ПРЕДИСЛОВИЕ

Нагревательные печи относятся к основному оборудованию прокатных и трубных цехов. Пламенные нагревательные печи потребляют примерно 10 % топлива, расходуемого в черной металлургии. От работы нагревательных печей в значительной степени зависят объем, качество и экономичность производства проката и труб.

Основными направлениями экономического и социального развития народного хозяйства СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года, принятыми ХХУМ съездом КПСС, предусматривается уже в ближайшее время резко повысить эффективность производства на основе ускорения научно-технического прогресса, главным образом путем модернизации и технического перевооружения промышленности с учетом последних достижений науки и техники. При этом в перспективе намечается добиться того, чтобы прирост потребностей в топливе, энергии, сырье, металле и других материалах в основном удовлетворялся путем их экономии.

В прокатных и трубных цехах должны быть улучшены технико-экономические показатели печных отделений: увеличена их производительность, улучшено качество нагрева, сокращен удельный расход топлива на нагрев и т.п.

Теплотехнические и экономические расчеты печей необходимы для выбора наиболее рациональных их конструкций, принятия верных решений по реконструкции печей, а также правильному их проектированию и эксплуатации. Необходимой и актуальной задачей является, например, оценка эффекта от проведения мер по экономии топлива в печах и соответственно затрат на осуществление этих мер.

Малый объем книги не позволяет перечислить всех, кто, начиная от основоположника науки о печах крупного металлурга В.Е.Грум-Гржимайло, развивал и продолжает совершенствование методов расчета нагревательных печей. В отечественных учебных и технических изданиях только двух последних десятилетий широко представлен комплекс теоретических и инженерных методов расчета [1—8], созданных в учебных, научно-исследовательских и проектных институтах.

Недостатком большинства методов и расчетных формул является их громоздкость и сложность. Расчеты требуют значительных затрат времени. Нужны высокая квалификация и опыт исполнителя расчетов. Точность и надежность многих расчетов, несмотря на их повышенную сложность, пока еще не высоки.

В расчеты вводят многочисленные эмпирические коэффициенты. Нужен такой их подбор, чтобы результаты расчетов не противоречили достигаемым на практике. Возникла профессия расчетчика, полу­чающего задание на выполнение расчета от конструктора или эксплуатационника. Сложной оказывается связь между заказчиком расчета и его исполнителями, когда расчеты проводят с применением ЭВМ. Хотя собственно машинное время расчета сокращается до минут и секунд, подготовка к расчетам, уточнение математических моделей и программ, обработка полученных результатов занимают пока еще много времени. Общее время от выдачи задания до получения результатов расчета иногда не только не сокращается, а наоборот, по сравнению с ручным счетом растет.

Преимуществом ЭВМ является возможность расчета большого числа вариантов без заметного увеличения общего времени вычислений. При ручном счете общее время вычислений растет почти пропорционально числу рассматриваемых вариантов. Надежность результатов расчетов на ЭВМ по сравнению с ручным счетом практически не меняется. Нужна такая же корректировка результатов с тем, чтобы они не противоречили практике.

ЭВМ и микрокалькуляторы позволяют выдавать результаты с точностью до десяти и более значащих цифр. Однако, такая точность не нужна. В большинстве случаев исходные данные для расчета нагревательных печей являются приблизительными, а не твердо установленными. Некоторые, необходимые для расчета исходные параметры, могут отсутствовать и расчетчик принимает их по своим соображениям. В итоге ошибка в результатах расчета появляется в третьем или втором знаке, а иногда даже в первом.

Все это заставляет при принятии различных технических решений в производственных условиях — в процессе эксплуатации, на начальных стадиях проектирования и во многих других случаях, для ускорения подавляющего большинства расчетов применять различные упрощения, основанные на данных практики.

Такие упрощенные и ускоренные расчеты по своей точности и надежности оказываются во многих случаях достаточными для принятия правильных решений, отнимая в десятки и сотни раз меньше времени, чем подробные теоретические. Ускоренные расчеты, не требующие участия профессионального расчетчика, ведут с применением микро­калькулятора, логарифмической линейки или просто карандаша и бумаги.

В современной технической литературе ускоренные методы тепло­технических расчетов нагревательных печей отражены недостаточно [9]; многие виды расчетов, в том числе экономические, вообще не представлены. Методы ускоренного расчета нагревательных печей, представленные в этой книге, в большинстве случаев разработаны автором и применены им в многолетней практической деятельности. Для лучшего усвоения они сопровождены примерами. При этом учтен опыт Стальпроекта — головного института в области конструирования печных агрегатов для нагрева металла перед прокаткой, а также ряда других организаций.

Рассмотренные в книге ускоренные методы расчетов охватывают широкий круг вопросов, встречающихся в практике эксплуатации и проектирования печей. Использование ускоренных методов расчета для решения вопросов, связанных с модернизацией нагревательных печей, экономией топлива при нагреве и других, окажет необходимую помощь персоналу, занятому в этой области техники. Для понимания и выполнения приведенных в книге расчетов достаточно среднего образования.

Терминология, касающаяся отдельных понятий, применяемых в области нагревательных печей, пока еще не является установившейся. Некоторые понятия истолковывают по разному, что может приводить к ошибкам в расчетах. Поэтому в гл. I даны пояснения по принятой в книге терминологии.

Все формулы и примеры расчетов даны в международной системе единиц СИ. Ниже приведены переводные коэффициенты для некоторых часто встречающихся единиц.

Единицы энергии (теплоты):
1 Дж = 1 Вт • с = 278 • 10-6 Вт • ч = 0,239 кал = 34,1 • 10-9 кг. усл. топлива = 948 • 10-6 BTU (британских тепловых единиц).

Единицы мощности (тепловой нагрузки):
1 Дж/с = 1 Вт = 3600 Дж/ч = 860 кал/ч = 123 • 10-6 кг. усл. топлива/ч = 3,41 BTU/ч.

В расчетах приняты следующие приставки к единицам измерения: к (кило) - 103; М (мега) - 106; Г (гига) - 109.

Автор признателен кандидату технических наук М.С.Крускалю за замечания, сделанные им при рецензировании книги.

Назад, на страницу описания