Способ контроля тепловой мощности отходящих газов печи Советский патент 1988 года по МПК C21C5/30 

оо ел

05

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к управлению процессом плавления металла в ванных печах, в которых или Лечь, или свод печи, на котором расположен патрубок с отходящими газами перемещаются относительно стационар мого газохода при сливе металла или $агрузки шихты.

: Цель изобретения - повьппение точ определения тепловых потерь.

На чертеже представлена схема пе- и с газоходом, поясняющая процессы прохождения и взаимодействия газов i-ta различных их участках.

На схеме представлена печь ,, га- оход 2, патрубок 3 печи, на участке г азохода выделена зона 4 горения окиси углерода в подсасываемом воздухе.

На схеме введены следующие обозна ения: Т - температура газов на вы- фде; T,j - температура внешнего зоз

духа; Т,

температура газов в газо-г СгОр + С в GB

G, + Gg

GO

Gr - G,,

тогда

Р„ (, + CgGg) следовательно

(C,Gp + CeGe)T, .T,

преобразуя, получаем

Тф - J.O

CeGg

CrG,Т - Т о 1

тогда, подставляя CgGa в выражение (1) для Р , получаем

C,G, .. ,

так как

Ре

Тм. Ф о it

т - Tj

CrG,

Т,

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно, к управлению процессом плавления металла в ванных печах, перемещающихся относительно стационарного газохода при сливе металла или загрузки шихты. Цель изобретения - повышение точности определения тепловой мощности отходящих газов. Суть изобретения заключается в том, что на газокоде, отходящем из печи, выделяют участок,-где завершается горение окиси углерода за счет подсасываемого кислорода воздуха, измеряют температуру и тепловую мощность отходящих газов в конце этого участка и на основании STJ-DC данных рассчитывают тепловую мощность газов, выходящих из печи. В основу расчета положена модель, согласно которой тепло реакции горения СО идет на нагрев подсасываемого воздуха, а удельная теплоемкость газов не изменяется. Погрешность модели не превышает 3%. Учет подсасьгоаемого воздуха позволяет повысить точность расчета л/ на 25%. 1 ил. . (Л

ходе после участка 4; Р(, - тепловая мощность отходящих из печи газов по- спе участка 4,

ПредлагаемьЕЙ способ основан на м одели теплового взаимодействия от- хрдящих из печи газов с подсасывав- MpiM воздухом - механическом смешении с воздухом с одновременным вы- д лением тепловой энергии, выделяемой в результате сгорания СО отходящих газов в кислороде подсасьшаемого воз- д|уха.

Согласно модели тепло реакции го- ргния СО расходуется только на нагрев подсасываемого воздуху. Тогда тепло- в1я мощность Рд, отводимая по газоходу, складьюается из явук составляю Щ1ВС2 Р - тепловой мощности газов печи и Р,, тепловой мощности внеш:

НЕГО воздуха, подсасьгоаемого в газо- ход, т.е. РО РГ « Р, где Р Сг + Gp-T,;

Ср - удельная теплоемкость газов;

Gf - расход газов из печи;

й GB

удельная теплоемкость возду ха|

расход воздуха, подсасьшаемого в газоход;

С„- GO- Т„,

50

55

Согласно модели удельная теплоемкость смеси газов и воздуха может быть представлена, как

- Ti.

Il Р Is

TO Т, - Т

С2)

1 : ч

По формуле (2) определяется тепловая мощность дымовых газов без учета тепловой мощности, выделяемой от сгора яия окиси углерода на участке 4 (зона горения).

Практика показьшает, что подсасываемый кислород выгорает весь и ограничивает реакцию. В результате происходящей реакции удельная теплоемкость газов изменяется незначительно. Это позволяет условно заменить тепловую мощность, выделяемую при горении СО, привносимой сг воз духом эквивалентной тепловой мощностью, т.е. считать, что подсасьгоаемый воздух разогрет этой энергией до некоторой температуры Tj. -t- лТц.

Тогда (2) принимает вид

Р„

IL . То - (Тг + йТб) т„ т,, - ст„ - аТе)

(3)

где.ЬТ

г

8

А - удельная теплотворноспособ- ность воздуха в реакции с СО.

Определить А можно из химического уравнения:

2СО + 0 2СО + 135,2 ккал.

С учетом молекулярных весов имеем, что на 32 г кислорода, вступающего в реакцию, выделяется 135,2 ккал.

14356

Содержание кислорода в воздухе весьма постоянно и является справочной величиной. Обозначим ее S , Теплоемкость воздуха Cg также является справочной величиной.

о % 135,2 ккал

Тогда А

32-100

&Tg - температуру нагрева воздуха, вступившего в контакт с СО, можно определить так:

лт 35,2 в 32 «100% С

в

(4).

Таким образом, предлагаемый способ измерения мощности тепловых потерь с отходящими газами учитьгеает, в отличие от известных способов,, реально существующий подсос внешнего воздуха в разоход 2 в месте его стыковки с патрубком 3 газохода печи и возникающее вследствие этого в начальном участке газохода горение окиси углерода, содержащейся в газах.

Погрешность модели заключается в том, что не учитывается изменение состава газов в газоходе в результате горения СО и, следовательно, изменение удельной теплоемкости газов в га

зоходе по отношению к принимаемой в расчетах удельной теплоемкости механической смеси отходящих газов с подсасываемым воздзпсом.Как показали расчеты, погрешность от этих допущений не превышает 3%.

Пример. Температура газов, измеренная после печи составляет Т, 1900 К, температура после участ ка горения СО 2200 К, температура воздуха Ti 300 К.

Cft 0,244 ккал/кг-град S% 23,2%.

чают Р, «13

Подставляют получаемые и справочные данные в уравнение (3) и полу0,75 Р„.

Таким образом, расчет показьшает, что учет подсоса воздуха дает поправку порядка 25%, что весьма существенно при расчете теплового баланса.

Формула изобретения Способ контроля тепловой мощности отходящих газов печи, включающий измерение температуры газов на выходе из печи и подсасываемого к ним внешнего воздуха, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности определения тепловых потерь, измерение температуры газов в газоходе осуществляют после зоны горения, тепловую мощность отходящих из печи газов после зоны горения и определяют ее по формуле

Р

Т( То - (Тг + &Тв)

Т„

Т, - (Т,

ЛТ,)

рения,

где Р - тепловая мощность отходящих из печи газов после зоны гоккал

т, - температура газов на выходе из печи. К;

Т. - температура внешнего воздуха, К;

Т - температура газов в газохо- де после зоны горения, К;

CiTg -, град;

А - удельная теплотворноспособ- ность воздуха при реакции с окисью углерода, ккал

кг Cg - удельная теплоемкость возкк ал . кг.град.Внешний)(