Ipari kemencék tüzeléstani számításai

Tartalom

ELŐSZÓ 11
JELÖLÉSEK JEGYZÉKE 13
1. IPARI KEMENCÉK TÜZELÉSTANI SZÁMÍTÁSAINAK ALAPVETŐ ADATAI 21
1.1 Általános összefüggések, mennyiségek, mértékegységek (1.1.1 - 1.1.14 táblázat) 22
1.2 Szilárd anyagok jellemző tüzeléstani adatai (1.2.1 - 1.2.21 táblázat) 45
1.3 Folyékony anyagok jellemző tüzeléstani adatai (1.3.1 - 1.3.9 táblázat) 93
1.4 Gáz-halmazállapotú anyagok jellemző tüzeléstani adatai (1.4.1 - 1.4.19 táblázat) 104
2. IPARI KEMENCÉK TÜZELŐANYAGAINAK ÉGÉSELMÉLETI SZÁMÍTÁSAI 127
2.01 Barnaszén fűtőértékének meghatározása 127
2.02 Földgáz fűtőértékének számítása 128
2.03 Szén eltüzelésének fajlagos levegőszükséglete, füstgáztérfogata, füstgázösszetétele, füstgázsűrűsége és a tüzelés tényleges levegőtényezőjének ellenőrzése 129
2.04 Fűtőolaj eltüzelésének fajlagos levegőszükséglete, füstgáztérfogata, füstgázösszetétele, füstgázsűrűsége, valamint a tényleges levegőtényező meghatározása 134
2.05 Kevert gáz keverési arányának, fajlagos levegőszükségletének, fajlagos füstgázmennyiségének, füstgázösszetételének, füstgázsűrűségének, valamint a tüzelés tényleges levegőtényezőjének meghatározása 139
2.06 Földgázeltüzelés fajlagos levegőszükségletének, fajlagos füstgázmennyiségének, füstgázösszetételének meghatározása sztöchiometriai számítással és regressziós egyenletekkel 145
2.07 Földgáz tökéletes égésének fajlagos levegőszükséglete, füstgáztérfogata, füst gázösszetétele és tényleges levegőtényezőjének ellenőrzése, növelt oxigéntartalmú égéslevegő használatakor 152
2.08 Barnaszén elgázosításakor nyert fűtőgáz összetételének, fajlagos mennyiségének és az elgázosítás hatásfokának számítása 154
2.09 Generátorgázból és földgázból kevert gáz összetételének, az elgázosítandó szén mennyiségének, az elgázosítás hatásfokának és a kemence gázfelhasználásának meghatározása 157
2.10 Földgáz termikus bontása és parciális oxidációja során nyert fűtőgáz fajlagos mennyiségének és összetételének számítása 158
2.11 Termikus, katalitikus, endoterm földgázbontóban termelt gáz térfogatáramának, fűtőértékének és eltüzelésekor az elméleti és a gyakorlati égéshőmérsékletének meghatározása 160
2.12 Tüzelőanyag-szükséglet és gázvezeték számítása kokszkemencegáz-tüzeléskor 162
2.13 Barnakőszén-tüzelés ellenőrzése a CO2max és a levegőtényező alapján 165
2.14 Torokgáztüzelés ellenőrzése a CO2max és a levegőtényező alapján 166
2.15 Elméleti és gyakorlati égéshőmérséklet számítása kevert gáz tüzelésekor 168
2.16 Elméleti és gyakorlati égéshőmérséklet ellenőrzése Rosin-Fehling diagramjaival, koksztüzeléskor 170
2.17 Elméleti és gyakorlati égéshőmérséklet ellenőrzése Rosin-Fehling diagramjaival, gáztüzeléskor 175
2.18 Elméleti és gyakorlati égéshőmérséklet ellenőrzése Rosin-Fehling diagramjaival, olajtüzeléskor 176
2.19 Éghető gáz-levegő keverék gyulladási határának és lángterjedési sebességének számítása 177
3. IPARI KEMENCÉK ELÉGETŐ BERENDEZÉSEINEK, HŐCSERÉLŐINEK, FÜSTJÁRATÁNAK, MUNKATERÉNEK SZÁMÍTÁSA 179
3.01 Széntüzelésű kazán rostélyfelületének, tápvíz-előmelegítőjének és a tüzelőanyagszükségletének meghatározása 179
3.02 Szénporégető méretezése 181
3.03 Nyomásos olaj porlasztó és égési levegő ellátó rendszerének méretezése 185
3.04 Levegőporlasztású olajégető számítása 191
3.05 Olajégő kiválasztása 196
3.06 Olajégő-ház fő méreteinek számítása 198
3.07 Kisnyomású, légbefúvásos földgázégő fúvókaméreteinek és égőkövének számítása, valamint a keletkezett füstgáz CO2-tartalmának ellenőrzése 201
3.08 Középnyomású injektoros földgázégő méretezése 206
3.09 Kemencékhez az égési levegőt előmelegítő rekuperátorok fűtőfelületének meghatározása 211
3.10 Levegő-előmelegítő tűs rekuperátor fűtőfelületének számítása 218
3.11 Rekuperátoros gázégő bordás rekuperátorának analitikai modellje, a távozó füstgáz- és a levegő-hőmérséklet számítására 222
3.12 Sugárzó rekuperátor főbb jellemzőinek számítása 233
3.13 Regenerátor számítása Schack szerint 243
3.14 Tolókemence füstjáratának méretezése és áramlási ellenállásának számítása 251
3.15 Izzító-és olvasztókemence munka térméretének számítása 266
3.16 Tüzelőanyag-szükséglet és kemencehatásfok meghatározása izzítókemence esetében 271
3.17 Tüzelőanyag-szükséglet és kemencehatásfok meghatározása alumíniumolvasztó kemence esetében 273
4. IPARI KEMENCÉK HŐÁRAMMÉRLEGÉNEK, A HŐÁTVITEL ALAPESETEINEK SZÁMÍTÁSA 276
4.01 Üvegolvasztó kemence hőárammérlege 277
4.02 Füstgáz hőjét értékesítő kazán hőárammérlege 285
4.03 Acélkohászati Márz típusú lángkemence anyag-és hőárammérlege 291
4.04 Tolókemence hőárammérlege 308
4.05 Kemencék füstgázvesztesége, ennek csökkentési lehetőségei és eredményei 317
4.06 Kemencék falvesztesége, ennek csökkentési lehetőségei és eredményei 323
4.07 A konvektív hőátadás számítása. Hasonlósági kritériumok 336
4.071 Konvektív hőátadás tokos kemencében 336
4.072 Konvektív hőátadási tényező Nusselt és Schuchowski egyenleteivel 341
4.073 Konvektív hőleadás egy lemez hűtésekor 342
4.074 Konvektív hőátadási tényező vizet szállító csővezeték esetén 343
4.075 Konvektív hőátadási tényező hűtővíz-elvezető csővezeték esetén 344
4.08 Sugárzásos hőátadás kemencében, hengeres falról acéltuskókra 346
4.09 Sugárzásos hőátadás kemencében, párhuzamos sík felületek között 348
4.10 Acéltuskó hővesztesége sugárzással 350
4.11 Gázsugárzás füstgázelvezető csőszakaszban 351
4.12 Háromrétegű sík kemencefal hővezetése állandósult állapotban 353
4.13 Meleg levegőt szállító csővezeték hővesztesége állandósult állapotban, hőátbocsátással 355
4.14 Gömb alakú gáztartály hővesztesége vezetéssel 356
4.15 Bordázott rekuperátorelem hőátbocsátása állandósult állapotban 356
4.16 Acéltuskók hevítési idejének meghatározása 357
4.17 Instacioner állapotú kemencefalban tárolt hő 359
4.18 Füstcsatorna hőszigetelésének számítása 361
4.19 Energiaoptimalizáló kemencés (EOF - Energy Optimizing Furnace) acélkohászati technológia energiamérlegének összehasonlítása az SM és az SM-KORF eljárás energiamérlegével 363
4.20 Alumíniumelektrolizáló kádkemence hőmérlege 366
4.21 Kéneskőre olvasztó rézkohászati lángkemence hőmérlege 371
4.22 Rézhulladék-olvasztó forgódobos kemence hőmérlege 372
5. PÉLDÁK IPARI KEMENCÉK ÖSSZEFÜGGŐ TÜZELÉSTANI SZÁMÍTÁSÁRA 373
5.1 Keréktuskó-izzító karusszelkemence tervezése 373
5.1.1 A kemence fő méreteinek meghatározása 373
5.1.2 Az izzítási idő meghatározása 375
5.1.3 Égéselméleti számítások 380
5.1.3.1 A földgáz összetétele és fűtőértéke 380
5.1.3.2 Az égéshez szükséges oxigén, ill. levegő fajlagos térfogata 381
5.1.3.3 A füstgáz fajlagos térfogata tökéletes égéskor 381
5.1.3.4 A füstgáz várható összetétele 382
5.1.3.5 Az elméleti és a gyakorlati égéshőmérséklet 383
5.1.4 Hőárammérleg-számítás 383
5.1.4.1 A hasznos hő meghatározása 383
5.1.4.2 A falveszteség meghatározása 384
5.1.4.3 A sugárzási veszteség számítása 387
5.1.4.4 A vízzár hővesztesége 388
5.1.4.5 A tüzeléstechnikai hatásfok 388
5.1.4.6 A tüzelőanyag-szükséglet 389
5.1.4.7 A füstgázveszteség 389
5.1.4.8 Az összesített hőárammérleg 390
5.1.5 Égőkiválasztás, égőadatok 390
5.1.6 Rekuperátorszámítás 394
5.1.7 Füstjárat, áramlástani számítás 397
5.1.8 Levegőjárat, áramlástani számítás 402
5.1.9 A kemence műszaki leírása 405
5.2 Alagútrendszerű, földgáztüzelésű izzítókemence reveszegény izzításhoz 406
5.2.1 A kemence fő méretei és az izzítási idő 407
5.2.2 Égéselméleti számítások 412
5.2.2.1 A tökéletlen égés védőgázának (füstgázának) összetétele 413
5.2.2.2 Az égési hőmérséklet tökéletlen égéskor 416
5.2.2.3 A tökéletes égés égéselméleti paraméterei 417
5.2.2.4 Az égési hőmérséklet tökéletes égéskor 420
5.2.3 A kemence hőárammérlege 420
5.2.3.1 A hasznos hőkiadás 420
5.2.3.2 A falveszteség 420
5.2.3.3 A kilángolási hőáramveszteség 422
5.2.3.4 A sugárzási hőáramveszteség 423
5.2.3.5 A füstgázveszteség és a földgázszükséglet 424
5.2.3.6 A kemence összesített hőárammérlege 425
5.2.4 Égők, rekuperátor, füstjárat 426
5.2.5 A gáz- és a levegővezetékek 428
5.2.6 A kemence műszaki leírása 430
5.3 Acélszalag tekercseket lágyító harangkemence előterve 431
5.3.1 A kemencék száma, a fő méretek, a hőkezelési idő 431
5.3.2 Égéselméleti számítások 438
5.3.3 Hőárammérleg-számítás 439
5.3.3.1 A hasznos hő 439
5.3.3.2 A kemenceszerelvények felhevítésének hőszükséglete 439
5.3.3.3 A falazat hővesztesége 440
5.3.3.4 Tüzelőanyag-szükséglet, füstgázveszteség 442
5.3.3.5 Összesített hőárammérleg, kemencehatásfok 442
5.3.4 Az égők száma és típusa 443
5.3.5 Műszaki leírás 443
5.4 Alumíniumelektrolizáló kádkemence előtervi számítása 445
5.4.1 Az anódok száma és keresztmetszete 447
5.4.2 A munkatér méretei 448
5.4.3 A kemence elektromos számítása 451
5.4.4 Feszültségmérleg 454
5.4.5 Hőárammérleg 459
5.4.5.1 Hőbevétel 459
5.4.5.2 Hőkiadás 461
TÁBLÁZATOK JEGYZÉKE 469
IRODALOMJEGYZÉK 473

Témakörök