1.3. Теплоутилізаційні пристрої системи димовидалення.

Продукти згоряння через димопади в торцях секцій потрапляють в димозбірник ділянки регулювання розташований під піччю. З димосборника ділянок зони витримки продукти згоряння по боровам, а ділянок зони нагріву через рекуператори надходять до загальний борів печі, звідки викидаються через димову трубу висотою 80 м в атмосферу.В димовому тракті зони нагріву встановлені трубчасті рекуператори, де повітря горіння підігрівається до 350 ° С .

У боровах зони нагріву кожної ділянки регулювання (3 ділянки) встановлений двухходовий (по повітрю) металевий рекуператор з петлеподібними патрубками.

Кількість рекуператорів на піч - 3 шт.;

Матеріал труб-сталь Х25Т (за проектом);

Поверхня нагріву рекуператора - 89 * 4,5 мм;

Кількість труб в рекуператорі-99 штук;

Температура підігріву повітря - 280-330 ° С;

Температура диму перед рекуператором - 800-880 ° С;

Температура диму після рекуператором - 320-500 ° С;

Максимальна температура диму перед рекуператором до 1000 ° С, при температурі вище 1000 ° С включається вентилятор для розбавлення продуктів згоряння перед рекуператором.

Рекуператор працює за схемою перехресно-противоточній. Матеріал рами рекуператора Сr-21-40.Для ущільнення рама рекуператора заповнюється.

1.4.Особливості теплової роботи секційної печі.

Швидкісний нагрів дає збільшення виробництва за рахунок скорочення тривалості нагріву, підвищує якість продукції, зменшує втрати металу з окалиною, знижує обезуглероживание поверхні ме талу і в цілому підвищує економічність роботи на нагрівальних пристроїв.

Всі секційні печі принципово однакові за конструкцією і відрізняються лише деякими деталями в залежності від умов роботи і призначення. Нагрівальний круглий метал переміщається за допомогою роликів,які розміщенні під кутом, що забезпечує безперервне обертання заготовок навколо поздовжньої осі і рівномірний нагрів по периметру.

Секції мають в поперечному перерізі форму кола, еліпса, багатогранника. Кількість секцій в печі визначається її продуктивністю і розмірами заготовки. Пальники встановлюються на бічних стінках секцій. Продукти згоряння із секцій за спеціальними димоходів видаляються вгору або вниз. Для зниження температури диму встановлюються рекуператори, число, тип і розташування яких залежить від конструкції печі і розташування її в цеху. У нижній частині секцій передбачаються спеціальні вікна для періодичного або безперервного видалення окалини.Тепловий режим секційних печей характеризується нерівномірний вим розподілом навантажень по довжині печі. Максимальна кількість тепла поглинається металом у перших секціях по ходу металу. По мірі нагрівання металу витрата палива для підтримки постійної температури по довжині печі знижується. Відповідно до цього в перших секціях печі спостерігається максимальна раз ність температур печі і поверхні металу, тобто забезпечується інтенсивний нагрів. Піч працює з високим К. П. Д. У цих секціях найбільш низька температура відхідних газів. В останіх секціях печі, де метал нагрітий до кінцевої температури, паливо витрачається тільки на підтримку в секціях необхідних температур, на заповнення теплових втрат. Різниця між температурою печі і температурою поверхні металу в останніх зонах мінімальна, а вихідні гази мають максимальну температуру. Таким чином, по довжині печі спостерігається безперервна зміна режимних параметрів: витрата палива і різниця температури печі і поверхні знижуються, а температура вихідних газів і металу підвищуються.

Температура в тамбурах на 100-150 ° С нижче, ніж в поруч розположених секціях, що необхідно враховувати при розрахунках. Практична доцільність піднімати цю температуру шляхом допалювання в тамбурах частини газів не підтверджена економічним аналізом. Треба показати, що додаткова витрата палива компенсується ефектом від вирівнювання температур в секціях та тамбурах.

Кількість тепла, поданого в піч, істотно залежить від того, який перепад температур по перетину нагріває мого металу можна допустити в кінці нагрівання. При збільшенні допустимого перепаду температур по перетину на 10 ° С час нагріву скорочується на 14%, а при збільшенні перепаду на 20 ° С - на 33%. Питання про допустиму різницю температур в металі до теперішнього часу не вирішено і в кожному випадку цей перепад підбирають дослідним шляхом. Вирівнювання же температур по перетину відбувається досить швидко.

Допустимий перепад температур по перетину металу в кінці нагріву безпосередньо впливає і на вибір оптимального режиму нагріву. Зокрема, при збільшенні допустимого перепаду максимальне значення теплового навантаження переміщається до кінця печі, що має привести не тільки до зниження витрат палива, але і до зменшення окалинообразования, оскільки метал менший час знаходиться при температурі вище 600 ° С .

Тепловий режим секційних печей, як і печей інших типів, істотно залежить від режиму тиску в секціях і від організації спалювання палива. При нерегульованої тязі спостерігається істотне підсмоктування холодного повітря в секції через нещільності або вибивання гарячих продуктів згоряння в приміщення цеху, що призводить до перевитрати палива і збільшенню окалінообразовання.

При швидкісному нагріванні металу значна кількість тепла (до 70% я вище) втрачається з видхідними газами. Використання цього тепла і повернення його назад в піч є однією з головних завдань у справі вдосконалення теплової роботи секційних печей і зниження витрат палива. У печах для нагріву труб під термообробку це завдання практично вирішена, а в печах для нагріву заготовок використовується лише частина тепла відхідних газів в котлах-утилізаторах, при цьому витрата палива не снижається.

Значна кількість тепла, що вводиться в секції, втрачається з водою, що йде на охолодження роликів та інших елементів секцій. Це тепло порівнянно з теплом на нагрів металу, а в печах для нагріву труб ця втрата значно менше. Існують різні думки про те, від якого джерела ролик отримує тепло. Абсолютна і відносна втрати тепла з водою на охолодження роликів по довжині печі зростають внаслідок збільшен ня температур в секціях і металу і зниження теплового навантаження. Крім того, в останніх секціях ролики зазвичай розташовані частіше, що призводить до додаткової втрати тепла з водою на їх охолодження.

Втрати від хімічної неповноти згоряння палива в секційних печах зазвичай відсутні. Однак в двопровідних пальниках, коли практично неможливо рівномірний розподіл газу і повітря по окремих пальниках, у вихідних газах може з'явитися значний хімічний недопал, причому незгоріле паливо інтенсивно догорає в димоходах за рахунок недопрацьованого для горіння повітря (в інших секціях і за рахунок присосів холодного повітря). Особливо це відбувається при різкій зміні теплового режиму.

Тепло, що втрачається через кладку, складає в секційних печах невелику величину - до 2%. По довжині печі ці втрати зростають, досягаючи в останніх секціях, що працюють в умовах, близьких до холостого ходу, значної величини.

Втрати тепла з вибиванням газів і з випромінюванням із секцій че ¬ рез наявні на печах вікна при складанні теплового балансу зазвичай відносять до іншим втрат. У секційних печах при нали ¬ ності великого числа сполук питання про ущільнення має біль ¬ шое значення не тільки з точки зору економії палива, а також для зменшення розпалу кладки.

Для прискорення нагрівання металу необхідно ефективно організувати передачу тепла від розпечених пічних газів до нагреваемомуметалу, щоб мати високий сумарний коефіцієнт теплопередачі та низьку питому витрату палива на нагрів металу.

Швидкості нагріву в існуючих печах лімітуються зовнішнім теплообміном. Для тонких тіл це не вимагає доказів. Швидкий нагрів масивних тіл (d> 150 мм), як зазначалося вище, можна отримати шляхом миттєвого підвищення температури поверхні тіла до кінцевої величини з подальшим вирівнюванням температури по перетину, яке відбувається швидко внаслідок високої теплопровідності сталі.

Інтенсифікація теплообміну в печах досягається за рахунок всестороннього обігріву вироби, збільшуючи цим поверхню теплосприйняття, а також за рахунок інтенсивного омивання їх продуктами згоряння.

При розрахунку теплообміну зазвичай користуються спрощеннями. Раніше віддавалася перевага розрахунками за законом Ньютона, останнім часом набули поширення розрахунки за законом Стефана - Больцмана із застосуванням графіків, таблиць, номограм, отриманих емпіричним шляхом.

У печах швидкісного нагріву з невеликими розмірами робочого простору і значними швидкостями руху газів частка тепла, переданого конвекцією, велика перевипромінюванням.

Збільшення тепловіддачі конвекцією до нагріваємого металу і до кладки, є суттєвим резервом зниження витрати топлива в секційних печах,і залежить як від умов введення і руху газу в секціях, так і від аеродинаміки факела , і від взаємного розміщення металу і факела в робочій камері.

Зниження теплових потоків на метал випромінюванням від газу , проходить головним чином за рахунок малої ступені чорноти газового шару. При цьому зростає тепловіддача випромінюванням від кладки на метал. Теплообмін у секціях істотно залежить від аеродинаміки руху продуктів згоряння. При цьому особливе значення має правильний вибір числа і місця розташування пальників. В теперішній час на більшості секційних печей продукти згоряння з пальників направляються тангенціально до кладки з одного або з двох сторін, тобто досить інтенсивно нагрівається кладка, яка перевипромінює тепло на метал. У цьому випадку продуктивність печей, як правило, обмежується стійкістю вогнетривкої кладки.

Температура кладки не завжди визначає умови роботи печі. Змінюючи температуру і ступінь чорноти газів, можна значно підсилити тепловий потік на метал при постійній температурі кладки.

У печах для термообробки труб широко застосовується направленя продуктів згоряння безпосередньо на нагрівальний метал, що дозволяє інтенсифікувати тепловіддачу конвекцією і полегшити умови служби вогнетривкої кладки. Такий спосіб нагріву трубних заготовок перед прошивкою вимагає експериментальної перевірки та розробки заходів , щодо недопущення перегріву, пережогу металу при короткочасних зупинках у печі. Крім того, радіальне розташування пальників на печах з двох і більше струмків рухом заготовок вимагає розміщення пальників з двох сторін печі, що створює певні незручності при експлуатації.

М. М. Ефрос у своїх роботах пропонує інтенсифікувати непрямий теплообмін шляхом спалювання палива на поверхні кладки, однак експериментальна перевірка поверхневого спалюваня газу в секційних печах до теперішнього часу не проведена.

При великому числі рознімних з'єднань в секційних печах необхідно особливу увагу приділяти режиму тиску в робочому просторі печі і печі повинні обладнуватися надійними пристроями регулювання тяги.

При роботі про позитивним тиском на стінках камери на осі секції через обертового руху продуктів згоряння в секціях можуть виникнути розрідження і підсосі холодного повітря з тамбурів, що призводить до зниження теплоотдачі до металу. Через нещільності в кладці і через місця з’єднання секцій з тамбурами відбувається вибивання продуктів згоряння, що призводить до втрат тепла, а головне - до розпалу кладки і каркаса і до підвищення температури в печі.