книги из ГПНТБ / Курочкин Б.Н. Теплотехнические испытания мартеновских печей

Г7

Далее, как и в предыдущем случае, определяем поправочный

Рис. 21. График дД =f(R2)'

правило, одновременно с тарировкой диафрагм производят про­ верку правильности показаний вторичных приборов.

Проверка расхода газовой смеси

При испытании мартеновских печей, отапливаемых смесью коксового и доменного газов, точность измерения расхода этих газов в первом приближении, можно проверить по балансу уг­

лерода, содержащегося в компонентах доменного и коксового

газов и в их смеси. С помощью газоанализатора системы ВТИ производится полный анализ этих газов^ причем отбор пробы смеси для анализа следует производить в месте, где достаточно полно смешиваются встречающиеся газы.

При работе измерительной аппаратуры без существенных по­ грешностей должно соблюдаться условие

СО™ + СО™ + (С,Н4)СМ + СН™

b [СН< 4~ СОз 4" СО]Д 4- а [СН< 4“ СО2 4“ СО 4~

где (СО3)Д; (СО2)К; (СО™) и т. д,—соответственно содержание ком­

понентов в доменном, коксовом газе и их смеси, %'; b — доля доменного газа в смеси;

а— доля коксового газа в смеси.

Измерение расхода горячих газов

Измерение расхода горячих генераторных газов

Вотечественной промышленности существует значительное количество мартеновских печей, отапливаемых каменноугольным

82

генераторным газом, причем для сохранения смолы как высоко­

определения расхода газов не может быть использована, в свя­ зи с чем испытание или исследование таких печей затруднитель­ но, так как основной показатель тепловой работы — расход топ­ лива или тепловая нагрузка не могут быть замерены достаточно точно.

На печах, отапливаемых горячим каменноугольным генера­ торным газом, ВНИИМТ опробован и может быть рекомендован метод косвенного измерения расхода газа по балансу азота.

В каменном угле содержание азота незначительно (0,5— 1,5%), поэтому можно считать, что практически весь азот, со­ держащийся в газе, поступает с воздухом, подаваемым для гази­ фикации. Следовательно,

Ув 0,79 =ВгЫг

или

Отсюда, принимая среднее содержание азота в генераторном га­ зе по данным полного газового анализа и измеряя расход возду­ ха для газификации, можно определить часовой расход газа.

Включая дополнительный расходомер-самописец в линию из­ мерения Ув и тарируя его шкалу по данным формулы (95),

можно постоянно замерять расход горячего генераторного газа. Проверка этого метода, проведенная лабораторией мартеновских печей ВНИИМТ на одном из заводов путем сравнения показа­ ний прибора с выходом газа, подсчитанным по расходу угля на газогенераторной станции, показала удовлетворительную сходи­

мость данных, полученных обоими методами (расхождения в по­

казаниях не превышали 3—4%).

Измерение расхода продуктов горения в боровах мартеновских печей

Тепловые потери с уходящими газами являются основным видом потерь тепла мартеновскими печами. В связи с этим из­ мерение расхода дымовых газов по периодам плавки при испы­

тании печей имеет большое значение. Непосредственный замер этого расхода в силу специфических условий (высокая темпера­ тура газов, подземное расположение газохода) представляет большие трудности. Поэтому чаще всего количество дымовых га­ зов определяют расчетным путем.

Между тем из-за нестабильности технологических процессов,

определяющих газовыделение из ванны, невязка между расчет­ ным и фактическим количеством дымовых газов, проходящих по трассе боровов, достигает, как показал опыт, 20% и более. В свя­ зи с этим лабораторией мартеновских печей ВНИИМТ [16] раз-

i

Рис. 22. Установка трубы Вентури в боровах мартеновской печи:

/ — импульсные трубки; 2 — трубка для тарировки; 3 — шибер.

работана конструкция керамической трубы -Вентури, располагае­ мой в нижнем заглубленном строении печи вблизи дымовой тру­ бы и предназначенной для определения ко­ личества дымовых газов в любой момент плавки. Общий вид такой трубы для 380-т мартеновской печи, в боровах которой она выполнена из огнеупорного кирпича,

показан на рис. 22 и 23.

Так как безвозвратная потеря давления

венной связи между измеренным перепадом давления и расходом газов производится тарировкой прибора.

При испытании мартеновской печи эту тарировку производят

в периоды ее холостой работы (без металла) сравнением рас­ четного количества дымовых газов и полученного по перепаду в трубе. По этим данным затем строят график зависимости факти­ ческого количества продуктов горения от перепада давлений при данной температуре в месте измерения. Тарировку трубы Венту­ ри можно также выполнять с помощью трубки Прандтля.

84

Измерение расхода жидкого топлива

Когда жидкое топливо является основным при отоплении пе­ чи, измерение его расхода не вызывает затруднений, так как в комплекте аппаратуры для управления печью имеются расходо­ меры, фиксирующие количество сжигаемого топлива. Если же жидкое топливо подают в печь как карбюратор, потребление ко­ торого непостоянно во времени, то расход его часто измеряется в

вцелом по цеху. Однако при испытании отдельной печи возникает необходимость

визмерении расхода карбюратора только для данного агрегата. Для этого на иссле­

дуемую печь можно установить электриче­

ский расходомер постоянного перепада ППЭ (рис. 24) или двойную дроссельную диафрагму (рис. 26), Расходомер ППЭ устанавливают по схеме, показанной на рис. 25.

В практике испытаний мартеновских печей были опробованы оба прибора причем как тот, так и другой дали удовлетворитель­

ные результаты в отношении точности показаний. Нормальная (одинарная) дроссельная диафрагма для данной цели непригодна, так как работа печи с переменным расходом карбюратора опре­ деляет и переменное значение коэффициента расхода а, что усложняет тарировку прибора, так как в области относительно малых значений Re коэффициенты расхода становятся непосто­ янными.

Этот недостаток обычных диафрагм устраняется установкой блока из двух диафрагм с определенными отношениями диамет­ ров их отверстий к диаметру трубопровода и нормализованным расстоянием между дисками.

85

Определение диаметра основной диафрагмы производится по приведенным ранее формулам для нормальных диафрагм, при-

Рис. 26. Двойная дроссельная диафрагма:

1 — фланец: 2 — кольцевая каме­ ра; 3 — диафрагма передняя; 4— болт с гайкой; 5 — шурупы; 6 — про­ кладка; 7 — обойма для дисков диа­ фрагм; 8 — диафрагма основная.

чем коэффициент расхода принимают по графику рис. 27 в зави­

симости от — . Диаметр второй диаграмы dl определяют по

нии между дисками / = 0,3 D.

86

Предельные значения числа Рейнольдса для двойных диаф­

составить баланс влаги в дымовых газах для уточнения рас­

четов ПО' горению топлива и выявить наличие грунтовой влаги в

нижнем (заглубленном) строении печи.

Методика определения влажности жидких топлив здесь не рас­ сматривается, так как она не может быть использована непос­ редственно у печи при ее испытаниях и выполняется химически­ ми лабораториями.

При исследовании тепловой работы мартеновской печи иног­ да необходимо определить абсолютную или относительную влаж­ ность газов, поэтому прежде всего рассмотрим эти понятия.

Абсолютная влажность — это количество водяных паров, со­ держащихся в 1 м3 сухого или влажного газа при нормальных

условиях (d— г/нм3 сухого газа; dBJl—г/нм3 влажного газа). Относительная влажность <р — это отношение веса водяного пара, содержащегося в 1 м3 газовой среды, к максимально воз­ можному весу пара в 1 м\ среды при той же температуре. Пе­

87

Для пересчетов, когда нет необходимости в результатах боль­

шой точности, можно пользоваться также графиком рис. 29. При испытании мартеновской печи могут быть использованы сле­ дующие методы определения влажности газовой среды: 1) опре­ деление влажности насыщенных газов; 2) психрометрический ме­ тод; 3) весовой метод; 4) конденсационный метод; 5) опреде­

ление влажности по точке росы.

Рассмотрим каждый из этих методов.

Определение влажности насыщенных газов

Если известно, что газовая среда насыщена водяными пара­

88

89

Табл. 23 (продолжение)

Для определения влажности при давлении газа, отличающемся от нормального более чем на 10%, полученные табличные данные необходимо пересчитать по формуле

ляется по табл. 23);

Р — абсолютное давление газа, мм рт. ст.

Пример. Дана характеристика влажного насыщенного газа:

Р =500 мм рт. ст., /=25° С.

Требуется определить его абсолютную влажность. По табл. 23 данному состоянию газа соответствует:

da =26,0 г/нм3 сух. газа; рн =23,8 мм рт. ст.

90