6.3.4. Расчет расхода топлива, воздуха и количества дымовых газов

Укрупнено расход топлива на нагрев металла 66пределяяют по его удельному расходу на 1 тонну нагреваемого металла или на 1 тонну выпускаемых поковок.

Так определяют среднегодовой расход топлива на цех.

Удельный расход топлива на 1 тонну нагреваемого металла или на 1 тонну выпускаемых поковок принимают на основании статистических данных для различных цехов.

Так, например, при необходимости повторных нагревов и подогревов (цехи свободной ковки средних и крупных поковок) расход условного топлива составляет 60 – 70% от веса поковок; для цехов, производящих мелкие поковки, изготавливаемые с одного нагрева, этот расход ниже и равен 45 – 55%; еще ниже в кузнечно-штамповочных цехах крупносерийного и массового производства 30 – 45%.

Используя данные аналогичных производств, годовой расход топлива для цеха можно подсчитать следующим образом:

, (6.12)

где

Q'_усл – удельный расход условного топлива на 1т поковок;

П – годовая программа цеха в тоннах;

q_усл – теплота сгорания условного топлива (7000ккал/кг);

q_топл – теплота сгорания применяемого топлива.

Более точно можно подсчитать расход топлива, как сумму расходов отдельных печей, используя данные по удельному расходу условного топлива на 1кг нагреваемого металла для различных типов печей (0,05 – 0,1 – для методических печей и 0,3 – 0,9 – для кузнечных горнов; остальные типы печей в этом диапазоне).

В этом случае годовой расход топлива отдельной печью определится:

(6.13)

где

− расход в кг условного топлива (700 ккал/кг) на 1 кг нагреваемого металла, зависящий от типа печи; данные найти в литературе по печам;

к₁ – коэффициент, учитывающий отклонение производительности печи от средней (если печь используют на 90 – 110% средней производительности, то к₁ = 1,04; если на 60 – 120%, то к₁ = 1,25; если30 – 120%, то к₁ = 1,7);

к₂ – коэффициент, учитывающий повторность нагрева; при расчете концевых печей этот коэффициент следует обязательно учитывать, т.к. эти печи используют для подогрева (если заготовки при посадке в печь имеют t=650-800ºС, то к₂=0,5);

к₃ – коэффициент, учитывающий процент выхода годного

(6.14)

где

к_в.г. – коэффициент выхода годного

где

G_п – вес поковок, G_з – вес заготовок. При этом следует заметить, что, если расчет нагрева ведется по заготовкам, а не по поковкам, то к₃ =1;

к₄ – коэффициент, учитывающий расход топлива на разогрев печи (при непрерывной работе печей 5-6 дней в неделю к₄=1,05-1,1; при работе в 2 смены к₄=1,15-1,25; при работе в 1 смену к₄=1,25-1,4);

П’ – годовая программа поковок или заготовок в кг для данной печи (по загрузке штамповочной машины);

q_топл – теплота сгорания принятого вида топлива;

q_усл.Т – теплота сгорания условного топлива, равная 700ккал/кг.

Годовой расход топлива по цеху равен сумме расходов отдельных печей:

(6.15)

Среднечасовой расход топлива по цеху рассчитывают, как отношение среднегодового (за вычетом потерь на разогрев и простой печей) к годовой загрузке оборудования в часах.

. (6.16)

Минимальный расход топлива отдельными печами определяют по их максимальной производительности.

Суммарная величина максимальных расходов топлива по всем печам цеха с учетом одновременности работы печей (к_одн=0,8) составит расчетный максимальный часовой расход топлива. Для обеспечения бесперебойной работы цеха мощность установки, снабжающей цех топливом, должна обеспечивать максимальный часовой расход топлива.

Наибольшая продолжительность работы на максимальном расходе должна соответствовать работе того из агрегатов, у которого время работы на максимальном расходе является наименьшим.

Расчет объема дымовых газов и расхода воздуха производят теоретически, исходя из расхода топлива и образования газов и потребности воздуха при сжигании 1 кг или м³ топлива данной теплотворной способности.

Формулы для расчета приведены в работе [3].

Далее расчеты корректируют с помощью коэффициентов избытка воздуха и объемного расширения газов (при расчете t=0ºС) и сводят результаты расчетов в таблицы [3].

Выбор способа отвода дымовых газов от печей зависит в первую очередь, от рода топлива, а также от размера печей, их количества, от высоты помещения, конструкции кровли здания и предполагаемой в цехе системы вентиляции. Необходимо учитывать технологические (производственные, транспортные) и санитарно-технические требования.

Рекомендуемые способы отвода газов от печей в зависимости от рода топлива и размеров печей даны в работе [3].

Отвод газов может быть принудительными и естественными, с выходом из печей в цех. Если объем газов велик, то нужен принудительный отвод (дымовые каналы, магистральные дымовые каналы, дымовые трубы).

Дымовые каналы не должны мешать возможным перестановкам оборудования и должны быть удобны в обслуживании.

Длина дымовых каналов должна быть выбрана по возможности короткой. Магистральные дымовые каналы располагают обычно вдоль главных проходов и ж.д. путей в цехе.

Главные проходы и ж.д. пути в цехе при всех реконструкциях обычно остаются без изменения, следовательно, будут сохраняться и дымовые каналы.

Расчет размеров дымовых каналов и воздухопроводов ведут по /1,15/.

Скорость дымовых газов принимают 3-4 м/сек.