Розрахунок камерної газової печі та розробка технічних засобів з енергозбереження

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

В даний час одним з основних шляхів економії паливно-енергетичних ресурсів у промисловому і житлово-комунальному енергетичному секторі є підвищення ефективності їх використання шляхом утилізації теплоти відхідних газів. Питання економного використання палива актуальне як в нашій країні, так і за кордоном, тому роботи по вибору та проектуванню теплоутилізаційних установок знаходять все більше поширення і застосування.

Актуальність роботи полягає у зменшенні витрат палива шляхом утилізації відхідних газів, що дасть змогу підвищити ефективність та економічність теплогенеруючого обладнання, томі мета роботи полягає у підвищенні енергоефективності теплогенеруючого обладнання шляхом використання та подальшого розрахунку теплоутилізаційних установок з використанням теплоти відхідних газів.

Вибір схем утилізації теплоти відхідних газів і типів застосовуваних теплоутилізаторів залежать від джерел теплоти, можливості використання теплового потенціалу вихідних газів, споживачів теплоти, виду палива і складу газів, що відходять, що визначає їх агресивність по відношенню до теплотехнічного обладнання.

Споживачами теплоти вторинних енергетичних ресурсів можуть розглядатися котельні, система теплопостачання і промислові споживачі, які використовують теплоту для технологічних і нетехнологічних цілей. Вторинні енергетичні ресурси можуть застосовуватися в водопідігрівачах систем хімічно очищеної води, гарячого водопостачання, підігріву живильної води для потреб підприємств, теплових завіс, розморожування твердого палива та будівельних сипучих матеріалів, подачі вторинного повітря в зону горіння палива.

1. Горіння газів

1.1 Матеріальний баланс горіння газів

До складу реакцій горіння входять всі складові повітря: кисень і азот. У реакцію горіння вступає тільки кисень, який взаємодіє з пальним газом як окислювач. Азот є баластом, у горінні не бере участь і горіння не підтримує, до того ж при високих температурах, що розвиваються в зоні горіння, розкладається, утворюючи канцерогенні речовини та .

Для визначення кількості та складу компонентів продуктів згоряння, що утворюються при повному згорянні газового палива, складають матеріальний баланс горіння газу.

Горінням називають хімічну реакцію з'єднання горючих компонентів з киснем, яка протікає порівняно швидко в часі, супроводжується інтенсивним виділенням теплоти і різким підвищенням температури продуктів згоряння. Загальне рівняння реакції горіння будь-якого вуглеводню записується у вигляді рівняння:

, (1.1)

де m, n - число атомів вуглецю і водню в молекулі, шт.;

Q - тепловий ефект реакції, або теплота, що виділилася в результаті згорання, / (/, /).

Теплотою згоряння (тепловим ефектом) називається кількість теплоти, що виділиться в результаті повного згорання 1 кмоль, 1 кг або 1 газу при нормальних фізичних умовах.

Розрізняють вищу і нижчу теплоту згорання палива. Вища теплота згорання включає в себе величину прихованої теплоти конденсації водяної пари, що містяться в продуктах згорання. Зазвичай при спалюванні газового палива водяна пара, як правило, не конденсується, а видаляється разом з іншими продуктами згорання при температурі 130 - 150, тому технічні розрахунки зазвичай ведуть за нижчою теплотою згорання, тобто без урахування прихованої теплоти конденсації водяної пари.

Якщо після теплової установки планується установка пристроїв, які видбирають приховане тепло конденсації водяної пари, що міститься в продуктах згорання, з подальшим її корисним використанням, то розрахунок необхідно виконувати за вищою теплотою згоряння палива.

У практичних розрахунках обчислення нижчої і вищої теплоти згоряння природних газових сумішей, (/), можна виконувати за наступними виразами:

(1.2)

(1.3)

де , , і т.д. - процентний вміст компонентів, що входять в газову суміш.

Коефіцієнти, що стоять перед процентним вмістом компонентів, є табличними значеннями вищої та нижчої теплоти згоряння компонентів.

Кисень для спалювання газового палива зазвичай подається у складі повітря.

Потреби в кисні повітря при спалюванні складних газових сумішей визначаються на підставі теоретичної потреби в кисні окремих компонентів, що входять до складу суміші, /

, (1.4)

де - об'ємні частки i-х компонентів, що входять до складу газової суміші, (/);

- теоретична потреба i-го компонента в атомарному кисні, необхідному для повного згоряння компонента згідно з його хімічної реакції горіння, /.

4,76 - об'єм повітря, в якому міститься 1 кисню, /.

У практичних розрахунках обчислення теоретичної потреби в О₂ газових сумішей можна проводити за формулою:

(1.5)

де коефіцієнти, які стоять перед компонентами газової суміші, це теоретична потреба в кисні компонентів суміші, /;

, , ,… - процентний вміст компонентів, що входять до складу газової суміші.

Теоретичний об'єм вологого повітря, , /, більше теоретичного об'єму сухого повітря на величину об'єму, займаного наявними в ньому водяними парами, /

, (1.6)

де - теоретичний об'єм сухого повітря, необхідного для повного згоряння 1 м³ газової суміші, /;

- вологовміст атмосферного повітря, г/кг.

Дійсна потреба в повітрі, , /, внаслідок недосконалості змішування горючого газу і окислювача в процесі горіння приймається дещо більшої теоретичної на величину б

, (1.7)

де - коефіцієнт надлишку повітря, який для всіх типів пальників повинен відповідати вимогам ГОСТ.

Об'єми окремих компонентів продуктів згоряння газових сумішей можуть бути визначені за наведеними далі формулами.

Об'єм двооксиду вуглецю, який міститься в продуктах згорання обчислюється за формулою, /

. (1.8)

Об'єм водяної пари, яка містяться в продуктах згорання,/, визначається за формулою

. (1.9)

Об'єм азоту, що міститься в продуктах згорання, /, визначається за формулою

. (1.10)

Об'єм кисню, який міститься в продуктах згоряння, /, визначається за формулою

, (1.11)

де , , , - об'єми компонентів , , , , /, що містяться в продуктах згоряння;

, , ,… - процентний вміст окремих компонентів, що входять до складу газової суміші;

, , - вологовміст поданого на горіння повітря і газу, г/кг;

- коефіцієнт надлишку повітря.

Повний об'єм вологих продуктів згоряння, / , визначається за формулою

. (1.12)

1.2 Температура горіння

Розрізняють такі температури горіння газів: температуру жаропродуктивності, калориметричну, теоретичну та дійсну.

Температура жаропродуктивності - це максимальна температура продуктів повного згоряння газу, яка може розвинутися при адіабатичних умовах, тобто без підведення та відведення теплоти, з коефіцієнтом надлишку повітря = 1,0, при температурі газу і повітря, що дорівнює 0. Її визначають методом послідовних наближень приймаючи для розрахунків її початкове значення 2000.

, (1.13)

де - сума похідних питомих об'ємів і теплоємностей компонен-тів продуктів згоряння.

Калориметрична температура визначається з врахуванням фактичної температури газу та повітря які подаються. Вона відрізняється від температури жароподуктивності тим, що температура газу і повітря, а також коефіцієнт надлишку повітря приймаються за їх дійсним значенням.

, (1.14)

або в розгорнутому вигляді:

, (1.15)

де - фізична теплота, що вноситься в топковий об'єм з повітрям і газовим паливом, /;

, , , - об'єми відповідних компонентів, що містяться в продуктах згорання газу при дійсному коефіцієнті надлишку повітря > 1 і температурі ,/;

, , , - об'ємна теплоємність відповідних компонентів при сталому тискові і температурі , /.

Фізична теплота, що вноситься в топковий об'єм,/, визначається за формулою

, (1.16)

де - фізична теплота, що вноситься в паливний об'єм з газовим па-ливом, /;

-фізична теплота, що вноситься в паливний об'єм з повітрям, /_.

, (1.17)

де - об'ємні частки i-х компонентів, що входять до складу газової суміші. Визначаються за складом газової суміші, /;

- середня питома теплоємність при сталому тискові і температурі i-го компонента, що входить в склад газової суміші, /. Приймається з додатка В;

- початкова температура газової суміші, .

, (1.18)

де - дійсна витрата повітря, /. Визначається за формулою (1.7);

- середня питома теплоємність повітря при постійних тиску і температурі , /. Приймається за таблицею додатка А;

- температура повітря, яка подається в топковий об'єм;

Дійсна (розрахункова) температура - це максимальна температура, яка досягається в реальних умовах в найбільш нагрітій точці факела. Вона значно нижча теоретичної і залежить від втрат теплоти у навколишнє середовище, ступеня віддачі теплоти із зони горіння випромінюванням, розтягнутості процесу горіння в часі та ін.

, (1.19)

де - пірометричний коефіцієнт, який залежить від конструкції топки.

2. Теплові баланси промислових печей

2.1 Теплові баланси промислових печей

Визначення необхідної витрати газу. Тепловий баланс на піч складається з окремих статей приходу і витрати тепла, віднесеного до заздалегідь встановленої одиниці: 1 кг () палива, 1 кг обпаленого металу, 1 год роботи печі. Якщо витрата газового палива на піч невідома, то її визначають з рівнянь теплового балансу. Основними споживачами газу на промислових підприємствах є промислові печі та опалювальні виробничі котельні агрегати. Витрата палива на котельний агрегат визначається на підставі теплового розрахунку котельного агрегату. Для обчислення витрати газового палива, яке необхідно забезпечити для нормальної роботи печі, складають тепловий баланс робочого простору печі.

Тепловий баланс робочого простору промислової печі являє собою рівняння, що зв'язує статті приходу теплоти (надходження, в основному, за рахунок хімічної теплоти згоряння палива) та статті витрат теплоти (в основному, на технологічні потреби - нагрівання металу до певної температури, плавлення і т.д.). Тепловий баланс може бути складений для всієї печі в цілому або тільки для її робочого простору, змінюються при цьому тільки окремі статті витрат теплоти.

Ми будемо розглядати тепловий баланс промислової печі безперервної дії для 1 год її роботи. У загальному вигляді рівняння теплового балансу для будь-якої теплової установки має вигляд

, (2.1)

де - годинний прихід теплоти в теплову установку, /;

- годинні витрати теплоти з теплової установки, /.

2.2 Визначення годинного приходу теплоти в піч

У суму годинного приходу теплоти в промислову піч входить годинний прихід теплоти з металом, який перед завантаженням у піч має температуру вище 0, годинний прихід теплоти з підігрітим повітрям і паливом, що подається в піч, які мають температуру вище 0, годинний прихід теплоти, що виділяється в результаті проходження хімічних реакцій горіння палива. Тоді рівняння годинного приходу теплоти в промислову піч приймає вигляд

, (2.2)

де - годинний прихід теплоти з завантажуваними в піч деталями, /;

- годинний прихід теплоти з повітрям, /;

- годинний прихід теплоти з газовим паливом, /;

- годинний прихід теплоти, що виділяється в результаті хімічних реакцій горіння газового палива, /.

Годинний прихід теплоти з завантажуваними в піч деталями. Годинний прихід теплоти з завантажуваними в піч деталями визначається як добуток годинної витрати металу на його ентальпію при температурі завантаження, /

, (2.3)

де - годинна витрата металу, що подається в піч, /;

- початкова ентальпія металу, /.

Ентальпія завантаження металу визначається з рівняння

, (2.4)

де - теплоємність металу при температурі в момент його заван-таження, /.

- температура металу в момент його завантаження, .

Годинний прихід теплоти з подаваємим в зону горіння вторинним повітрям. Часовий прихід теплоти з подаваємим в зону горіння вторинним повітрям визначається як добуток годинної витрати повітря на ентальпію при його початковій температурі. Початкова температура повітря знаходиться з умов забору повітря. Якщо здійснюється забір повітря з приміщення цеху, то його температура приймається рівною внутрішній температурі повітря в цеху. Якщо повітря забирається із зовнішнього боку будинку, то його температура залежить від пори року і приймається рівною температурі зовнішнього повітря

, (2.5)

де - годинна витрата повітря, /;

- ентальпія повітря, яке подається в топковий обсяг печі, /

- фізична теплота повітря, яке подається в топковий об'єм, /; Визначається за формулою (1.18).

Ентальпія повітря, яке подається в топковий об'єм промислової печі, /, обчислюється за формулою

, (2.6)

де - питома теплоємність повітря, що подається, /. Приймається за таблицею додатка А;

- температура повітря, що подається, ;

Годинна витрата повітря, /, знаходиться за формулою

, (2.7)

де - дійсна потреба у вологому повітрі, /. Визначається за розрахунками матеріального балансу горіння палива;

- годинна витрата газового палива, /.

Годинний прихід теплоти з газовим паливом. Годинний прихід теплоти з газовим паливом, / визначається з рівняння

, (2.8)

де - фізична теплота газового палива, яке подається в топковий об'єм, /. Обчислюється за формулою (1.17).

Годинний прихід теплоти, що надходить у результаті хімічних реакцій горіння газового палива. Добуток годинної витрати палива на його нижчу теплоту згоряння дасть кількість теплоти, що виділиться в топці при даній годинній витраті палива за 1 год її роботи. Зауважимо, що якщо ведеться розрахунок технологічної схеми теплової установки з утилізаційними установками і в складі цієї схеми присутні теплообмінні апарати контактного типу (контактні економайзери, конденсаційні теплообмінники), то складання теплового балансу необхідно вести з вищою теплотою згоряння робочого складу палива . Якщо в складі технологічної схеми такі утилізатори не присутні, то розрахунок проводиться за нижчою теплотою згоряння робочого складу палива

, (2.9)

, (2.10)

де - нижча теплота згоряння газового палива, /;

- вища теплота згоряння газового палива, /.

2.3 Визначення годинних витрат теплоти з печі

Рівняння годинних витрат теплоти має вигляд:

, (2.11)

де - годинна витрата теплоти з нагрітим металом, вивантажуваним з печі при температурі термообробки, /;

- годинна витрата теплоти, яка виноситься з камери згоряння з газами, що відходять, /;

- годинні втрати теплоти внаслідок хімічної неповноти згорання газового палива, /;

- годинна витрата теплоти, що витрачається на компенсацію тепловтрат через зовнішні огородження печі, /;

- годинні втрати теплоти у вигляді теплової променистої енергії через відкриті завантажувальні вікна печі в момент завантаження деталей, /;

- годинна витрата теплоти, що витрачається на компенсацію неврахованих тепловтрат, /.

Годинна витрата теплоти з нагрітими до температури термообробки деталями, вивантажуваними з печі. Ця витрата визначається з рівняння, /

, (2.12)

де - годинна витрата металу, /;

- ентальпія металу при температурі термообробки, /.

Ентальпія металу при температурі термообробки визначається з рівняння

, (2.13)

де - температура термообробки металу, ;

- питома теплоємність металу при температурі термообробки, /.

Годинна витрата теплоти, яка виноситься з камери згоряння з газами, що відходять. Ці витрати теплоти є найбільшою втратою тепла в будь-якому промисловому тепловому агрегаті. Підвищення температури відхідних газів на кожні 100 знижує ККД теплоагрегати приблизно на 5%.

Витрата теплоти з продуктами згорання визначається як добуток витрати газу на кінцеву ентальпію такої кількості продуктів згоряння, яка виділиться при повному спалюванні 1 газу з урахуванням надлишкової кількості повітря і всіх баластних включень

, (2.14)

де - годинна витрата газу, м / год;

- ентальпія продуктів згоряння, що залишають топкову камеру установки, /.

Ентальпія продуктів згоряння, /, знаходиться з рівняння

, (2.15)

де - об'ємна частка i-го компонента, що входить до складу продуктів згоряння, /. Визначається по формулах матеріального балансу горіння палива;

- теплоємність i-го компонента, що входить до складу продуктів згоряння, /. Залежить від виду компонента і його температури, що дорівнює температурі газової суміші, визначається за таблицею додатка А;

- температура продуктів згоряння, які покидають топкову камеру теплової установки,. Температура газів, що відходять чисельно дорівнює дійсній температурі в котельній камері: = .

Годинна витрата теплоти, що витрачається на компенсацію тепловтрат через зовнішні огородження теплової установки. Це витрата теплоти, /, яка втрачається через зовнішні огородження за рахунок різниці температур в цеховому приміщенні і топковому просторі печі:

, (2.16)

де k - коефіцієнт теплопередачі огородження камери згоряння, /. Приймається згідно теплотехнічного розрахунку топкової камери;

F - площа камери згоряння по внутрішньому обміру, ;

- дійсна температура в котельній камері печі, ;

- температура зовнішнього повітря в приміщенні цеху, .

Годинні втрати теплоти внаслідок хімічної неповноти згоряння газового палива. Годинні втрати теплоти внаслідок хімічної неповноти згоряння газового палива утворюються в результаті хімічного недопалювання палива. У продуктах згорання присутні горючі компоненти (оксид вуглецю, водень, метан та ін). Ці втрати можуть виникнути в результаті неправильних налагоджувальних робіт пальникового пристрою або взагалі їх відсутність. При правильній наладці газопальникових пристроїв втрати теплоти від хімічного недопалювання відсутні.

Годинні втрати теплоти через відкриті вікна у вигляді теплової променевої енергії, яка виходить в момент завантаження і розвантаження деталей. Ці втрати, /, визнчаються за формулою

, (2.17)

Де - абсолютна дійсна температура в печі, K;

F - площа поверхні відкритих вікон та щілин промислової печі, ;

ш - відношення тривалості часу відкритого вікна до повного часу перебування матеріалу в тепловій установці ;

Ф - коефіцієнт діафрагмування. Залежить від розмірів і конфігурації завантажуваних вікон, визначається за формулою

, (2.18)

де - коеффіцієнт прямого випромінювання: для великих вікон = =0,65ч0,85, для малих вікон = 0,35ч0,60.

Годинні витрати теплоти, яка необхідна для компенсації неврахованих тапловтрат.

Цю витрату приймають рівною 10ч15% від суми статтей витрат, виключивши втрати теплоти з відхідними газами . Ця витрата має місце практично у всіх теплових агрегатах. В основному в неї входить витрата теплоти на підігрів повітря через нещільності із-за різного роду дефектів виготовлення обладнання та ін.

Після визначення всіх надходжень і витрат теплоти їх прирівнюють і и виражають з рівняння (2.1) , тобто витрати газового топлива, яке подається в теплову установку.

2.4 Визначення ККД промислової печі

Повний (термічний) ККД печі, %, показує, яка частка тепла, введеного в робочу камеру, корисно використовується на нагрівання металу і визначається за формулою

баланс горіння піч газ

, (2.19)

де - годинна витрата теплоти з вивантажуваними з печі нагрітими деталями, /. Обчислюється за формулою (2.12);

Q'_М - годинний прихід теплоти із заавнтажуваними в піч деталями, /. Визначається за формулою (2.3).

Коефіцієнт використання хімічної енергії палива показує, яку частину тепла, отриманого від спалювання одиниці палива, гази віддають до виходу з робочого простору печі:

, (2.20)

, (2.21)

де - годинна витрата теплоти, яка віддається продуктами згорання до виходу з робочого простору печі, /, визначається за формулою:

, (2.22)

де - загальна кількість теплоти.

2.5 Розрахунок камерної термічної печі

Необхідно виконати тепловий розрахунок камерної термічної печі, що призначена для нагріву деталей. Термічна обробка сталі здійснюється при температурі = 1200 . Початкова температура завантажуваних в піч виробів = 19°C. Середня питома теплоємність сталі в області даних температур = 0,51 /. Продуктивність печі по виробах = 720 /. Піч працює на природному газі наступного складу: - 85%; - 2,9%; - 1,7%; - 1,0%; - 0,2%; - 8,5%; =0,7%. Температура газу, що подається t'_г=19 . Вологовміст газу, що подається = 11 /. У печі встановлена ??дутєвий пальник, що працює на гарячому дутті. Температура подаваного вторинного повітря = 280 . Підігрів повітря здійснюється рекуперативним теплообмінником. Вологовміст повітря, що подається = 14 /. Температура в цеху = 21 . Коефіцієнт теплопередачі огороджень печі k = 8,2 /. Площа зовнішніх огороджень F = 25,2 . Піч має малі вікна загальною площею = 0,423 .Відношення часу відкриття вікон до часу повного перебування матеріалу в печі = 0,1.

Необхідно скласти тепловий баланс печі та визначити годинну витрату теплоти з продуктами згоряння на виході з топки; годинну витрату газового палива, яку необхідно забезпечити для підтримки робочої температури в робочому просторі печі; термічний коефіцієнт корисної дії і коефіцієнт використання палива печі за умови, що підігрів повітря здійснюється стороннім повітропідігрівачем.

Розрахунок продуктів згоряння. Нижча теплота згоряння природного газового палива заданого складу визначається за формулою (1.2):

Вища теплота згоряння природного газового палива заданого складу визначається за формулою (1.3):

Теоретичний об'єм повітря, необхідного для спалювання 1 газової суміші заданого складу, визначається за формулою (1.5):

Теоретичний об'єм вологого повітря розраховується за формулою (1.6):

Дійсний об'єм вологого повітря визначається за формулою (1.7):

Об'єм двоокису вуглецю, який міститься в продуктах згорання, розраховується за формулою (1.8):



Об'єм водяних парів, які містяться в продуктах згорання, обчислюється за формулою (1.9):

Об'єм азоту, що міститься в продуктах згорання, визначається за формулою (1.10)

.

Об'єм непрореагованого кисню, що міститься в продуктах згорання, знаходиться за формулою (1.11)

.

Об'єм продуктів згоряння, які утворюються в результаті повного згоряння 1 газової суміші з коефіцієнтом надлишку повітря =1,1, визначається за формулою (1.12)

Фізична теплота, що вноситься в топковий об'єм з газовим паливом, обчислюється за формулою (1.17):



Фізична теплота, що вноситься в топковий об'єм з підігрітим повітрям, визначається за формулою (1.18)

Фізична теплота, що подається в топковий об'єм з газом і повітрям, розраховується за формулою (1.16):

Калориметрична температура горіння газового палива з коефіцієнтом надлишку повітря = 1,1, що є оптимальним для більшості застосовуваних моделей газопальникових пристроїв, визначається за формулами (1.14), (1.15)

Приймаємо температуру 2150, визначаємо теплоємності при цій температурі і за формулою рахуємо калориметричну температуру горіння газового палива.

При температурах в топках котлів і печей до 1500 ч 1600 ступінь дисоціації водяних парів невелика, нею можна нехтувати. З цього випливає, що калориметрична температура горіння прирівнюється до теоретичної

=.

Дійсна температура горіння залежить від пірометричного коефіцієнта. Для термічних печей = 0,75.

Дійсна температура горіння газу визначається за формулою (1.19)

Розрахунок теплового балансу печі. Статті годинних надходжень теплоти в топкову камеру печі. Годинний прихід теплоти з завантажуваними в піч деталями визначається за формулами (2.3, 2.4)

Деталі виконані з вуглецевої сталі марки Ст. 45; теплоємність сталі при початковій температурі деталей = 19, = 0,51 /.

Годинний прихід теплоти з повітрям, яке подається в топку, визначається за формулою (2.5).

Зауважимо, що годинна витрата повітря, продуктів згоряння та інші годинні витрати теплоти, які залежать від годинної витрати газової суміші, яка подається на горіння, необхідно висловлювати через годинну витрату газової суміші, виділяючи єдину невідому . Годинний прихід теплоти з подаваємим в топковий об'єм підігрітим повітрям може бути визначений дещо іншим виразом: як добуток годинної витрати газової суміші на фізичну теплоту повітря, що подається в кількості, необхідній для повного згоряння 1 газової суміші:

Визначається годинний прихід аналогічним чином, як прихід теплоти з повітрям, за формулою (2.8):



Прихід теплоти в результаті проходження хімічних реакцій горіння газового палива обчислюється за формулою (2.9):

Статті годинних витрат теплоти з топкової камери печі. Годинна витрата теплоти з нагрітими до температури термообробки деталями, вивантажуваними з печі, визначається за формулою (2.12):

Годинна витрата теплоти, що виноситься з камери згоряння з газами, що відходять визначається за формулою (2.14):

Годинна витрата теплоти, що витрачається на компенсацію тепловтрат через огороджувальні конструкції печі визначається за формулою (2.16):

При правильній наладці газопальникових пристроїв печі хімічного недопалювання палива не відбувається, тому годинні втрати теплоти внаслідок хімічної неповноти згорання газового палива дорівнюють нулю

().

Годинні втрати теплоти через відкриті завантажувальні вікна у вигляді теплової променистої енергії, яка вибивається в момент завантаження і вивантаження деталей визначаються за формулою (2.17):

Годинна витрата теплоти, необхідна для компенсації неврахованих втрат теплоти приймається в розмірі 10-15% від загального приходу теплоти в піч:

Прирівнявши знайдені суми статтей приходу з витратами теплоти в печі відповідно до рівняння теплового балансу, визначають необхідну витрату газового палива :

Після визначення необхідної витрати газової суміші знаходять чисельні значення всіх складових статтей надходження і витрат теплоти. Всі знайдені значення зводимо в зведену балансову таблицю 1.

Нев'язка теплового балансу:

Термічний ККД промислової печі визначається за формулою (2.19)

Кількість теплоти, що віддається продуктами згоряння до виходу з робочого простору печі, визначається за формулою (2.22):

Коефіцієнт використання хімічної енергії палива обчислюється за формулою (2.20):

У результаті складання теплового балансу промислової термічної печі, що працює на газовому паливі, встановлено, що для створення температури , необхідної для здійснення термічної обробки металевих деталей, виконаних із Ст. 45, слід забезпечити витрату газового палива через пальникові пристрої печі = 64,1 /. При цій витраті температура в печі буде підтримуватися в межах 1200. За цих умов роботи термічний ККД печі складе всього 24,6%, а коефіцієнт використання газового палива - 0,54, що говорить про необхідність вжиття заходів щодо утилізації теплоти, яка викидається, з подальшим її використанням.

3. Підвищення ефективності роботи енергетичних установок. використання нижчої теплоти згоряння палива

3.1 Основи розрахунку рекуперативних теплообмінних апаратів для промислових печей

Конструкції теплообмінних апаратів вельми різноманітні, проте існує загальна методика теплотехнічних розрахунків, яку можна застосувати для окремих розрахунків залежно від наявних вихідних даних.

Гріючим теплоносієм є продукти згоряння промислової печі, процес передачі теплоти в рекуперативному теплообміннику стаціонарний (сталий), тобто не змінюється в часі. У цих умовах для визначення необхідної поверхні теплопередачі F рекуперативного теплообмінного апарата можна використовувати відоме рівняння теплового балансу для будь-якої теплової установки (2.1).

Розкриваючи статті приходу і витрат теплоти, записуємо рівняння теплового балансу в загальному вигляді для рекуперативного теплообмінника

, (3.1)

де - витрата теплоти, яка використана в рекуперативному теплообміннику, /;

- витрата теплоти, яка корисно використовується (витрата теплоти, передана нагрівному теплоносієві) у рекуперативному теплообміннику, /;

- витрата теплоти, що втрачається в результаті тепловтрат через зовнішні огородження теплообмінника, /.

Годинна витрата теплоти, яка використовується у рекуперативному теплообміннику, /, визначається за формулою

, (3.2)

де V₁ - об'ємна годинна витрата гріючого теплоносія (продуктів згоряння), /;

, - початкова і кінцева ентальпія гріючого теплоносія, /;

- середня густина продуктів згоряння при температурі , /;

- водний еквівалент, /.

Густина продуктів згоряння при нормальних фізичних умовах, кг/м³:

, (3.3)

де - густини i-х компонентів, що входять до складу продуктів згоряння, при нормальних фізичних умовах, /.

, (3.4)

. (3.5)

Годинна витрата теплоти, корисно використовуваної в теплообміннику (переданої нагрівному теплоносію), знаходиться за формулою

, (3.6)

де - масова витрата нагрівного теплоносія, /;

, - початкова і кінцева ентальпія нагрівного теплоносія;

W₂ - водний еквівалент нагрівного теплоносія, /;

і - початкова і кінцева температура нагрівного теплоносія, .

Годинна витрата теплоти на компенсацію тепловтрат у навколишнє середовище через теплоогородження теплообмінника, /:

, (3.7)

де - коефіцієнт корисної дії теплообмінника.

Рівняння теплового балансу для рекуперативних теплообмінників у розгорнутому вигляді буде виглядати наступним чином:

, (3.8)

Середня логарифмічна різниця температур гріючого і нагрівного теплоносія Дt_ср обчислюється за формулою:

, (3.9)

де і - більший і менший температурні напори між первинними і вторинними теплоносіями на кінцях теплообмінника. Залежать від характеру зміни температур теплоносіїв уздовж поверхні теплообміну.

На рисунку представлені графіки зміни температур для трьох можливих співвідношень теплоємностей і масових витрат теплоносіїв.

Величину називають середнім логарифмічним температурним напором.

Протитокова схема є найбільш ефективною в порівнянні з прямотоковою. Критерієм для оцінки ефективності служить величина середнього температурного напору. У протитоковій схемі вона в багатьох випадках виявляється більшою, ніж у прямотоковій. Отже, необхідна площа поверхні теплопередачі теплообмінника з протитоковою схемою руху рідин буде менша, ніж з прямоточною, значить, за інших рівних умов він буде найбільш компактним, а витрати матеріалу на його виготовлення найменшими.

Визначення коефіцієнта теплосприйняття. Для визначення коефіцієнта теплосприйняття (теплопередачі від газів до стінки трубки теплообмінника) використовують критеріальні рівняння теплопередачі.

Коефіцієнт теплосприйняття, /, визначається з рівняння:

, (3.10)

де - критерій Нуссельта;

-коефіцієнт теплопровідності для гріючого теплоносія, /. Визначається за таблицями довідкової літератури в залежно від температури і виду гріючого теплоносія. Для продуктів згоряння газового палива приймається за таблицею додатка В;

- еквівалентний діаметр змоченою теплосприймаючої поверхні трубок, які омиваються гріючим теплоносієм, м. Для теплообмінників з круглими трубками еквівалентний діаметр змоченої теплосприймаючої поверхні дорівнює зовнішньому діаметру трубок теплообмінника: = .

Критерій Re (Рейнольдса) характеризує режим руху рідини і знаходиться за формулою:

 , (3.11)

де - швидкість гріючого теплоносія, м/с;

- еквівалентний діаметр змоченої теплосприймаючої поверхні трубки, що омивається гріючим теплоносієм, м;

- коефіцієнт кінематичної в'язкості гріючого теплоносія, /с.

Критерій Nu (Нуссельта) визначається з наступних умов.

При поперечному омиванні продуктами згоряння коридорних пучків труб з кутом атаки 90°:

при <1 • 10³:

, (3.12)

при > 1 • 10³:

, (3.13)

де - критерій Re. Визначає течію гріючого теплоносія;

- критерій теплофізичних констант гріючого теплоносія, обчислений при його середній температурі;

- критерій теплофізичних констант гріючого теплоносія, розрахований при середній температурі стінки трубки.

Оскільки в критерій Pr входять лише постійні фізичні величини, що змінюються тільки від виду і температури теплоносія, то його, зазвичай визначають за таблицями довідкової літератури або відповідно до продуктів згоряння газу за таблицею із додатка В в залежності від середньої температури гріючого теплоносія ; для гріючого теплоносія і середньої температури нагрівного теплоносія .

Тепловий потік, що передається від гріючого теплоносія до стінки трубки теплообмінника, /, визначається за формулою:

, (3.14)

де - середньоарифметичний температурний напір, який визначається як напівсума температур гріючого теплоносія на вході і виході з теплообмінника: ,; - середня температура стінки трубки теплообмінника,(знаходиться методом підбору).

Визначення коефіцієнта тепловіддачі. Значення коефіцієнта тепловіддачі від стінок труб до нагрівного теплоносія, /, обчислюється за формулою:

, (3.15)

У зазначених формулах критерій Nu знаходиться для дещо інших умов руху теплоносія. Раніше в формулах для визначення коефіцієнта теплосприйняття критерій Nu обчислювався за умови, що гріючий теплоносій омивав поверхні трубок впоперек, тобто кут атаки дорівнював 90°. При поздовжньому омиванні пучків труб теплообмінник з кутом атаки 0°: при турбулентному режимі руху ? 1 • 10⁴:

, (3.16)

Тепловий потік, що рухається від стінки труби до нагрівного теплоносія, /, обчислюється за формулою:

, (3.17)

де - середньоарифметичний температурний напір,. Визначається як півсума температур нагрівного теплоносія на вході і виході з теплообмінника: ;

- середня температура стінки трубки теплообмінника,. Визначається методом підбору.

Після визначення теплових потоків від гріючого теплоносія до стінки труби та від стінки трубки до нагрівного теплоносія необхідно упевнитися в їх рівності, тобто. тепловий потік, який передається від гріючих газів до стінки трубки, повинен бути рівний тепловому потоку, що йде від стінки трубки до нагрівного теплоносія. Якщо в результаті виявляється, що тепловий потік, що йде від гріючого теплоносія до стінки трубки, більше теплового потоку від стінки трубки до нагрівного теплоносія, то необхідно підвищити температуру стінки трубки і виконати розрахунок коефіцієнтів тепловіддачі і тепло сприйняття заново. Коефіцієнти і вважаються визначеними правильно, якщо дотримується рівність теплових потоків.

, (3.18)

Можна підрахувати кількість труб проектованого теплообмінника, шт., за формулою:

, (3.19)

де F - площа поверхні теплопередачі трубок теплообмінника, ;

- площа поверхні теплопередачі однієї трубки теплообмінника, .

Коефіцієнт теплопередачі k являє собою розрахункову кількісну величину, що характеризує складний теплообмін. Він залежить від коефіцієнта теплосприй, коефіцієнта тепловіддачі, термічного опору стінки і забруднень.

Оскільки товщина стінки труби теплообмінника мала в порівнянні з її діаметром і термічний опір стінки дуже малий, то без великої помилки при визначенні коефіцієнта теплопередачі теплообмінника з круглими трубами, /, можна користуватися рівнянням для плоскої стінки:

, (3.20)

де - коефіцієнт теплосприйняття від продуктів згоряння до стінки трубки теплообмінника, /;

- товщина стінки трубки теплообмінника, м;

- коефіцієнт теплопровідності матеріалу трубок теплообмінника,/ ;

- коефіцієнт тепловіддачі від стінки трубок до нагрівного теплоносія, /;

- термічний опір забруднення, /. Визначається за таблицями довідника. Для водопровідної річкової води = 0,00011 ч 0,00017 / . Для очищеної водопровідної води = 0,000056 / .

Для розрахунків теплообмінників величиною термічного опору стінки трубки / , /, зазвичай нехтують внаслідок її дуже малого значення, тому формула (3.20) приймає вигляд:

. (3.21)

Рівняння для визначення площі поверхні теплопередачі теплообмінника:

, (3.22)

або, що те ж саме,

. (3.23)

3.2 Розрахунок рекуперативного теплообмінного апарату

Визначити необхідну площу поверхні теплопередачі рекуперативного теплообмінного апарату, що працює на продуктах згоряння промислової термічної печі з температурою = 967 , витратою = 690,4 /. Склад продуктів згоряння наступний:= 7,49 /, =2,07 /, =0,2/, =1,02 /. Теплообмінний апарат нагріває гарячу воду, що використовується для гарячого водопостачання промислового підприємства, від = 7 до = 80 . Витрата води в теплообміннику =3280 кг/год. Швидкість потоку продуктів згорання через живий переріз міжтрубних каналів теплообмінника w = 4,4 м/с. Зовнішній діаметр трубок теплообмінника = 26 мм, внутрішній діаметр = 22 мм. Орієнтовна довжина трубок теплообмінника l = 1 м. Коефіцієнт корисної дії теплообмінника дорівнює 98%.

Необхідно визначити площу поверхні теплопередачі F рекуперативного теплообмінника, конструктивну довжину і кількість трубок теплообмінника за умови, що трубки розташовуються в шаховому порядку.

З рівняння теплового балансу для рекуперативного теплообмінного апарату (3.8) визначаємо єдину невідому - температуру відхідних газів :

де - масова теплоємність продуктів згоряння при температурі ;

- масова теплоємність продуктів згоряння при температурі . Величина теплоємності кожного компонента, що входить до складу продуктів згоряння, приймається за таблицями теплоємностей в залежності від температури. Оскільки продукти згоряння є складною газовою сумішшю, то, знаючи їх склад, можна визначити їхню питому теплоємність , попередньо задаючись невідомою температурою . Після визначення температури значення теплоємності перераховують з урахуванням знайденої температури до тих пір, поки величина не буде відповідати температурі.

Знаючи склад продуктів згоряння, визначаємо густину при нормальних фізичних умовах за формулою (3.3):

Густина продуктів згоряння при температурі = 967 знаходиться за формулою (3.4):

При відомому складі продуктів згоряння визначаємо теплоємність продуктів згоряння на вході в теплообмінник:

Знаючи, що в теплообміннику продукти згоряння віддають теплоту нагрівному теплоносієві, попередньо задаючись температурою гріючого теплоносія на виході з теплообмінника = 600, визначаємо його густина за формулою (3.5):

Знаходимо теплоємність продуктів згоряння при температурі = 600:

З рівняння теплового балансу (3.8) виражаємо невідому величину - температуру відхідних газів після теплообмінника. Змінюємо витрату води в теплообміннику з 3280 кг/год до 1740 кг/год, так як при =3280 кг/год не можливо підігріти воду в теплообмінному апараті з 7до 80.Рівняння вирішуємо щодо невідомої температури:

Різниця між прийнятою температурою = 600 і отриманої в результаті розрахунку = 600 виявилася рівною 0. Допускається розрахункові параметри прийняти за істинні.

За даними розрахунку температури відхідних газів будуємо графік зміни температур гріючого і нагрівного теплоносіїв уздовж поверхонь теплообміну апарату при протитоку теплоносіїв (рис.).

За графіком зміни температур гріючого і нагрівного теплоносіїв (див. рис.) визначають більшу і меншу різниці температур між гріючим і нагрівним теплоносіями на кінцях рекуперативного теплообмінника і :



Рисунок 1 - Графік зміни температури нагрівного і охолоджуваного теплоносія по ходу його руху

Знаходимо середній логарифмічний температурний напір за формулою (3.9):

Визначаємо величину P, що являє собою відношення ступеня нагріву холодного середовища до максимально можливого перепаду температур, і величину R, що являє собою відношення ступеня охолодження гарячого середовища до ступеня нагріву холодного середовища:

.

Після знаходження констант P і R згідно конструкції нашого теплообмінника за номограмою 1 визначають поправочний коефіцієнт.



З умови завдання зрозуміло, що швидкість потоку продуктів згорання через живий переріз міжтрубних каналів w =5 м / с, а зовнішній діаметр трубок теплообмінника = 26 мм.

Визначення коефіцієнта теплосприйняття. Коефіцієнт теплосприйняття від нагрівного теплоносія до стінки трубки теплообмінника, , /, обчислюється за формулою (3.10)

Для труб круглих перерізів =.

Середньоарифметична температура гріючого теплоносія (продуктів згоряння)

Середньоарифметична температура нагрівного теплоносія (води)

Коефіцієнт кінематичної в'язкості для гріючого теплоносія (продуктів згоряння середнього складу) визначається при їх середній температурі за допомогою інтерполяціїії із таблиці додатка Б. При середній температурі гріючого теплоносія =784 коефіцієнт кінематичної в'язкості

Критерій Рейнольдса, що характеризує режим руху гріючого теплоносія через конвективний пучок трубок, обчислюється при середній його температурі за формулою (3.11):

.

Згідно знайденого значення критерія Re вибирають вираз для розрахунку критерія Nu.

При <1000 розрахунок проводимо за формулою (3.12):

.

Критерій (критерій теплофізичних параметрів гріючого теплоносія) визначається за таблицею із додатка Б додав залежності від середньої температури гріючого теплоносія. Для продуктів згоряння, що мають температуру =784?С, критерій =0,592.

Критерій (критерій теплофізичних параметрів гріючого теплоносія) визначається за таблицею із додатка Б в залежності від середньої температури стінки поверхні теплопередачі труби, що омивається теплоносієм, . Температура стінки знаходиться методом підбору.

Задаються середньою температурою стінки =98. Для гріючого теплоносія при =98 критерій =0,7.

Для гріючого теплоносія

Коефіцієнт теплопровідності гріючого теплоносія при середній температурі = 784 дорівнює 32,47 • 10^-2 /.

Тепловий потік, що прямує від газів до стінки:

Визначення коефіцієнта тепловіддачі. Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до води (3.15), /:

Критерій , що характеризує режим руху нагрівного теплоносія по трубках теплообмінника, при його середній температурі =43,5:

Згідно знайденого значення критерія вибирають вираз для розрахунку критерія .

При значенні >2 • 10³ встановлюється турбулентний режим течії. Для такого режиму при поздовжньому омиванні труб критерій визначається за формулою (3.16):



Для води, яка має температуру = 43,5, критерій = 4,09.

Критерій для нагрівного теплоносія перебуває при середній температурі стінки внутрішньої поверхні трубок теплообмінника . Для води при = 98 критерій = 1,8.

Коефіцієнт теплопровідності теплоносія, який нагрівається при його середній температурі = 43,5 дорівнює 0,632 /.

Тепловий потік, що прямує від стінки трубки теплообмінника до нагрівного теплоносія (3.17):

Визначають нев'язку теплових потоків:

Невязка дорівнює 3,8% і не перевищує допустимої, тому середню температуру стінки поверхні теплопередачі трубок теплообмінника можна вважати підібраною вірно.

Визначають коефіцієнт теплопередачі за формулою (3.21):



Необхідну площу поверхні теплопередачі рекуперативного теплообмінника F знаходять за формулою (3.22) або (3.23):

Для забезпечення нагріву води від температури 7 до 80 з витратою 1740 кг/год необхідно встановити рекуперативний теплообмінник, який матиме площу поверхні нагріву F = 4,56.

Площа поверхні теплопередачі однієї трубки теплообмінника:

Кількість трубок теплообмінника обчислюють за формулою (3.19):

Для отриманих даних вибираємо такий кожухотрубний теплообмінник, який би забезпечував необхідне нагрівання води при заданій витраті. Виходячи з таких міркувань було обрано теплообмінник з наступними параметрами:

- діаметр кожуха D=273 мм;

- діаметр трубок d=20*2 мм;

- число ходів 1;

- сумарна кількість трубок N=61 шт.;

- довжина трубок L=1,5 м;

- площа поверхні теплопередачі 6,0 м².

4. Підвищення ефективності роботи енергетичних установок. використання вищої теплоти згорання палива

4.1 Контактні теплообмінні апарати

Як відомо, всі теплові розрахунки промислових печей, опалювальних котлів та інших тепловикористовуючих установок ведуться за нижчою теплотою згоряння палива, іншими словами, при розрахунку не враховується прихована теплота конденсації водяної пари, яку несуть в собі продукти згоряння палива. Температура вихідних газів більшості типів теплотехнічного обладнання, що розраховується з урахуванням нижчої теплоти згоряння, приймається в межах 150… 160 , а то і вище. При установці рекуперативних і регенеративних теплообмінних апаратів приймати температуру нижче вказаної межі невигідно, оскільки подальше зниження температури продуктів згоряння збільшує громіздкість і вартість теплоутилізаційного обладнання.

4.2 Основи розрахунку контактних теплообмінних апаратів

Основними цілями теплових розрахунків контактних економайзерів є визначення:

1) теплопродуктивності економайзерів по заданим витраті і параметрам продуктів згоряння на вході і виході з економайзера;

2) параметрів відхідних газів за заданими теплопродуктивністю економайзера, витраті і параметрами продуктів згоряння на вході до нього, витраті і температурі води;

3) витрати підігрівної води та її кінцевої температури;

4) об'єму контактної камери, вибору типу і розмірів насадки;

5) розмірів корпусу економайзера, підвідних і відвідних газоходів, типу димососа;

6) економічного ефекту від установки економайзера, і зокрема економії палива і збільшення коефіцієнта використання палива.

Теплопродуктивність економайзера, /, обчислюється за формулою:

, (4.1)

де k - коефіцієнт теплопередачі від гріючого теплоносія до нагрівного;

F - площа поверхні насадки в одиниці об'єму, /;

-середня температура гріючого теплоносія в теплообміннику, ;

- середня температура нагрівного теплоносія в теплообміннику,.

Середня температура гріючого теплоносія в контактному економайзері визначається як середньоарифметична півсума температур гріючого теплоносія на вході і виході з контактного економайзера, , за формулою:

, (4.2)

Середня температура нагрівного зрошуваного теплоносія в контактному економайзері знаходиться як середньоарифметична півсума температур нагрівного теплоносія на вході і виході з контактного економайзера, , за формулою:

, (4.3)

Коефіцієнт теплопередачі від гріючого теплоносія до нагрівного, /, визначається за формулою:

, (4.4)

де Ki - критерій Кірпічова;

-коефіцієнт теплопровідності гріючого теплоносія, /;

- еквівалентний діаметр насадки, м.

Критерій Кірпічова знаходиться за формулою

, (4.5)

де - критерій Рейнольдса для гріючого теплоносія;

- критерій Рейнольдса для нагрівного теплоносія;

- критерій Прандтля для гріючого теплоносія.

Еквівалентний діаметр, м,

, (4.6)

де V - вільний об'єм насадки, /;

F - площа поверхні насадки в одиниці об'єму, /.

Критерій Рейнольдса для гріючого теплоносія визначається за формулою:

, (4.7)

де - швидкість гріючого теплоносія у вільному перерізі насадки, м/с;

-коефіцієнт кінематичної в'язкості гріючого теплоносія, /с.

Площа поперечного перерізу насадки теплообмінника для проходу гріючого теплоносія, :

, (4.8)

де - витрата гріючого теплоносія через контактний теплообмінник, /; - швидкість гріючого теплоносія в теплообміннику, м/с.

Витрата нагрівного (зрошуваного) теплоносія через контактний економайзер, /, визначається за формулою:

, (4.9)

де - середня об'ємна теплоємність нагрівного теплоносія в oбласті температур і ,/. Критерій Рейнольдса для нагрівного теплоносія:

, (4.10)

де G - інтенсивність зрошення, /;

- коефіцієнт кінематичної в'язкості нагрівного теплоносія, /.

Інтенсивність зрошення, / , визначається за формулою:

, (4.11)

де S - площа поперечного перерізу насадки теплообмінника для проходу гріючого теплоносія, . Обчислюється за формулою (4.8);

- годинна витрата нагрівного теплоносія, /.

Площа необхідної змоченої поверхні насадки теплообмінника, м²:

, (4.12)

Необхідний об'єм насадки контактного теплообмінника, визначається за формулою:

, (4.13)

де F - площа поверхні насадки в одиниці об'єму, /.

4.3 Розрахунок ефективності роботи енергетичних установок при використанні вищої теплоти згорання палива

Виконати розрахунок контактного економайзера, який нагріває воду від 25 до 65 для потреб гарячого водопостачання підприємства. ККД теплообмінника 95%. Продукти згоряння охолоджуються від =300 до 220. Витрата продуктів згоряння = 690,36 /. Вільний об'єм насадки V = 0,5/. Площа поверхні насадки в одиниці об'єму F=80/. Швидкість продуктів згоряння в живому перерізі насадки = 2,5 м / с. Визначити витрати гарячої води (нагрівного теплоносія), площу омивання поверхні і об'єм насадки. Середня температура продуктів згоряння в теплообміннику обчислюється за формулою (4.2):

Середня температура води в теплообміннику визначається за формулою (4.3):

Витрата води в контактному теплообміннику розраховується за формулою (4.9):

Площа необхідної змоченої поверхні насадки контактного теплообмінника визначається за формулою (4.12):

Коефіцієнт теплопередачі від продуктів згоряння до води:

Коефіцієнт теплопровідності для продуктів згоряння середнього складу при температурі 300 .

Критерій Кірпічова визначається за формулою (4.5):

Еквівалентний діаметр насадки обчислюється за формулою (4.6):



Площа поперечного перерізу насадки теплообмінника для проходу гріючого теплоносія визначається за формулою (4.8):

Критерій Рейнольдса для продуктів згоряння знаходиться за формулою (4.7):

Коефіцієнт кінематичної в'язкості продуктів згоряння при температурі 300 .

Інтенсивність зрошення визначається за формулою (4.11):

Критерій Рейнольдса для води обчислюється за формулою (4.10):

де - коефіцієнт кінематичної в'язкості води при температурі 45;

Об'єм насадки контактного економайзера визначається за формулою (4.13):

Висновки

У курсовому проекті виконано розрахунок теплового балансу промислової печі заданої конструкції, на підставі якого визначено величину термічного ККД печі, коефіцієнта використання палива, витрати газової суміші, яка подається в газопальниковий пристрій печі; розроблено схему використання вторинних енергоресурсів (теплоти вихідних газів) промислової печі для підвищення енергетичного ККД схеми та економії природного газового палива; визначено чисельне значення енергетичного ККД після кожного ступеня з урахуванням розроблених заходів з енергозбереження; підвищено енергоефективність теплогенеруючого обладнання шляхом використання та подальшого розрахунку теплоутилізаційних установок з використанням теплоти відхідних газів.

У розрахунку камерної термічної печі складено тепловий баланс печі та визначено годинну витрату теплоти з продуктами згоряння на виході з топки; годинну витрату газового палива, яку необхідно забезпечити для підтримки робочої температури в робочому просторі печі; термічний коефіцієнт корисної дії і коефіцієнт використання палива печі за умови, що підігрів повітря здійснюється стороннім повітропідігрівачем. У результаті складання теплового балансу промислової термічної печі, що працює на газовому паливі, встановлено, що для створення температури , необхідної для здійснення термічної обробки металевих деталей, виконаних із Ст. 45, слід забезпечити витрату газового палива через пальникові пристрої печі = 54,1 /. При цій витраті температура в печі буде підтримуватися в межах 1200. За цих умов роботи термічний ККД печі складе 24,6%, а коефіцієнт використання газового палива - 0,54, що говорить про необхідність вжиття заходів щодо утилізації теплоти, яка викидається, з подальшим її використанням.