- - 60 - - Chỉång 6- TÊNH CÁN BÀỊNG NHIÃÛT V LỈÅÜNG TIÃU HAO NHIÃN LIÃÛU Cán bàòng nhiãût cọ thãø xạc âënh bàòng thỉûc nghiãûm hồûc tênh toạn. Våïi kãút qu tênh toạn ta cọ thãø xạc âënh cháút lỉåüng lm viãûc ca thiãút bë qua cạc thäng säú kinh tãú - k thût, lỉåüng tiãu hao nhiãn liãûu hồûc cäng sút âiãûn cáưn cung cáúp cho LCN. Cạc khon trong cán bàòng nhiãût thỉåìng âỉåüc tênh tỉång ỉïng våïi mäüt giåì (âäúi våïi l lm viãûc liãn tủc) hồûc thåìi gian ca mäüt chu k hay mäüt cäng âoản quạ trçnh gia cäng (l bạn liãn tủc), cng cọ khi tênh tỉång ỉïng våïi âån vë váût liãûu gia cäng. 6.1.TÊNH CẠC KHON CÁN BÀỊNG NHIÃÛT 6.1.1. CẠC KHON NHIÃÛT THU 6.1.1.1 Nhiãût do chạy nhiãn liãûu hồûc biãún âiãûn nàng thnh nhiãût nàng -Våïi cạc l nhiãn liãû u : Q C = B. Q d t, W (6.1) Trong âọ : B - lỉåüng nhiãn liãûu tiãu hao, m 3 /s ; kg/s; Q d t - nhiãût trë tháúp ca nhiãn liãûu, J/m 3 ; J/kg - Với lò điện: Q C = P , W (6.1') trong đó P là cơng suất của lò, W 6.1.1.2 Nhiệt vật lý do khơng khí được nung nóng trước Q KK = BL α . C KK . t KK . f, W (6.2) Trong đó: L α -lượng khơng khí thực tế cần thiết để đốt cháy một đơn vị nhiên liệu, m 3 /kg; m 3 /m 3 ; C KK . t KK - entanpi của khơng khí ở nhiệt độ được nung nóng, J/m 3 f - phần khơng khí cần nung nóng trước ( f=1 khi nung nóng tồn bộ khơng khí) Đối với lò điện thì Q KK = 0 6.1.1.3 Nhiệt vật lý do nhiên liệu được nung nóng trước Q nl = B.C nl .t nl , W (6.3) - - 61 - - trong đó: C nl . t nl - entanpi của nhiên liệu ở nhiệt độ được nung nóng, J/m 3 Đối với lò điện và lò đốt nhiên liệu rắn Q nl = 0 6.1.1.4 Nhiệt lượng do các phản ứng tỏa nhiệt Đây là nhiệt lượng tỏa ra do oxy hóa sắt trong các lò nung kim loại với nhiệt độ cao Q t = 5650.a.P.10 3 , W (6.4) với : 5650 là lượng nhiệt tỏa ra do oxy hóa 1 kg sắt, kJ/kg a - phần kim loại bị oxy hóa P - năng suất lò, kg/s 6.1.2 CAÏC KHOAÍN NHIÃÛT CHI 6.1.2.1. Nhiệt lượng để nung vật liệu Q 1 = P.C p .(t" - t' ), W (6.5) với : C p t' và C p t" là entanpi của vật liệu trước và sau khi nung, J/kg 6.1.2.2 Nhiệt lượng để nung xỉ Q 2 = G x . C px .t x , W (6.6) với : G x - lượng xỉ tạo thành, kg/s C px .t x - entanpi của xỉ, J/kg Nhiệt lượng này chỉ tính đối với các lò nấu chảy có lượng xỉ tạo thành đạt tới 20% khối khối lượng vật liệu 6.1.2.3. Nhiệt lượng mất do các phản ứng thu nhiệt Lượng nhiệt này có chủ yếu trong các lò nấu chảy do các quá trình phân hóa đá vôi, bốc hơi nước trong vật liệu gia công, có giá trị đến 4% tổng các khoản nhiệt chi ở các lò luyện và lò nấu chảy 6.1.2.4. Nhiệ t lượng mất do cháy không hoàn toàn hóa học Q 4 = p.B.V α .12140.10 3 , W (6.7) với : p - phần lượng khí chưa cháy, phụ thuộc vào thiết bị đốt nhiên liệu; V α -lượng sản phẩm cháy tạo thành khi đốt 1 đơn vị nhiên liệu m 3 /m 3 ;m 3 /kg 12140.10 3 - nhiệt trị của lượng khí chưa cháy ( hỗn hợp CO và H2), J/m 3 Đối với các lò điện Q 4 = 0 6.1.2.5. Nhiệt lượng mất do cháy không hoàn toàn cơ học Q 5 = k.B.Q d t .10 3 , W (6.8) Với : k -hệ số mất mát do cháy không hoàn toàn cơ học Đối với các lò điện Q 5 = 0 - - 62 - - 6.1.2.6. Nhiệt lượng mất do dẫn nhiệt qua các thể xây lò Q 6 = Q T 6 + Q n 6 + Q đ 6 , W (6.9) Với : Q T 6 , Q n 6 , Q đ 6 - lượng nhiệt mất qua tường, nóc, đáy lò, W 6.1.2.7. Lượng nhiệt bức xạ qua cửa và khe hở Q 7 = C o 4 100 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ tblo T F φ Ψ , W (6.10) với : Co - hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối; T tblò - nhiệt độ trung bình của lò, o K F - diện tích phần cửa mở và khe hở, m 2 ; φ - hệ số màng ngăn ; ψ - hệ số thời gian mở cửa ; 6.1.2.8. Lượng nhiệt mất theo khí lò khi mở cửa Q 8 = 0, 28. C k .t k .V o .ψ, W (6.11) với : C k .t k - entanpi của khí lò (sản phẩm cháy), J/m 3 V o - lượng khí rò qua cửa, m 3 /h ; 6.1.2.9. Lượng nhiệt mất do sản phẩm cháy Q 9 = C k .t k ( B.V α - ΣV o ψ), W (6.12) Với : ΣV o ψ - tổng lượng khí lò lọt qua các cửa mở, m 3 /h 6.1.2.10. Lượng nhiệt mất do nung nóng các cơ cấu khác Q 10 = 0, 28. ( ) Σ − τ '" ttCG pM , W (6.13) Với : G M - Khối lượng của các cơ cấu đỡ vật nung ở tronglò hoặc di chuyển qua lò, kg ; P C - Nhiệt dung riêng trung bình của các cơ cấu, kJ/kg. o K ; t', t'' -Nhiệt độ đầu và cuối của cơ cấu trong quá trình nung, o C ; τ Σ - Tổng thời gian nung, h 6.1.2.11. Lượng nhiệt mất do nước làm nguội các kết cấu lò Q 11 = Σq b .F b , W (6.14) với : q b - lượng nhiệt mất ứng với đơn vị diện tích tùy theo loại kết cấu, W/m 2 ; F b - diện tích bề mặt kết cấu cần làm nguội, m 2 Sơ bộ có thể tính gần đúng lượng nhiệt này bằng (0, 1÷0, 2) tổng các khoản nhiệt thu - - 63 - - 6.1.2.12. Lng nhit mt do tng lũ tớch nhit i lng ny ch tớnh vi cỏc lũ lm vic chu k. Q 12 = 0, 28. )'"( TTTTT ttCV .10 -3 , W (6.15) Vi : V T - Th tớch phn gch xõy tớch nhit, m3; T - Khi lng riờng ca gch xõy, kg/m3; T C - Nhit dung riờng trung bỡnh ca khi gch xõy, J/kg. o K T t' , T t" - Nhit trung bỡnh ca gch xõy u v cui chu k lm vic, o C Tớnh toỏn cõn bng nhit cn phi theo cỏc loi lũ c th, da vo c im kt cu, cụng ngh v ch lm vic ca lũ. Thớ d nh i vi lũ nung liờn tc thỡ khụng cn tớnh lng nhit mt do tng lũ tớch nhit; lũ nhit luyn lm vic chu k thỡ khụng tớnh lng nhit mt do bc x qua ca m v.v 6.2. LặĩNG TIU HAO NHIN LIU VAè CAẽC CHẩ TIU KYẻ THUT NHIT 6.2.1. LặĩNG TIU HAO NHIN LIU Lng nhiờn li u cn thit B ( kg/s, m 3 /s ) c xỏc nh qua vic gii phng trỡnh cõn bng cỏc khon nhit thu v nhit chi phn tớnh toỏn trờn. Theo ú Q thu = Q chi, hay : Q C + Q KK + Q nl + Q t = Q 1 + Q 2 + Q 3 + + Q 12 (6.16) 6.2.2. SUT TIU HAO NHIN LIU TIU CHUỉN b = P QB d t .29300 3600. , kg nhiờn liu tiờu chun / kg lim loi (6.17) Vi : B - Lng tiờu hao nhiờn liu, kg /s , m3/s ; P - Nng sut lũ, kg/h ; d t Q - Nhit tr thp ca nhiờn liu, kJ/kg, kJ/m 3 ; 29300 - Nhit tr thp ca nhiờn liu tiờu chun, kJ/kg, kJ/m 3 Sut tiờu hao nhiờn liu tiờu chun nm trong phm vi : 0, 05 ữ 0, 15 i vi lũ nung liờn tc; 0, 1 ữ 0, 25 i vi lũ bung cỏn, rốn; 0, 1 ữ 0, 5 i vi lo bung nhit luyn. 6.2.3. H S Sặ DUNG NHIN LIU COẽ ấCH = C t Q QQ 1 (6.18) vi : Q 1 - Lng nhiờt nung kim loi, W; - - 64 - - Q t - Lượng nhiệt tỏa do các phản ứng tỏa nhiệt, W Q C - Lượng nhiệt do đốt cháy nhiên liệu, W Hệ số này có các giá trị: 0, 3 ÷ 0, 5 Đối với lò nung liên tục; 0, 15 ÷ 0, 3 Đối với lò buồng cán, rèn; 0, 05 ÷ 0, 2 Đối với lòbuồng nhiệt luyện. 6.3. BAÍNG CÁN BÀÒNG NHIÃÛT CUÍA LOÌ Với mục đích dễ dàng so sánh, đánh giá các khoản nhiệt thu, chi cần phải tính tỷ lệ phần trăm từng khoản rồi lập bảng cân bằng nhiệt theo bảng dưới đây: N o Các khoản nhiệt thu W % N o Các khoản nhiệt chi W % 1 Nhiệt do đốt cháy nhiên liệu 70÷100 1 Nhiệt do nung kim loại 10÷50 2 Nhiệt do nung không khí 0÷15 2 Nhiệt để nung xỉ 0÷20 3 Nhiệt do nung nhiên liệu 0÷10 3 Nhiệt do các phản ứng thu nhiệt 0÷4 4 Nhiệt tỏa do oxy hóa kim loại 1÷5 4 Nhiệt mất do cháy không hoàn toàn hóa học 0, 5÷5 5 Nhiệt mất do cháy không hoàn toàn cơ học 0, 5÷3 6 Nhiệt mất qua thể xây lò 4÷10 7 Nhiệt mất do bức xạ qua cửa mở 0÷4 8 Nhiệt mất theo khí lò khi mở cửa 0÷5 9 Nhiệt mất theo sản phẩm cháy 30÷80 10 Nhiệt mất do nung nóng các cơ cấu trong lò 0÷5 11 Nhiệt mất do nước làm nguội 0÷20 12 Nhiệt mất do tường tích nhiệt 0÷40 13 Sai số < 0, 3 Tổng 100 Tổng 100 - - 65 - - Chú ý : 1. Không phải loại lò nào cũng có đủ các khoản nhiệt nêu trên, thí dụ: - Các khoản 1, 6, 7, 11 có hầu hết ở các lò. - Các khoản 2, 3 có trong các lò luyện và lò nấu chảy. - Các khoản 4, 5, 8, 9 có trong các lò đốt nhiên liệu cháy có ngọn lửa - Khoản 10 có trong các lò dùng xích tải, xe goòng, giá đỡ kim loại. - Khoản 12 có trong các lò làm việc theo chu kỳ 2. Đối với lò điện, tổng các khoản nhiệt thu ( cũng là công suất lò P ) bằng các khoản nhiệt chi 3. Trong các lò nung sấy vật liệu ẩm cần tính một s ố khoản nhiệt chi sau: - Lượng nhiệt để làm bốc hơi nước từ vật phẩm - Lượng nhiệt cho các phản ứng thu nhiệt khi nung - Lượng nhiệt do bụi sản phẩm theo khí lò ra ngoài. . - - 62 - - 6. 1.2 .6. Nhiệt lượng mất do dẫn nhiệt qua các thể xây lò Q 6 = Q T 6 + Q n 6 + Q đ 6 , W (6. 9) Với : Q T 6 , Q n 6 , Q đ 6 - lượng nhiệt mất qua tường, nóc, đáy lò, W 6. 1.2.7 luyn. 6. 2.3. H S Sặ DUNG NHIN LIU COẽ ấCH = C t Q QQ 1 (6. 18) vi : Q 1 - Lng nhiờt nung kim loi, W; - - 64 - - Q t - Lượng nhiệt tỏa do các phản ứng tỏa nhiệt, W Q C - Lượng. khơng khí) Đối với lò điện thì Q KK = 0 6. 1.1.3 Nhiệt vật lý do nhiên liệu được nung nóng trước Q nl = B.C nl .t nl , W (6. 3) - - 61 - - trong đó: C nl . t nl - entanpi của nhiên