Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Липецкий государственный технический университет»

Металлургический институт

УТВЕРЖДАЮ

Директор

Чупров В.Б.

«» _ 2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Профиль подготовки: «Теплофизические основы конструирования, эксплуатации и автоматизации промышленных печей»

Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная г. Липецк – 2011 г.

1. Цели освоения дисциплины Целями освоения дисциплины «Проблемы энергосбережения в металлургии» являются:

изучение энергетического потенциала отходов, продукции, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологических системах и установках, вторичных энергоресурсах (ВЭР), а также вторичных материальных ресурсов (ВМР);

выработка знаний, умений, навыков и компетенций, необходимых для оценки удельного и общего выхода ВЭР, комбинирования выработки теплоты и электроэнергии в тех или иных технологиях металлургии за счёт утилизации ВЭР.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Изучение дисциплины «Проблемы энергосбережения в металлургии» призвано помочь студентам овладеть методами энергетического анализа ВЭР и ВМР в металлургических технологиях.

Учебная дисциплина входит в раздел «М.1. Общенаучный цикл. Вариативная часть» ФГОС ВПО по направлению подготовки 150400.68 «Металлургия» (квалификация (степень) «магистр»), профиль подготовки «Теплофизические основы конструирования, эксплуатации и автоматизации промышленных печей».

Для изучения дисциплины необходимы компетенции, сформированные в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 150400.62 «Металлургия» (квалификация (степень) «бакалавр»).

Изучение дисциплины необходимо как предшествующее для прохождения научноисследовательской практики и выполнения итоговой квалификационной работы.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать следующими общепрофессиональными компетенциями:

уметь применять инновационные методы решения инженерных задач (ПК-1);

уметь использовать принципы управления качеством и процессного подхода с целью выявления объектов для улучшения (ПК-2);

уметь применять основные принципы рационального использования природных ресурсов и защиты окружающей среды (ПК-3);

уметь разрабатывать технико-экономическое обоснование инновационных решений в профессиональной деятельности (ПК-5);

уметь разрабатывать научно-техническую документацию, оформлять научно-технические отчеты, обзоры, публикации по результатам выполненных исследований (ПК-7);

уметь применять инженерные знания для разработки и реализации проектов, удовлетворяющих заданным требованиям (ПК-26);

уметь применять методологию проектирования (ПК-27);

уметь использовать автоматизированные системы проектирования (ПК-28);

уметь разрабатывать технические задания на проектирование нестандартного оборудования, технологической оснастки, средств автоматизации процессов (ПК-29).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен Знать:

методы определения удельного и общего выхода ВЭР;

методы возможной выработки теплоты и электроэнергии при утилизации ВЭР;

средства и технологии утилизации ВЭР и ВМР;

средства подавления диффузии теплоты из рабочего пространства промышленных печей в металлургии.

Уметь:

рассчитывать системы водяного и испарительного охлаждения рабочих зон промышленных печей в металлургии;

использовать моделирующие и имитирующие компьютерные программы для анализа возможности энергосбережения;

работать с учебной и специальной литературой.

Владеть:

методами решения задач по курсу «Проблемы энергосбережения в металлургии»;

методами очистки поверхностей нагрева в технологических агрегатах металлургического производства;

методами расчёта футеровок и обмуровок металлургических печей и их элементов.

4. Структура и содержание дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

Эффективность использования Раздел дисциплины 1 Эффективность 1.Введение. Классификация энергетических и материальных энергетических и 2. Направления использования ВЭР. Удельный и общий вход ВЭР 2 Испарительное 1.Классификация и характеристика системы испарительного промышленных печей 2. Доменные печи. Мартеновские печи. Нагревательные печи.

3 Использование горючих 1. Характеристика газов (2).

газов от технологических 2. Системы использования газов (2).

4 Теплотехнические 1. Классификация и характеристики футеровок и обмуровок (4).

характеристики и расчёт 2. Подбор и область применения огнеупорных материалов (4).

элементов ограждения 3. Тепловой расчёт футеровок и обмуровок (6).

5. Образовательные технологии В соответствии с требованиями ФГОС ВПО при изучении дисциплины «Проблемы энергосбережения в металлургии» предусматривается использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий. При проведении практических занятий и в самостоятельной работе студентов используется разбор конкретных ситуаций и технологий использования ВЭР И ВМР с привлечением компьютерных моделей и расчётных методик.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной 1. Контроль текущей успеваемости.

Темы семинарских занятий Семинар № 1. Энергетические и материальные отходы агломерационного и коксохимического производства.

Семинар № 2. Энергетические и материальные отходы доменного производства.

Семинар № 3. Энергетические и материальные отходы сталеплавильного производства.

Семинар № 4. Энергетические и материальные отходы прокатного производства.

1.2. Курсовая работа.

Примеры заданий для курсовой работы 1. Определить удельный и общий выход ВЭР (горючих, тепловых и несущих избыточное давление) при заданном удельном расходе каждого конкретного энергоносителя в единицу времени.

2. Определить экономию топлива за счёт использования ВЭР при топливном и тепловом направлениях использования..

2. Промежуточная аттестация (контроль).

Промежуточная аттестация (контроль) представляет собой экзамен, проходящий в виде ответа на теоретические вопросы.

Примерный перечень теоретических вопросов к экзамену 1. Расчёт системы испарительного охлаждения агрегата с выбором конструкции всех характеристик и условий охлаждения элементов, обеспечивающих безаварийную работу.

2. Расчёт параметров газгольдера для накопления и использования теплоты сгорания конвертерных газов.

3. Расчёт параметров пароводяных аккумуляторов для утилизации тепла горючих газов, периодически поступающих от технологических агрегатов.

4. Расчёт параметров тепловых аккумуляторов применительно к использованию газов от кислородных конвертеров.

5. Расчёт теплопереноса в многослойной футеровке для стационарного температурного режима (конструктивный расчёт).

6. Расчёт теплопереноса в многослойной футеровке для стационарного температурного режима (поверочный расчёт).

7. Расчёт принудительно охлаждаемой гарнисажной футеровки.

8. Расчёт теплопоглощения при разогреве многослойной обмуровки из холодного состояния до наступления стационарного теплового режима.

9. Расчёт потерь тепла при циклической работе печи, если заданы толщины слоёв, теплофизические характеристики материалов обмуровки и режим нагрева и охлаждения.

3. Распределение бюджета времени на самостоятельную работу студентов Обязательная часть: подготовка к практическим занятиям - 36 часов. Вариативная часть: выполнение курсовой работы - 22 часа.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) Основная литература:

1. Никифоров Б.И., Заславец Г.В. Энергосбережение на металлургических предприятиях.

Учебное пособие для вузов — Магнитогорск: МГТУ.2000-272 с.

2. Промышленная тепложнергетика и теплотехника: Справочник, т. 4. Под общей редакцией В.А. Григорьева — М: Энергоатомиздат, 1991-493 с.

3. Ключников А.Д. Теплотехническая оптимизация топливных печей. - М.: Энергия, 2007с..

4. Гольдфарб Э.М. Теплотехника металлургических процессов. - М.: Металлургия, 1997с.

5. Щукин А.А. Промышленные печи и газовое хозяйство. - М.: Энергия, 2003.-223 с.

6. Китаев Б.И., Ярошенко Д.Г., Сучков В.Д. Теплообмен в шахтных печах — М.: Металлургия, 2007.-279 с.

7. Адоньев С.М. Испарительное охлаждение металлургических печей. - М.: Металлургия, 1990-465 с.

8. Плотников Л.А. Огнеупоры в чёрной металлургии — М.: Металлургия, 2003-272 с.

б) Дополнительная литература:

1. Марков Б.Л., Ткачук И.В., Учебно-справочное пособие по теплопередаче. М.: Теплотехника, 2008-80 с.

2. Кирсанов А.А. Основы применения безразмерных величин, физическое подобие, физическое подобие, моделирование. - Липецк, ЭГИ, 2000-132 с.

3. Лисиенко В.Г., щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Хрестоматия энергосбережения, 41-2 — М.: Теплотехника, 2006-512 с..

4. Современные нагревательные и термические печи. Справочник. Под редакцией А.Б.

Усачёва, - М.: Металлургия, 2007-387 с.

в) Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

1. Программа «FUTER – расчет тепловых потерь через многослойную футеровку в стационарных и нестационарных условиях» (Разработка кафедры теплофизики ЛГТУ).

2. Программа «KAUPER – тепловой расчет регенератора (доменного воздухонагревателя)»

(Разработка кафедры теплофизики ЛГТУ).

3. Программа «Расчет теплообмена при обтекании пучков труб» (Разработка кафедры теплофизики ЛГТУ).

4. Программа «Расчет материального и теплового балансов сушильного барабана» (Разработка кафедры теплофизики ЛГТУ).

5. Программа «Расчет материального и теплового балансов котлоагрегатов» (Разработка кафедры теплофизики ЛГТУ).

6. Программа «Расчет материального и теплового балансов вращающейся обжиговой печи»

(Разработка кафедры теплофизики ЛГТУ).

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Для успешного проведения занятий по дисциплине «Проблемы энергосбережения в металлургии» вуз располагает необходимой материально-технической базой, обеспечивающей проведение всех видов занятий, предусмотренных данной программой, и соответствующей действующим санитарным и противопожарным правилам и нормам:

специализированными аудиториями для проведения лекционных и практических занятий;

специализированным компьютерным классом для проведения занятий по тестированию;

необходимым программным обеспечением и выходом в Интернет;

научно-технической и методической литературой.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 150400.68 «Металлургия» (квалификация (степень) «магистр»), профиль подготовки «Теплофизические основы конструирования, эксплуатации и автоматизации промышленных печей».

Программа одобрена на заседании кафедры теплофизики