Введение. Дуговые сталеплавильные печи, применяемые в промышленных установках с конца XIX века, в настоящее время получили широкое распространение во многих областях

Дуговые сталеплавильные печи, применяемые в промышленных установках с конца XIX века, в настоящее время получили широкое распространение во многих областях промышленности.

В дуговых сталеплавильных печах плавление происходит за счет электрической дуги. В ДСП можно сосредоточить в сравнительно небольших объёмах большие мощности и получить очень высокие температуры. Но при этом в рабочем пространстве печи возникают резкие температурные перепады, и поэтому в ней невозможно получить равномерное распределение температур. Для плавки металлов дуговая печь удобна, т.к. высокая концентрация энергии позволяет быстро проводить расплавление. Дуговые устройства удобны так же для проведения высокотемпературных химических реакций в жидкой или газовой фазе и подогрева газа. Во всех этих случаях неравномерность нагрева не играет роли, т.к. благодаря теплопроводности и конвекции в жидкой ванне или газовом потоке температура быстро выравнивается.

Устройство современной дуговой электропечи включает (рис. 1):

· механическую конструкцию;

· электрическую часть;

· оборудование подачи в рабочее пространство технологических газов, порошкообразных и кусковых материалов;

· систему эвакуации отходов производства и газоочистку;

· автоматизированную систему управления технологическим процессом.

Рисунок 1 – Конструкция современной дуговой сталеплавильной печи: 1 - фундамент; 2 - наклонная платформа; 3 - корпус печи; 4 - свод печи; 5 - графитированные электроды; 6 - рукава электрододержателей; 7 - подъемно-поворотный механизм свода и электродов; 8 - рабочее окно

В данном курсовом проекте рассчитан материальный и тепловой баланс дуговой сталеплавильной печи ёмкостью 120 тонн (ДСП - 120) фирмы «Даниэли».

Расчет горения природного газа в воздухе (Узел Невьянского ЛПУМГ ООО «Уралтрансгаз»)

Таблица 1. Химический состав природного газа и условия его сжигания.

Содержание, об.%	α	°С	°С	г/	г/
99, 00	0, 10	0, 04	-	-	0, 03	0, 82	0, 01	1, 1

1. Состав влажного газа рассчитывают по формуле:

)

где – процентное содержание компонента в сухом газе.

=100*99/(100+0, 1302*5)=98, 36%

=100*0, 1/(100+0, 1302*5)=0, 1%

=100*0, 04/(100+0, 1302*5)=0, 04%

=100*0, 03/(100+0, 1302*5)=0, 03%

=100*0, 82/(100+0, 1302*5)=0, 81%

=100*0, 01/(100+0, 1302*5)=0.01%

=100*0, 001302 /(1+0, 001302 )= 0, 001302*5/(1+0, 001302*5)=0, 65%

Ʃ =100%

2. Расход кислорода на горение:

-

0.01(2*98, 36+3, 5*0, 1+5*0, 04)-0, 01=1, 963

3. Теоретический расход сухого воздуха:

=9, 35

4. Теоретический расход влажного воздуха:

5. Действительный расход влажного воздуха:

= *α

= =10, 46

6. Объемы отдельных составляющих продуктов сгорания газа:

= 0.01*(0.03+98.36+2*0.1+3*0.04)=0.987

=0.01*(0.65+2*98.36+3*0.1+4*0.04)=1.98

= 0.01*0.81+3.762*1.963=7.39

=1, 982

= 8.13

=(1.1-1)*1.963=0.196

7. Общее количество продуктов сгорания при α =1:

= + +

= 0, 987+1, 98+7.39=10, 36

8. Общее количество продуктов сгорания при α =1, 1:

= +

=0, 987+1, 982+ =11, 3

9. Состав продуктов сгорания:

{х}=( / ,

где – объем искомого компонента продуктов сгорания природного газа.

9.1 При α =1:

{ }=(0, 987/ =9, 54%

{ }=(1, 98 / =19, 12%

{ }=( / =71, 34%

Ʃ {х}=100%

9.2 При α =1.1:

{ }=(0, 987/ =8, 74%

{ }=(1, 982 / =17, 56%

{ }=( / =71, 96%

{ }=( / =1, 74%

Ʃ {х}=100%

10. Плотность продуктов сгорания:

=0, 01(44 +28{ }+32{ })/22, 4

=0, 01(44*8, 74+18*17, 56+28*71, 96+32*1, 74)/22, 4=1, 237 кг/

11. Теплота сгорания газа:

=0, 01( + + )

=358 +636 +913

=358*98, 36+636*0, 1+913 =35313 кДж/

12. Химическая энтальпия продуктов сгорания:

=(1-0.03) / ,

0, 03 – доля химического недожога топлива.

= (1-0.03)* 35313/11, 3=3031 кДж/

13. Энтальпия подогретого воздуха в продуктах сгорания:

=

=1.41*20*10.46/11.3=26.1 кДж/

14. Балансовая энтальпия продуктов сгорания:

= )/ +

=3031+5*1, 369/11, 3+26, 1=3057, 7 кДж/

15. Содержание воздуха в продуктах сгорания:

=( 100/

=(10.46-9.35)100/11.3=9, 82%

Используя i-t диаграммы определим теоретическую и балансовую температуры горения топлива.

=1875 °С

=1825 °С

16. Проверка расчета:

Δ = 100

Δ =100 =-1, 87%