Энерготехнологическое комбинирование в прокатном производстве

В прокатном производстве энерготехнологическое комбинирование позволяет снизить удельные затраты топлива на нагрев единицы массы металла. Котел на отходящих продуктах сгорания (рис. 27) устанавливается на печи. Металлический воздухоподогреватель размещается за котлом. Система испарительного охлаждения печи включается в параллельный циркуляционный контур котла.

На рис. 27 показана схема ЭТА, предназначенного для нагрева металла перед прокаткой [5]. Теплоиспользующая котельная поверхность устанавливается над нагревательной печью непосредственно перед воздушным подогревателем. При этом открывается возможность повысить температуру газов на выходе из печи, что приводит к интенсификации нагрева металла; одновременно обеспечивается также надежная работа воздухоподогревателя.

Дополнительными преимуществами ЭТА являются снижение капитальных затрат при повышении эффективности работы в связи с ликвидацией подземных боровов большой протяженности, керамического рекуператора, отдельного здания для КУ. Имеется возможность более глубокого охлаждения газов в связи с установкой воздушного подогревателя в качестве замыкающей поверхности. Экономия топлива достигается за счет подогрева воздуха до высоких температур. Тепловой баланс печи имеет следующий вид:

, (1)

где M – массовое количество подогреваемого металла, кг/с; G_г и G_в – расходы продуктов сгорания и воздуха соответственно, м³/с; B – расход топлива на подогрев металла, м³/с; - теплота сгорания газа, МДж/м³; - теплоемкости воздуха газа, и металла соответственно, кДж/м³ и кДж/кг; t_в – температура подогретого воздуха, °С; t_г – температура продуктов сгорания на выходе из печи, °С; - температура металла на входе и на выходе из печи, °С.

Расходы продуктов сгорания и воздуха связаны с расходом топлива B соотношениями

; , (2)

где V⁰ – теоретически необходимое количество воздуха, м³/м³; - теоретический объем продуктов сгорания, м³/м³; a – коэффициент избытка воздуха. Подставляя указанные выражения в (31), получим выражение для расчета удельного расхода топлива на нагрев единицы массы металла

. (3)

Рис. 1. Схема ЭТА для нагрева металла и выработки энергетического пара:

1 - проходная печь для нагрева металла; 2 - нагреваемый металл; 3 - газовые горелки;

4 - котел-утилизатор; 5 - испарительные поверхности нагрева; 6 - пароперегреватель;

7 - барабан; 8 - водяной экономайзер; 9 - воздухоподогреватель