Выбор и установка газогорелочных устройств на промышленных печах в строительной индустрии.
Технологический процесс (нагрев материала, плавление шихты, обжиг изделий и др.) осуществляется в рабочем пространстве печи. Материал располагается непосредственно на поду. У плавильных печей под имеет форму ванны, а у нагревательных и обжиговых – форму плоскости. У тоннельных печей обрабатываемый материал располагается на футерованных вагонетках. Форма
рабочего пространства в основном определяется назначением печи и технологией
процесса. Рабочее пространство может иметь форму камеры, коридора, тоннеля, шахты и др. Стенки печи выполняют из огнеупорных и теплоизоляционных материалов.
По конструктивным схемам печи делятся на: камерные, тоннельные, вращающиеся барабанные, кольцевые, шахтные, ванные и с кипящим слоем.
По энергетическим характеристикам печи делятся на:
а) высокотемпературные (t>1000°С), у которых преобладает теплопередача лучеиспусканием;
б) среднетемпературные (650°С≤t<1000°С), у которых кроме лучистого теплообмена существенное значение имеет конвективный теплообмен;
в) низкотемпературные (t<650°С), у которых преобладает конвективный теплообмен.
Характер и интенсивность теплообмена в основном определяются организацией процесса сжигания газа и движением продуктов горения в рабочем пространстве печи. Процесс сжигания газа в наибольшей степени зависит от применяемых газовых горелок, их числа и размещения, а движение продуктов горения – от динамических свойств струй в пламени, поступающих в топку, а также от формы рабочего пространства печи. Выбирать газогорелочные устройства и динамические характеристики потоков следует так, чтобы обеспечить наилучшее (с технологической точки зрения) течение процесса теплообмена.
Камерные печи нашли широкое применение для нагрева стальных заготовок перед ковкой и штамповкой, а также для термической обработки металла и изделий. Рабочее пространство печи представляет собой камеру, в большинстве случаев имеющую форму параллелепипеда. Выбранные горелки и их расположение должны обеспечить равномерный нагрев изделий, которые кладутся на под печи. Газообразное топливо – сжиженное предварительного смешения. Если печи не оборудованы рекуператорами, то целесообразно на них устанавливать эжекционные горелки. На малых печах можно устанавливать одну горелку, а на больших – несколько. Располагать горелки на печи следует так, чтобы они создавали циркуляцию продуктов горения, обеспечивая тем самым равномерное поле температур в рабочем пространстве печи. Эжекционные горелки не требуют вентиляторного дутья, что является их существенным достоинством. Если печи оборудованы рекуператорами, то устанавливают горелки с вентиляторным дутьём. Эжекционные горелки при работе на среднем давлении газа не могут создать разрежение, достаточное для преодоления аэродинамического сопротивления рекуператоров.
В настоящее время значительное распространение получил косвенный нагрев изделий в камерных печах с помощью плоскопламенных горелок. Оптимальным расположением плоскопламенных горелок является установка их в своде печи. Холодная газовоздушная смесь, поступающая из горелки в тоннель оводового камня, загорается при выходе её из горелочного камня на поверхность свода. Под действием центробежных сил она растекается веером по поверхности кладки, образуя разомкнутый факел. При этом свод превращается в высокотемпературный излучатель. Лучистый поток свода направлен прямо на лежащие на поду изделия, обеспечивая эффективный «сводовый нагрев». Расстояние между сводом и изделиями может быть всего 450…..500 мм. На рис. 1 показана камерная печь со сводовым нагревом заготовок с помощью плоскопламенной горелки. Такое газооборудование печи повышает общий коэффициент теплопередачи на металл, так как степень черноты свода существенно больше, чем степень черноты продуктов горения.
Высокая тепловая эффективность плоскопламенных горелок позволяет уменьшить рабочее пространство печи, сократить время нагрева заготовок, а также время разогрева и холостого хода печи, что в итоге повышает производительность печи и уменьшает расход топлива. Как показали исследования и опыт применения сводового нагрева с помощью плоскопламенных горелок, этот способ является прогрессивным, сокращает расход «полива» на 25…30% и время нагрева заготовок примерно в 2 раза.
Рис. 1. Печь нагревательная камерная с размерами пода 1,04×0,93м