Dimensionarea unui cuptor cu vatră pasitoare

GENERALITATI

Cuptoarele industriale nu sunt realizate izolat intr-o unitate de productie, ele facand parte dintr-un ansamblu de agregate, instalatii si utilaje care se interconditioneaza conducand la realizarea unui program de fabricatie sau a unui produs.

Din aceasta cauza este necesara cunoasterea si analizarea acestui ansamblu pentru a putea fi dimensionat tehnologic si apoi analizat din punct de vedere tehnico-econimic in mai multe variante.

Ansamblul de lucrari care se realizeaza la proiectarea unui agregat termic cuprinde, in general, urmatoarele faze:

- Precizarea temei de proiectare ( pentru unitatea economica, sectie, atelier);

- Alegerea tipurilor si a capacitatilor cuptoarelor industrial;

- Dimensionarea cuptoarelor industriale din punct de vedere tehnologic, termotehnic si constructiv;

- Stabilirea amplasarii utilajelor in variantele considerate.

Este necesar sa se tina cont de indicatiile din literatura de specialitate privind marimile uzuale ale cuptoarelor industriale realizate si de eventualele marimi tipizate existente.

Cunoscand tipul de cuptor, capacitatea lui nominala si marimea materialelor care urmeaza sa fie prelucrate, se face dimensionarea tehnologica ce consta in:

- Dimensionarea partii tehnologice a cuptorului ( vatra, pereti, bolta, etc) in asa fel incat sa poata fi indeplinite conditiile optime de lucru;

- Stabilirea profilului cuptorului in functie de regimul gazo-dinamic si de caracteristica transferului complet de caldura.

Aceste elemente sunt determinate de:

- Tipul de conbustibil folosit ;

- Regimul de temperatura necesar;

- Caracteristicile instalatiei de ardere.

Pe baza bilantului termic se determina consumul de conbustibil si apoi se dimensioneaza instalatia de ardere, numarul si marimea arzatoarelor, conductele de aer si combustubil, canalele pentru transportul gazelor de ardere, instalatia de recuperare a caldurii, instalatia de evacuare a gazelor de ardere.

CAPITOLUL I

CALCULUL ARDERII COMBUSTIBILULUI

Caldura necesara proceselor termo-tehnice la cuptoarele metalurgice de combustie provine din reactiile de oxidare a combustibililor.

In metalurgie sunt folositi cel mai adesea combustibili gazosi si lichizi ( mai putin solizi ), naturali sau artificiali.

Combustibilii, din punct de vedere energetic se caracterizeaza prin puterea calorica si temperatura de ardere ( dependent si de conditiile in care are loc procesul de ardere). In calcului termo-dinamic se utilizeaza puterea calorica inferioara Qi care reprezinta caldura utila degajata prin arderea unei unitati de combustibil.

Pentru combustibili gazosi, se utilizeaza relatia:

Qi = 12640 ]

In cazul acestui proiect, relatia utilizata este:

Qi = 12640

Qi = 12640

1.1 Calculul arderii combustibililor

In functie de necesitatile tehnologice, arderea combustibililor se poate realiza cu aer sau aer imbogatit cu O₂.

Din acest punct de vedere, arderea se caracterizeaza prin raportul dintre cantitatea de aer efectiv si cantitatea de aer stoechiometric necesar pentru ardere, exprimata prin coeficientul de exces al aerului de combustie .

In general, se recomanda pentru coeficientul de exces al aerului de ardere, valorile:

Se adopta

Calculul arderii consta in stabilirea cantitatilor de O₂ , aer si de gaze de ardere, a compozitiei gazelor arse, a densitatii gazelor arse si a temperaturii de ardere.