В Украине большой вес в структуре затрат на производство конечного продукта в металлургии имеет расход газообразного топлива. Поэтому экономия топлива – первоначальная задача любого субъекта данной отрасли промышленности
Для анализа эффективности тепловой работы нагревательных печей принято использовать коэффициент использования топлива, соответствующего доле химической энергии топлива, оставленной в рабочей камере.
При заданных параметрах нагрева расход топлива будет определен средневзвешенным значением коэффициента использования топлива за весь период нагрева:
Значительное влияние на средневзвешенный коэффициент использования топлива оказывает коэффициент рекуперации. Для анализа влияния различных факторов на величину коэффициента рекуперации предложена аналитическая методика, базирующаяся на уравнениях теплового баланса и теплопередачи в рекуператоре:
где Vпс, Vв – объемные расходы продуктов сгорания и воздуха через рекуператор, нм3/с;
tпсх , tвх , tпсг , tвг – температуры продуктов сгорания на выходе, воздуха на входе, продуктов сгорания на входе, воздуха на выходе из рекуператора, соответственно, °С;
– средние объемные теплоемкости продуктов сгорания и воздуха при температурах их нахождения в рекуператоре соответственно, Дж/(м3*К);
k – коэффициент теплопередачи в рекуператоре, Вт/(м2*К);
F – поверхность теплообмена рекуператора, м2;
Dt – среднелогарифмический температурный напор в рекуператоре, °С.
В результате решения системы уравнений получим выражения для определения неизвестных температур через заданные параметры:
где m - параметр, определяемый на основании водяных эквивалентов расходов теплообменивающихся сред, Кс/Дж;
После решения системы имеется возможность определения температурного перепада в рекуператоре в зависимости от параметров нагрева.Температура продуктов горения tпсх определяется аналогично. В результате определения величин tпсх , tвг появляется возможность вычислить значение коэффициента рекуперации в зависимости от параметров нагрева и конструкции рекуператора. Таким образом, на основании физического смысла коэффициента рекуперации составляем выражение для функционального определения этой величины в зависимости от заданных параметров.
Вывод: Создана методика для анализа влияния различных конструктивных и технологических параметров на значение коэффициента рекуперации. Проанализировано влияние коэффициента рекуперации на средневзвешенный коэффициент использования топлива.