123634 (Печи нагревательные для термической обработки), страница 3

Р_сад – садка печи, кг/с

Р_сад = G * τ _об

Р_сад = 2150 * 3,2 = 6880 кг

Р_сад = 6880/3600 = 1,9 кг/с

m_тр = 0,2 * 1,9 = 0,38 кг/с

Q_тр = 595 * (800 – 20) * 0,38 = 176358 Вт

6.2.5 Неучтенные потери обычно принимают равными 10 – 15% от суммы всех потерь теплоты, за исключением полезно затраченной, Вт

Q_неучт = 0,1/0,2 * (Q_расх – Q_пол)

Q_неучт = 0,1/0,2 * (21832440 *В + 768136 – 329004) = 0,5 * (21832440 * В + + 439132)= 0,5 * 21832440 * В + 0,5 * 439132 = 10916220 * В + 219566 Вт

Приравнивая сумму статей прихода к сумме статей расхода, находим расход топлива, В м³/с

34699000 * В + 4015440 * В + 33,9 = 329004 + 21832440 * В + 1173794 +

+ 88982 + 17358 + 10916220 * В + 219566;

38714440 * В + 33,9 = 984704 + 32748660 * В;

38714440 * В – 3 2748660 * В = 984704 – 33,9;

5965780 * В = 984670,1;

В = 984670,1/5965780

В = 0,165053 м³/с

6.3 Таблица теплового баланса

Таблица 6.1 – Тепловой баланс печи

7 ТЕПЛО ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЕЧИ

После составления теплового баланса печи определяем следующие основные теплотехнические показатели: коэффициент полезного действия печи (КПД) η, идеальный расход тепла (q), идеальный расход топлива (В).

Наиболее важной величиной является удельный расход условного топлива, который характеризует степень теплотехнического совершенства печи.

Термический коэффициент полезного действия печи, %

η_кпд = Q_пол/Q_хим

η_кпд = 329,004/5684 = 5,8 %

Идеальный расход тепла, кВт/(кг/ч)

q = Qхим/P

q = 5684/671,9 = 8,5 кВт/(кг/ч)

Удельный расход условного топлива, кг/ч

P = G/τ_об

P = 2150/3,2 = 671,9 кг/ч

Идеальный расход топлива, кг условного топлива/т стали

В = Q_хим/Р * 29 * 310

В = 5684/671,9 * 29 * 310 = 76 кг условного топлива/т стали

8 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Для безопасности работы персонала, обслуживающего нагревательные печи, обязательно выполнение правил по технике безопасности.

Взрывчатая смесь может образоваться, если до пуска печи газопровод не был продут. Воздух, оставшийся в газопроводе, смешиваясь с газом, образует взрывчатую смесь. Продувка газопровода газом с удалением его через продувочную свечу и последующая проверка содержания в нем кислорода – обязательные операции, предотвращающие взрыв.

При резком снижении давлении газа воздух через горелки может попасть в газопровод и образовать взрывчатую смесь. Для предупреждения этого необходимо газопровод и печь отключать при давлении менее 200 – 400 Н/м².

Взрывчатая смесь образуется во время ремонта при плохой продувке газопровода или при проникновении в него газа через не плотности в задвижках. Во избежание этого надо устанавливать заглушку, отсекающую ремонтируемый участок газопровода от действующей сети, и своевременно продувать его.

Взрывчатая смесь образуется при попадании в воздухопровод газа или паров мазута через горелку при небольшом давлении воздуха, а также при не правильном пуске печи с отключенным вентилятором, т. е. когда вначале подают газ и поджигают его, а затем включают вентилятор. При этом газ может проникнуть в воздухопровод и образовать взрывчатую смесь, попадание которой на костер, горящий в печи, или факел запальника приводит к взрыву.

Для предупреждения взрывов при пуске печи предварительно включают вентилятор, продувают воздухопровод, а затем уже включают горелки.

Взрывы газов в печи, топке и борове могут произойти в следующих случаях:

– при недостаточной плотности запорных задвижек у горелок, через которые газ просачивается и заполняет печь;

– при нарушении инструкции при пуске печи, когда вначале подают газ, а потом подносят к горелке факел, который может погаснуть;

– в низкотемпературных печах, работающих при температурах не выше 500^оС (ниже предела воспламенения газа), когда газ подается с избытком; при этом газ, не успевший сгореть в топке, может образоваться взрывчатая смесь в рабочем пространстве печи;

– при прекращении горения топлива в низкотемпературных печах с автоматическим регулированием температуры при выключении и включении горелок;

– при работе печи с недостатком воздуха, когда топливо, не сгорающее в печи, смешивается в боровах с воздухом, засасываемым через не плотности в шиберах и кладке, и образует взрывчатую смесь;

– при испарении мазута, когда его подают в большом количестве, особенно в начальный период пуска печи; при испарении его образуется взрывчатая смесь.

При перекрытии вентилей, установленных на трубах, подающих и отводящих воду от водоохлаждающей арматуры (рам, заслонок, глиссажных труб), оставшаяся в арматуре вода испаряется, давление в трубах резко повышается, что может привести к разрыву вентилей. Для предупреждения этого регулировочные вентили следует устанавливать только на трубах, подводящих воду к арматуре; на трубах, отводящих ее, их устанавливать нельзя.

Цилиндры пневмотолкателей и подъемников могут взорваться в том случае, если толщина их стенок мала, и не рассчитана на давление, оказываемое на стенки. Разрывы чугунных крышек и взрыв цилиндров особенно опасны.

Во избежание взрывов пневмоцилиндров толщину стенок следует определять расчетом. После сборки цилиндры должны подвергаться особым гидравлическим испытаниям при повышенном давлении. Испытывать их компрессорным воздухом или паром запрещается.

Взрыв в селитровых ваннах может произойти при прогорании стенок тигля. При температуре выше 600^оС селитра интенсивно испаряется, осаждается на одежде персонала, обслуживающего ванны, стенах здания и оборудовании, что не безопасно. Поэтому при эксплуатации селитровых ванн необходимо соблюдать правила по технике безопасности. Нельзя использовать ванны с наружным обогревом, они должны быть с внутренним обогревом специальными трубчатыми электронагревателями. Должно быть исключено попадание в селитру аммонийных и фосфатных солей, алюминиевой и магниевой стружки и органических соединений, с которыми, соединяясь, селитра образует взрывчатые соединения.

В масляных ваннах возможны перегрев и воспламенение масла. Для безопасной работы температура воспламенения масла должна быть на 80 – 100^оС выше температуры нагрева деталей. В масляных ваннах имеются устройства для гашения пламени паром и сливные баки для аварийного спуска масла.

Для предупреждения перегрева селитры или масла предусмотрены автоматическое регулирование температуры и автоматическая сигнализация, предупреждающие обслуживающий персонал о повышении температуры селитры или масла выше допустимой.

При разогреве соль, застывшая на дне холодной соляной ванны, быстро плавится, тогда, как верхние ее слои находятся еще в твердом состоянии. При этом объем расплавленной соли увеличивается, гидростатическое давление на стенки тигля повышается, и он может взорваться. Во избежание этого соль в ваннах нельзя доводить до полного затвердевания. Если же она затвердела, то, используя специальные приспособления, расплавляют верхние слои соли.

Влага в виде льда, снега или воды, попадая в расплавленную ванну, быстро испаряется, что приводит к взрыву и выбросу соли из ванны. Для предупреждения взрывов запрещается загружать ванну деталями, поверхность которых покрыта льдам или снегом. Во избежание попадания влаги селитровые, и масляные и щелочные ванны снабжают крышками и экранами.

Газовое топливо, продукты неполного горения и контролируемые атмосферы не имеют запаха, цвета и способны проникнуть через любые не плотности и даже фильтры противогазов.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяют на 4 класса:

1. Чрезвычайно опасные;

2. Высоко опасные;

3. Умеренно опасные;

4. Малоопасные.

Окись углерода – наиболее опасная составляющая газообразного топлива и продуктов неполного горения газа. Она не имеет запаха, цвета и раздражающих свойств, которые могли бы своевременно сигнализировать о ее присутствии в атмосфере.

Сернистые соединения (сероводород, сернистый газ, содержащиеся в газообразном топливе или продуктах горения) вызывают раздражение слизистых оболочек и верхних дыхательных путей. Однако даже ничтожные концентрации сернистых соединений в атмосфере быстро обнаруживаются по запаху.

Углекислый газ, содержащийся в продуктах горения топлива, в полтора раза тяжелее воздуха, он может скапливаться на дне колодцев, в приямках и боровах. Отравление этим газом сопровождается головной болью, шумом в ушах, сердцебиением и обмороком. Хронических отравлений не бывает.

Метан, ацетилен, этан и этилен – это составная часть промышленного газового топлива и в первую очередь природного газа. Метан иногда встречается в канализационных колодцах и трубах.

Аммиак – сильно пахнущий газ. Раздражает верхние дыхательные пути.

Окислы азота могут образовываться при эксплуатации цианистых ванн для азотирования изделий. Удаляют их за пределы цеха с помощью мощной вентиляции.

Из цианистых соединений наиболее опасен цианистый водород, образующийся при взаимодействии цианистых солей с влагой или соляной кислотой. При обслуживании цианистых ванн необходимо выполнять все правила по технике безопасности.

В большинстве случаев отравление происходит через органы дыхания. Поэтому основное внимание должно быть обращено на обеспечение безопасных концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны, что достигается герметичностью аппаратуры и соответствующей вентиляцией промышленных помещений.

Для воздуха рабочей зоны производственных помещений устанавливают предельно допустимые концентрации вредных веществ, утверждаемые Минздравом РФ, превышение которых не допускается (таблица 8.1)

Таблица 8.1 – Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Предельно допустимыми концентрациями веществ в воздухе рабочей зоны являются такие, которые при ежедневной работе в пределах 8 ч в течение всего рабочего стажа не могут вызвать у работающих заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.

Концентрации газов в атмосфере цеха определяются различными методами. Наиболее простым из них является метод определения с помощью бумаги (индикаторной), пропитанной различными реактивами, цвет которых изменяется в зависимости от концентрации газа. Например, индикаторная бумага, пропитанная 1%-ным раствором хлористого палладия и обработанная 5%-ным раствором уксусно-кислотного натрия, при внесении в атмосферу, загрязненную окисью углерода, чернеет. При концентрации в атмосфере цеха 760мг/м³ СО индикаторная бумага сразу же чернеет, при концентрации 76мг/³ – через 1 мин, а при 7,6мг/м³ – через 20 мин.

С помощью различных газоанализаторов определяют концентрацию газов в газопроводе или печи перед ремонтом. Однако эти приборы не сигнализируют о повышении концентраций газов в рабочей зоне. Поэтому в таких помещениях, как, например, машинные залы на газоповысительных станциях, необходимо устанавливать автоматические газоанализаторы, сигнализирующие о повышении концентраций выше допустимых.

Повышение концентраций газов чаще всего связанно с проникновением их в производственные помещения при наличии не плотностей в газопроводах, при недостаточной продувке их или печей перед ремонтом. Безопасные концентрации достигаются абсолютной герметичностью газопроводов и запорной аппаратуры, тщательно контролируемой при систематических осмотрах газовых коммуникаций.

Кузнечные и термические печи, и раскаленный металл излучают большое количество теплоты. Интенсивность теплового излучения достигает 25 – 40кДж/(см² ∙ мин). При интенсивности 16кДж/(см² ∙ мин) на незащищенной поверхности тела могут появиться ожоги.

Для борьбы с тепловыделением применяют различные предохранительные устройства: туширующие переносные вентиляторы, защитные очки, футерованные заслонки, экран с водяной или воздушной завесой.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Телегин А. С., Лебедев А. Н. Конструкция и расчет нагревательных устройств. – М.,: Машиностроение, 1975.

2 Долотов Г. П., Кондаков Е. А. Печи и сушила литейного производства: 3-е изд., перераб. И доп. – М.,: Машиностроение, 1990.