Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 [ 50 ] 51 52 53 54 55 56 57

Результаты сравнительного испытания молота 0,8 т на холодном и подогретом воздухе

Таблица 36

длина прогревае.мого участка 180 м. Установка дает возможность подогревать воздух до 100-120 с при давлении пара 10 ати и средней температуре его 230° с. На прямых участках длиной 75 м предусматриваются компенсаторы.

Большая масса труб, обкладки и изоляции представляет собой достаточно теплоемкий аккумулятор, способствующий выравниванию температуры воздуха при переменных расходах.

Предварительный расчет показывает, что при подогреве 12 500 м1ч воздуха от 20 до 100" с возможна экономия воздуха до 20",..

Для отдельных молотов необходим дополнительный подогрев воздуха отходящими газами печей.

Подогрев сжатого воздуха, поступающего к пескоструйным аппаратам, помимо экономии воздуха, заметно улучшает работу аппаратов, так как при расширении воздуха не происходит увлажнения песка, что предотвращает забивание сопел и уменьшает простои.

Подогрев сжатого воздуха в ряде других случаев является эффективным средством высушивания воздуха и улучшения производственных процессов.

Подогрев сжатого воздуха, поступающего в качестве распылителя к форсункам печей и котлов, весьма благоприятно отражается 304

на работе форсунок и процессах сжигания топлива. В табл. 37 дано сравнение результатов подсчета адиабатного расширения воздуха от pi -1 am до Рг 1 й"-

Прн политропном расширении результаты сравнения мало

изменяются.

Повышение температуры сжатого воздуха от 40 до 300 с уменьшает расход воздуха в форсунках на 26"о, увеличивает теплоперепад на 90%, скорость истечения на 36%, а кинетическую энергию на 85"о. Температура подогретого воздуха в конце расширения равна -) 60 с, в то время как расширение холодного воздуха снизит его температуру до-93с, что охладит мазут и ухудшит его распыление.

Подогрев устраняет расход тепла на испарение сконденсировавшейся влаги. Температура горения возрастает. Процессы ежи-

Фиг. 160. Схемы подогрева сжатого воздуха к мартеновским печам:

о - по предложению с. А. Сидорова и А. М. Банщикова; б -Ижорского завода.

гания топлива идут более совершенно. Таким образом, помимо экономии воздуха, подогрев воздуха, подводимого к форсункам, улучшает процессы плавки, нагрева и приводит к экономии топлива.

На фиг. 160, а показана схема подогрева сжатого воздуха для печей мартеновского цеха.

Трубчатый воздухоподогреватель / общей поверхностью нагрева 10 установлен в борове мартеновской печи между пере-

кидными клапанами 2 и общим шибером 3 и обогревается дымовыми газами с температурой 550-600 С. Проходя последовательно две секции подогревателя 4 и 5, воздух в количестве 1250 кг1ч подогревается до температуры ~250 С.

На фиг. 160,6 показана установка подогрева сжатого воздуха к форсункам мартеновских печей крупного завода.

При подогреве сжатого воздуха надо учитывать опасность возгорания и даже взрыва паров масла, попавших в подогреватель с компрессорным воздухом. При подаче воздуха турбокомпрессорами такая опасность исключается. Подача воздуха от поршневых и ротационных компрессоров сопровождается уносом некоторого количества масла в магистраль и возможностью отложения масла в трубопроводах. Химическая активность отложений масла и возможность электризации воздуха вызывают опасность воспламенения отложений масла и взрывов смеси паров масла и воздуха. Эта опасность существует при любой температуре воздуха и, естественно, несколько возрастает при подогреве воздуха.

Наиболее важными условиями безопасной эксплуатации при подогреве сжатого воздуха являются; тщательное отделение масла от воздуха до поступления воздуха в подогреватель; подбор (для поршневых и ротационных компрессоров) масел соответствующей очистки и с температурой вспышки не ниже 220 С (компрессорные масла); надлежащая плотность поршневых г<;о-лец и клапанов; недопущение масляных отложений в трубопроводах; периодическая промывка, продувка (желательно паром) и очистка воздухопроводов.

Не следует допускать установку воздухоподогревателей в непосредственной близости от поршневых или ротационных компрессоров. В крайнем случае установка подогревателя вблизи компрессора может быть Допущена с ограничением предела подогрева, при обязательной установке после компрессора воздухосборника или емкого маслоотделителя, обеспечивающих надежное улавливание масла, при наличии строго соблюдаемого режима продувки, частых промывках (желательно горячим 10%-ным раствором едкого натра) и пропариваниях замасленных участков воздухопровода.

В подавляющем большинстве случаев подогрев воздуха до 150 С вполне достаточен. На более высокий подогрев можно идти при наличии мероприятий, обеспечивающих надежное маслоотделение и своевременную очистку от масляных отложений.

При подаче чистого воздуха от турбокомпрессоров подогрев не должен ограничиваться, хотя и в этом случае необходима очистка воздухопроводов от случайного засорения пылью, окислами и маслом от фильтров.

Нередко попытки установить подогреватели в боровах мартеновских или иных высокотемпературных печах оказываются не-306

удачными вследствие частого перегорания труб даже в случае применения жаропрочных сталей. Основная причина этого заключается или в некачественной сварке труб, или в пренебрежении основным правилом работы подогревателя: не оставлять его без протекания воздуха внутри труб, так как последний охлаждает трубы.

Длительная и безаварийная работа подогревательных установок может быть обеспечена при соблюдении следующих основных правил:

1. Подогреватель, расположенный в борове, следует устанавливать ближе к дымовой трубе, в зоне температур дымовых газов не выше 600-650 С.

2. Необходимо обеспечить непрерывное протекание сжатого воздуха через подогреватель для постоянного охлаждения труб. С этой целью предусматривают пропуск через подогреватель воздуха к двум и более печам, а по возможности и к другим потребителям. Подогреватель не должен выключаться, за исключением случаев остановки печи или явных аварий (разрывы труб, течь

и т. п.). Выключение подогревателя при работающей печи, как • правило, приводит к перегоранию труб.

3. Периодически не реже одного раза в неделю, следует проверять плотность подогревателя, для чего выбирают период минимальной тепловой нагрузки печи, чтобы уменьшить опасность перегорания труб. Переключив печь на работу холодным воздухом или воздухом от другого подогревателя, отключают подогреватель на срок не более 5 шин и производят определение утечки по изложенной в гл. XV методике. Необходимо предусмотреть установку штуцеров для манометров и термометров.

4. При изготовлении и установке подогревателя необходимо обеспечить весьма качественную сварку труб, производя ее только на прямых участках, где сложные напряжения невелики. Желательно применение труб из жаропрочной стали при условии сохранения качества сварки. Для возможности свободного расширения следует укладывать змеевики подогревателей на катках. Для сохранения тепла подогретого воздуха необходимо тщательно теплоизолировать горячий воздухопровод на участке от борова до потребителей воздуха.

5. Исключить попадание масла в подогреватель, а подогретого воздуха - в воздухосборники и маслоотделители. Периодически продувать паром подогреватель и участки воздухопровода до подогревателя, чтобы исключить образование масляных отложений. При остановках промывать подогреватель и участки магистрали до подогревателя горячим (90 С) 10%-ным раствором едкого натрия с последующей продувкой паром.

Если нет уверенности в безусловном выполнении вышеперечисленных правил, применять подогрев не следует.

Для пневматических ручных инструментов воздух обычно не подогревается из опасения ухудшить условия труда. Между тем умеренный подогрев воздуха к пневматическим инструментам может привести к существенной экономии воздуха без ухудшения условий груда.

В табл. 38 приводятся результаты испытания рубильно-кле-пального молотка и ротационной сверлильной машинки. Характеристика молотка: d„ = 27 мм; Л„ = 120 мм; число ударов п = = 1100 в минуту; номинальная индикаторная работа удара / -= 2,5 кем. Характеристика сверлильной машинки: внутренний диаметр статора £>,„ = 29 мм; диаметр ротора 25 мм; длина ротора L -- 32 мм; толщина пластины s = 4 мм; число пластин Z - 4; номинальное число оборотов ротора = 3600, шпинделя

= 600 в минуту.

Уменьшение эффективности подогрева при > 100 С для ротационной сверлильной машинки объясняется увеличением потерь в зазорах вследствие применения разных материалов пластин и корпуса статора.

Таблица 38

Результаты испытаний рубильно-клепального молотка и ротационной сверлильной машинки

Результаты испытаний дают основание сделать следующие предварительные выводы:

подогрев компрессорного воздуха перед пневматическими инструментами до 90-100 С уменьшает расход воздуха на 10- 15"» и увеличивает его работоспособность;

при подогреве воздуха до 90 С температура стенок инструментов невелика и можно нормально работать при ручном управлении.

Преимущества и эффективность применения подогретого воздуха могут окупить затрату топлива в специальных печах-подогревателях. Установка специального подогревателя оправдывается лишь в том случае, если экономия топлива от применения подогрева воздуха превышает расход топлива на подогрев.

Расход топлива на подогрев воздуха в печах-подогревателях равен

где F„-количество подогреваемого воздуха (при нормальных условиях) в м; cj - средняя теплоемкость воздуха в джИм-град)

[ккал! {м-град]; At - разность температур воздуха до и после подогрева в X;

Qp - теплопроводность топлива в дж/кг [ккал/кГ]; 11„ - к. п. д. подогрева, учитывающий потери в подогревателе и трубопроводе {Цп = Чпсд-Лтр)-

Расход топлива на подогрев 1 м воздуха равен

кг/м.

Если вследствие подогрева экономится й?6 воздуха, то на каждый сэкономленный 1 м воздуха надо подогреть воздуха, для чего в подогревателе необходимо затратить топлива

При Ср = 1,3 кдж/{м-град) [0,31 ккал/{м-град)\ и Qp 30 мдж/кг = [7000 ккал/кг ]

t„ = 4,4.10-М.