воздуха от 300 до 800 мм вод.ст. Допускается по догрев воздухе до 400 С. Давление мазута от 0,5 до 1,5 атм. Распиливание мазута производится за счет винтообразного движе ния воздушной струи.
В зависимости от раамера ж давления воздуха форсунки (табл.З) имеют цроиэводительность от 6,2 до 310 кг мазута в час, причем она может регулироваться в 2,5 - 3 раза.
Форсунки конструкции А.И. Карабина применяются в нагре вательных печах.
Более сложными по конструкции являются аюрпуни^ низкого лявлеиж» института "Таилопроект". Они изготовлиютоя двух
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 3 |
|
|
Основные размеры и производительность форсунок |
|
||||
|
низкого давления конструкции А.И.Карабина |
|
||||
Размер |
Диаметр |
Номер |
Производительность форсунок, |
|||
воздуш |
форсун |
___________кг/час________• |
||||
|
ного пат |
ки |
при давлении |
при температуре |
||
|
рубка , |
|
||||
|
|
холоди.воздуха |
подогрева, |
|||
|
дюйм |
|
||||
|
|
(мм вод.ст.) |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
300 |
900 |
|
400 |
|
|
I |
6,2 |
10 |
8 |
5 |
А |
2,5 |
2 |
II,7 |
19 |
15 |
9,5 |
|
|
3 |
19 |
30 |
24 |
15 |
|
|
4 |
20 |
32 |
25 |
16 |
Б |
4 |
5 |
28 |
45 |
36 |
23 |
|
|
6 |
39 |
63 |
50 |
32 |
|
|
7 |
47 |
75 |
60 |
38 |
В |
6 |
8 |
62 |
100 |
80 |
50 |
|
|
9 |
93 |
150 |
120 |
75 |
|
|
10 |
117 |
190 |
150 |
95 |
Г |
8 |
II |
156 |
250 |
200 |
126 |
* Давление 300 мы. |
12 |
196 |
310 |
250 |
160 |
|
|
|
|
|
|
разновидностей:.ФДМ и ФДБ, т.е. форсунки двухступенчатые малой и большой цроизводительности. Форсунки института "Теплопро-
актп |
обеспечивают тонкое рас |
|
|
пиливание мазута, |
производи |
|
|
тельность их можно изменять. |
|
||
ФДМ (рис. II) имеет двухступен |
|
||
чатый подвод воздуха и специаль |
|
||
ное смесительное сопло. Требуе |
|
||
мое давление воздуха 300- |
|
||
500 мм вод.ст. Выпускаются фор- |
Рис.II. Форсунка низкого |
||
C V H K H |
71р у т номеD O B |
( табл* 4). |
давления , двухступенчатая, |
сунки двух номеров |
^таол. * ). |
малой производительности |
Форсунка ФДБ показана на рис. 12. ФДБ имеют двухступенчатое распиливание мазута, более
повышенное давление воздуха, выпускаются нескольких номеров (табл. 5).
|
|
|
---У?УЛJтэ |
Двухступенчатые форсунки |
||||
щ щ |
|
низкого давления ФДМ и ФДБ |
||||||
\ н |
1 |
применяются в больших , вы |
||||||
|
|
|||||||
|
|
1 |
сокотемпературных нагрева |
|||||
|
|
тельных печах. |
|
|||||
|
|
|
|
Форсунки высокого дав |
||||
|
|
|
ления дают острый и длинный |
|||||
|
|
|
факел. Типичной является |
|||||
|
|
|
|
Форсунка конптрук^ии |
|
|||
|
|
|
|
В.Г. Шухова'(рис. 13). В ка |
||||
|
|
|
|
честве распылителя в ней |
||||
|
|
|
|
используется пар или ком |
||||
|
|
|
|
прессорный воздух. Расход |
||||
|
|
|
|
пара составляет 0,4 - |
||||
|
|
|
|
0,6 |
кг/кг |
мазута. Расход |
||
Рис. 12. |
Форсунка низких1о давления |
сжатого воздуха 0,5 - |
||||||
0,8 нм /кг мазута. Форсун |
||||||||
двухступенчатая, большой производи |
||||||||
ки |
конструкции В.Г. Шухова |
|||||||
тельности (ФДЛ) |
||||||||
(табл. 6) изготовляются нескольких номеров, цроизводительность |
||||||||
их от 3-до |
450 кг/час, авление распылителя от |
3 до 6 атм. Эти |
||||||
|
|
|
|
форсунки используются в ос |
||||
|
|
|
|
новном в плавильных печах, |
||||
|
|
|
|
где требуются длинный фа |
||||
|
|
|
|
кел и высокая производи |
||||
|
|
|
|
тельность, |
В нагреватель |
|||
|
|
|
|
ных печах они не применя |
||||
|
|
|
|
ются, так как до 80% воз |
||||
|
|
|
|
дух приходится подавать |
||||
|
|
|
|
помимо форсунки, что |
при |
|||
|
|
|
|
низких температурах сильно |
||||
|
|
|
|
ухудшает горение топлива. |
||||
|
|
|
|
|
Выбор Фо р с у н о к той |
|||
^°ния3В Г^^^Шухова^0011010 д а м в ~ |
m |
ш о й к^нструрцяр |
про |
|||||
|
|
|
|
изводится следующим образом: |
||||
I. |
|
Устанавливается количество форсунок исходя is конструк |
ции печи, причем в рабочем пространстве они могут располагаться в один или несколько рядов. Расстояние мезду форсунками в ряду от 800 до 1200 мм.
Т а б л и ц а 4
Основные размеры и производительность ФДМ
Номер Диаметр форсунок воздухо
провода,
дттймн
ФЛМ- 1
ФДО-2 2
Давление |
Расход |
Расход |
Вес фор |
|
воздуха, |
воздуха, мазута, |
сунки, |
|
|
мм вод.ст. |
м8/чес |
кг/час |
кг |
|
|
|
|||
300-500 |
18-50 |
1,5-4 |
30 |
|
300-500 |
36-100 |
3-8 |
33 |
|
|
|
Т а б л и ц а |
5 |
Основные размерг и производительность ФДБ
Номер Маним, Расход форсунок расход воздуха,
мазута, м3/час кг/час
Расход |
Расход |
Расход |
Вес |
|
мазута, |
воздуха, |
мазута, |
форсун |
|
кг/час |
м 3/час |
кг/час |
ки, |
кг |
при давлении воздуха, мм вод.ст.
|
|
/ .450 |
|
600 |
|
|
ФДБ-1 |
5 |
180 |
20 |
220 |
24 |
39 |
ФДБ-2 |
9 |
280 |
30 |
340 |
37 |
40 |
ФДБ-3 |
14 |
430 |
48 |
520 |
56 |
47 |
ФДБ—4 |
20 |
730 |
76 |
810 |
89 |
60 |
П р и м е ч а н и е . Давление мазута 1 -2 атм.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
6 |
|
|
Основные размеры и производительность форсунок |
|
|||||
|
высокого давления конструкции В.Г. Шухова |
|
|||||
Номер Выходные диа |
Диаметр |
Производительность ,кг/час |
Вес |
||||
|
метры ,мм |
мазуто- |
|
|
|
|
|
|
|
|
провода, при давлении мазута, мм вод. |
|
|||
|
мазут |
пар |
|
|
ст. |
|
|
|
|
|
|
до 0,5 |
6-10 |
20-25 |
|
1 |
2 |
4,5 |
3/8 |
3 |
7 |
10 |
0,7 |
2 |
3 |
5,5 |
3/8 |
6 |
20 |
30 |
0.7 |
Номер Выходные диа |
Диаметр |
Производительность,кг/час |
Вес |
||||
фор- |
метры, |
мм |
мазуто- |
при давлении мазута, мм |
|
||
сунки |
пар |
провода, |
ки, |
||||
|
мазут |
дюймы |
вод.ст. |
|
|
||
|
|
|
|
ДО 0,5 |
6-10* j20-25** |
кг |
|
|
|
|
|
|
|||
3 |
4 |
7 |
1/2 |
12 |
40 |
60 |
0,8 |
4 |
5 |
8 |
1/2 |
19 |
60 |
90 |
0,8 |
5 |
6 |
9 |
1/2 |
27 |
80 |
120 |
0,8 |
6 |
7 |
10 |
1/2 |
38 |
100 |
150 |
0,8 |
7 |
8 |
II |
1/2 |
50 |
130 |
180 |
0,8 |
6 |
10 |
13 |
3/4 |
70 |
180 |
240 |
1.5 |
S |
13 |
16 |
3/4 |
125 |
250 |
320 |
1,5 |
10 |
16 |
20 |
3/4 |
200 |
350 |
400 |
1,6 |
Давление пера или воздуха у форсунки равно 3-5 атм. |
|
||||||
Давление пара или воздухе свыше 5 атм. |
|
|
|
||||
|
2 . Определяется расход мазута на форсунку: |
|
|
||||
|
|
Вф = :А-'max |
кг/час > |
|
|
|
|
где Вт а - расход топлива - мазута, величина его берется |
из теп- |
||||||
|
лового балансе; |
|
|
|
|
п- число форсунок, шт.
3.Находится общий расход воздуха:
|
<2 |
/час, |
где 3L, |
- расход воздуха при скитании единицы топлива берет |
|
Ctf |
* |
|
ся из расчета горения топлива.
4.Определяется расход воздуха на форсунку низкого дав
ления: *