Расчет горения природного газа

1 2 3 4 5 6

КУРСОВАЯ РАБОТА

По модулю «КОНСТРУКЦИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ»

Тема: «Расчет тепловой работы методической толкательной печи»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КР 22.03.02.000000205.ПЗ

Руководитель Казяев М.Д,

профессор, к.т.н ________________________________________________

^{должность, звание подпись расшифровка подписи}

Нормоконтроллер Киселев Е.В.

доцент, к.т.н __________________________________________________

^{должность, звание подпись расшифровка подписи}

Студент Полекшанов В.В

НМТ-462206 _____________________________________________________

^{номер группы подпись расшифровка подписи}

Екатеринбург, 2019

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

«УТВЕРЖДАЮ»

Зав.кафедрой__________________

«_______»_____________20____ г.

Задание №11

На курсовой проект по модулю

«Конструкции металлургических агрегатов»

Студент группы НМТ-452206 специальность/направление_ 22.03.02 – «Металлургия» «Теплофизика автоматизация и экология промышленных печей в металлургии» _______

Полекшанов Виталий Владимирови ________________________________________

Руководитель курсового проекта/работы__ Казяев Михаил Дмитриевич______________

Срок проектирования ________________________________________________________

1.Тема курсовой работы __ Расчет тепловой работы методической толкательной печи Серовского металлургического завода

2.Содержание работы (какие графические работы и расчеты должны быть выполнены)

I Пояснительная записка: Введение; 1) Расчет горения топлива; 2) Расчет нагрева металла; 3) Расчет теплового баланса; 4) Расчет параметров и выбор типоразмеров горелочных устройств; 5) Описание выбранного горелочного устройства; 6) Заключение; 7) Список литературы. __________________________________________

3.Особыелдополнительныеисведения____________________________________

4. План выполнения курсовой работы

Наименование элементов проектной работы	Сроки	Примечание	Отметка о выполнении
Получение задания	14.10.2019
Подбор литературы	14.10.2019
Выполнение расчетной части курсового проекта	25.10.2019
Оформление записки	25.10.2019
Защита	09.01.2020

5. Курсовая работа закончена ___________________________________________

6. Оценка работы ______________________________________________________

Руководитель ______________________

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 4

1. РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА.. 6

2. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА.. 9

3. ВЫБОР ТОПЛИВО-СЖИГАЮЩИХ УСТРОЙСТВ.. 18

4. ВЫБОР ГОРЕЛОЧНОГО БЛОКА.. 21

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 25

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 26

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время любое металлургическое производство нельзя представить без промышленной нагревательной печи – это неотъемлемая часть современной металлургии. Непрерывно возрастающее усложнение технологических процессов, внедрение автоматических линий и увеличение требований по технике безопасности и культуре производства способствует созданию новых конструкций автоматизированных и механизированных печей. Для определенных типов производств существуют разные нагревательные печи: методические, проходные, камерные и т.д.

Данная работа посвящена расчетам тепловой работы методической толкательной печи Серовского металлургического завода (рис.1).

Рисунок 1 – Методическая толкательная печь Серовского металлургического завода

1 – глиссажные трубы; 2 – боров; 3 – технологическое окно; 4 – опорная труба; 5 – горелки нижнего отопления; 6 – металлоконструкция арочного свода; 7, 8 – горелки верхнего отопления

Методическая печь – непрерывно действующий тепловой агрегат, установленный перед прокаткой, ковкой или штамповкой. В методической печи заготовки, уложенные поперек печи, передвигаются навстречу движению продуктов сгорания топлива, при таком противоточном движении достигается высокая степень использования тепла, подаваемого в печь.

Заготовки проходят последовательно 3 теплотехнические зоны: методическую (зону предварительного подогрева), сварочную (зону нагрева) и томильную (зону выравнивания температур в заготовке). Сварочная зона может состоять из нескольких последовательных зон отопления с дополнительным подводом топлива в каждую зону. Для заготовок небольшого сечения томильная зона не обязательна. В методических печах поддерживают неизменную во времени и переменную по длине печи температуру. В сварочной и томильной зонах температура почти постоянна, а в методической — падает к началу печи.

Толкательные методические печи для нагрева заготовок толщиной до 120 мм делают с наклонным подом, для нагрева более крупных заготовок — с горизонтальным подом. При нагреве заготовок толщиной свыше 120 мм применяют нижний обогрев, в результате чего заготовки нагреваются с двух сторон.

Таблица 1 – Исходные данные

		, мм	Интервал нагрева,
34000	130	2400	20-1200	1,3	20

РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Газ имеет теплоту сгорания и сжигается с коэффициентом расхода воздуха, принятым для длиннопламенных горелок в размере

По формуле найдем теоретический расход воздуха, необходимый для сгорания 1 природного газа:

Сведения об эмпирических коэффициентах представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Значения коэффициентов и поправок для расчета и


< 36		0	1	0	0,05

Для расчета по формуле из таблицы 2 возьмем значения соответствующие при ˂ 36 : = 0,264, = 0,Wp=Wгр, = 0,05.

Найдем расход воздуха при α=1,2 по формуле:

Рассчитаем разность между объемами продуктов сгорания и воздуха по формуле:

Из таблицы 2 возьмем необходимые значения: = 0,38; = − 0,018.

Объем продуктов сгорания при α =1,0 составляет:

Объем продуктов сгорания при α=1,2 составляет:

Содержание воздуха в продуктах сгорания:

Балансовая температура

По i-t диаграмме определяется балансовая температура горения топлива [1]:

Было рассчитано содержание воздуха в продуктах сгорания = %, разность между объемами продуктов сгорания и воздуха, расход сухого воздуха = / и теоретический расход сухого воздуха = / необходимый для сгорания 1 природного газа, а так же балансовая температура, равная °С.