ТЕПЛОФИЗИКА И ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
140
ГЛАВА 7.ОСНОВЫ ТЕПЛОВОЙ РАБОТЫ ПЕЧЕЙ
7.1. Тепловой баланс и тепловая работа печи
Работа печи связана, прежде всего, с температурным и тепловым режимами
ее работы. Печи, температура в которых остается постоянной во времени, а
тепловой режим (расход топлива) связан с производительностью, называются
печами постоянного действия (например методические печи). Печи,
температура в которых меняется во времени, называются печами
периодического действия (например, печи с выдвижным подом).
Тепловой режим печи определяет изменение тепловой нагрузки, а
следовательно, и расхода топлива во времени. Печи периодического действия,
работающие с переменной во времени температурой, имеют и переменный во
времени тепловой режим (расход топлива). Печи постоянного действия
работают при неизменной во времени тепловой нагрузке, которая зависит от
производительности печи.
Тепловая работа печей характеризуется их КПД и удельным расходом
топлива на единицу массы нагретого металла. Расход топлива является
важнейшим показателем работы печи. На действующей печи расход топлива
определяют непосредственным измерением, а для проектируемых
печей – расчетным путем, используя для этого тепловой баланс печи.
Для печей постоянного действия тепловой баланс составляют на единицу
времени ( час, секунда), а для печей периодического действия – на один
цикл работы.
Тепловой баланс составляют исходя из равенства прихода и расхода
тепла –
Q
прих
=
Q
расх
. Это равенство выражает закон сохранения энергии
применительно к условиям работы печи.
Приходная часть баланса складывается из следующих составляющих:
Q
прих
=
Q
топл
+
Q
воз
+
Q
т.ф
+
Q
экз
,
(7.1)
где
Q
топл
– тепло, полученное в результате горения топлива;
Q
воз
.– тепло,
внесенное в печь воздухом для горения;
Q
т.ф
– физическое тепло подогрева
топлива;
Q
экз
– тепло экзотермических реакций, не связанных с горением
топлива.
Расходная часть баланса
Q
расх
=
Q
1
+
Q
2
+
Q
3
+
Q
4
+
Q
5
+
Q
6
+
Q
7
(7.2)
где
Q
1
– полезно используемое тепло (в нагревательных печах – тепло,
затраченное на нагрев металла);
Q
2
– потери тепла с отходящими газами;
Q
3
– потери тепла от химической неполноты горения;
Q
4
– потери тепла от
механической неполноты горения;
Q
5
– потери тепла в окружающее
пространство;
Q
6
– расход тепла на разогрев кладки и других составных частей
