Priemyselná pec je tepelné zariadenie, ktoré využíva teplo spaľovania paliva alebo premenu elektrickej energie na tepelné materiály alebo obrobky v priemyselnej výrobe. Hlavnými komponentmi priemyselných pecí sú: murivo pre priemyselné pece, výfukový systém pre priemyselné pece, predhrievač priemyselnej pece a spaľovacie zariadenie pre priemyselnú pec.
Priemyselné pecné murivo
Funkciou muriva je zabezpečiť, aby priemyselná pec znášala vysoké teplotné zaťaženie počas procesu zahrievania alebo tavenia, znížila tepelné straty, odolávala chemickej korózii a mala určitú štrukturálnu pevnosť na zabezpečenie procesu výmeny tepla v peci.
Murivo pozostáva zo žiaruvzdornej vrstvy a tepelnoizolačnej vrstvy. Aby bola zaistená pevnosť a vzduchotesnosť muriva, na upevnenie muriva na obvode muriva sa používa oceľová konštrukcia (nazýva sa rám pece). Žiaruvzdorná vrstva priamo znáša vysoké teplotné zaťaženie a mechanické nárazy a súčasne znáša chemickú eróziu plynu z pece alebo roztavenej kvapaliny a je väčšinou vyrobená zo štandardných žiaruvzdorných tehál so špecifikovanými rozmermi.
Tehlové spoje muriva sú spravidla navzájom odstupňované a v určitej vzdialenosti ponechávajú dilatačnú škáru vhodnej veľkosti. Chemické zloženie a tepelné vlastnosti žiaruvzdorného bahna na murovanie by mali byť kompatibilné so žiaruvzdornými tehlami a mali by mať vhodnú konzistenciu a plasticitu, aby spĺňali konštrukčné požiadavky.
Vonkajšia strana žiaruvzdornej vrstvy je izolačná vrstva, ktorá sa používa na udržanie izolácie žiaruvzdornej vrstvy na zníženie tepelných strát steny pece a zníženie teploty vonkajšieho povrchu steny pece. Často sa používajú štandardné izolačné tehly s nízkou hustotou a nízkou tepelnou vodivosťou alebo vláknité materiály ako bavlna a plsť. zloženie.
Priemyselný pecný výfukový systém
Priemyselný dymový výfukový systém je systém, ktorý používa komíny alebo mechanické zariadenia na odsávanie spalín v komore pece priemyselných pecí von z pece. Zaistenie hladkého odvodu spalín je dôležitou podmienkou pre bežné používanie priemyselných pecí. Keď nie je odvod spalín hladký, tlak v peci sa zvýši a z medzier okolo pece bude unikať veľké množstvo spalín, čo zvýši tepelné straty pece a ovplyvní rovnomerné rozloženie prúdenia vzduchu v peci. Znížte rovnomernosť teploty v peci a zhoršte prevádzkové prostredie.
Systém odsávania dymu sa skladá zo zariadenia na odsávanie dymu, ktoré generuje sanie, a dymovodu, ktorý spaliny odvádza. K bežne používaným zariadeniam na odsávanie dymu patria komíny, ventilátory s indukovaným ťahom alebo prúdové potrubia.
Odvod komína je založený na vztlaku generovanom hustotou horúceho dymu prúdiaceho do komína, ktorý je menší ako hustota vzduchu mimo komína, aby sa prekonal odpor dymovodu. Spaliny môžu byť tiež odvádzané indukovaným ventilátorom alebo je v určitej časti dymového výfukového systému inštalované prúdové potrubie na odvádzanie spalín podtlakom generovaným vysokorýchlostným prúdovým plynom. Odvod komína nespotrebováva energiu a teplota výfukových plynov nie je obmedzená. Keď je odpor voči výfuku dymu veľmi veľký a priemyselná pec pracuje prerušovane, na odvod dymu je možné použiť indukovaný ťahový ventilátor alebo prúdové potrubie. Tryskové potrubie je vhodné na odstraňovanie vysokoteplotných spalín; indukovaný ťahový ventilátor je vhodný na odstraňovanie nízkoteplotných spalín.
Komíny sa delia na murované, betónové a oceľové. Existujú dva druhy dymovodu: podzemný a horný. Podzemný dymovod je väčšinou z tehál a stropný dymovod by mal byť vyrobený z oceľového plechu obloženého žiaruvzdornými materiálmi.
Aby sa znížilo znečistenie spalín v životnom prostredí alebo aby sa do spalín nainštaloval predhrievač na úsporu energie, je potrebné zvýšiť výšku komína a zvýšiť prietok spalín na výstupe z komína, aby sa vyššia ako miestna maximálna rýchlosť vetra alebo najmenej 3 metre za sekundu, aby sa zabránilo šíreniu škodlivých plynov a dymu v spalinách na zem.
Priemyselný predhrievač pecí
Zariadenie, ktoré využíva odpadové teplo spalín odvádzaných z priemyselnej pece na ohrev spaľovacieho vzduchu a plynového paliva. Po inštalácii predhrievača na priemyselnú pec je možné v dôsledku spätného získavania tepla ušetriť palivo a teplotu pece je možné ľahko zvýšiť, aby sa rýchlosť ohrevu urýchlila. Predhrievače priemyselných pecí sú rozdelené do dvoch typov: typ výmeny tepla a typ akumulácie tepla.
1. Predhrievač výmeny tepla
Predhrievače tepla sú rozdelené do dvoch typov: kovové predhrievače a keramické predhrievače. Všetci používajú odpadové teplo spalín odvádzaných z pece na ohrievanie steny predhrievača výmenou tepla sálaním a konvekčnou výmenou tepla a potom ohrievajú vzduch alebo plyn prúdiaci druhou stranou steny rovnakým spôsobom, tj. , predhriať.
Stena kovového predhrievača má veľkú tepelnú vodivosť, stena môže byť veľmi tenká a vzduchotesnosť je dobrá. Dokáže predhriať vzduch na približne 600 ° C. Jedná sa o široko používaný predhrievač. Tepelná vodivosť steny keramického predhrievača je malá, ale odoláva vyššej teplote spalín a môže tiež predhriať vzduch na približne 600 ° C.
Začiatkom 20. rokov minulého storočia sa v priemyselných peciach väčšinou používali liatinové rúrkové alebo ihlovité predhrievače. Po štyridsiatych rokoch minulého storočia sa väčšinou používali rúrkové predhrievače, valcové sálavé predhrievače, prúdové predhrievače a liatinové bloky z ocele. Existujú blokové predhrievače pre oceľové rúry a tak ďalej.
Režimy prúdenia spalín a vzduchu v predhrievači sú rozdelené do troch typov: dopredný tok, protiprúd a krížový tok. Z hľadiska zlepšenia výkonu prenosu tepla je lepšie použiť protiprúdovú metódu na dosiahnutie vyššej teploty predhrievania; z hľadiska zníženia teploty steny a zvýšenia životnosti predhrievača je lepšie prijať následnú metódu; Medzi dolným a horným tokom. Tryskový predhrievač má jedinečný režim prietoku. Predhriaty plyn je prúdený z malých otvorov husto usporiadaných na vnútornej trubici vysokou rýchlosťou, aby sa prepláchol povrch výmeny tepla vonkajšej trubice a aby vrstva ohraničujúca tekutinu mala turbulentné vlastnosti, čím sa vytvorí silná výmena tepla. .
Regeneračný predhrievač
Regeneračný predhrievač je regeneračná komora, čo je teleso z kockovanej tehly vyrobené zo žiaruvzdorných tehál. Aby sa umožnilo kontinuálne predhrievanie vzduchu, musí byť pec vybavená dvoma regenerátormi, ktoré sú vždy v pracovnom stave s akumuláciou tepla alebo s predhrievaním.
Proces prenosu tepla je: spaliny sa zavádzajú do regenerátora, časť tepla spalín je absorbovaná kontrolnými tehlami (skladovanie tepla), po 10-30 minútach sa spaliny automaticky prerušia reverzáciou. zariadenie a namiesto neho sa zavádza vzduch. Zásobník tepla tehlového telesa ohrieva vzduch (predhriatie); tiež po 10 až 30 minútach sa vzduch preruší a potom sa zavedú spaliny. Toto je cyklus cúvania. Regenerátor použitý v ohrievacej peci môže predhriať vzduch na 600-700 ° C a má dlhú životnosť.
Priemyselné spaľovacie zariadenie
Zariadenie používané na realizáciu procesu spaľovania paliva v priemyselnej peci, ktorá používa palivo ako zdroj tepla. Podľa požiadaviek na vykurovanie plameňovej pece by rôzne spaľovacie zariadenia mali zabezpečiť:
① Zaistite úplné spaľovanie paliva za špecifikovaných podmienok tepelného zaťaženia;
CombustionSpalovací proces je stabilný a môže nepretržite dodávať teplo do pece;
DirectionSmer plameňa, tvar, tuhosť a roztierateľnosť spĺňajú požiadavky typu pece a procesu zahrievania;
④Jednoduchá štruktúra, jednoduché použitie a údržba.
Proces spaľovania rôznych palív je odlišný, takže aj štruktúra spaľovacieho zariadenia je odlišná. Spaľovacie zariadenia môžeme rozdeliť na niekoľko typov plynných, kvapalných a tuhých palív.
1. Zariadenie na spaľovanie plynového paliva
Obvykle sa nazýva horák, jeho hlavnou funkciou je posielať plyn a vzduch do pece na spaľovanie (tiež spaľované vo vnútri horáka) podľa určitého pomeru a určitých podmienok miešania a spĺňať požiadavky na plameň ohrevu pece. Podľa situácie miešania plynu a vzduchu v horáku je rozdelený na plameňový a bezplameňový horák.
Charakteristické pre plameňový horák je, že plyn a vzduch sa v horáku nemiešajú alebo sa miešajú iba čiastočne, a potom sa spaľujú, pričom sa miešajú po rozprašovaní do pece, takže plameň je dlhší a má jasný obrys. Pri použití plameňového horáka je hlavným prostriedkom na zintenzívnenie horenia a usporiadanie plameňov zmena podmienok miešania plynu a vzduchu, ako je rozdelenie plynu a vzduchu na mnoho malých prúdov, čím sa prúd plynu a prúd vzduchu prelínajú pod určitým uhlom. alebo pomocou vírivého zariadenia Podporujte prúdenie vzduchu na urýchlenie miešania atď. Na obrázku 1 je plynový horák s jednou rúrkou.
Jednorúrkový plynový horák
Charakteristikou bezplameňového horáka je, že plyn a vzduch sú vo vnútri horáka rovnomerne zmiešané a môžu byť spálené bezprostredne po vystreknutí z horáka. Plameň je veľmi krátky a nie je viditeľný žiadny obrys plameňa. Bezplameňový horák bežne používaný v priemyselných peciach je prúdový horák, ktorý prúdovým efektom plynu nasáva požadovaný spaľovací vzduch priamo z atmosféry, rovnomerne ho mieša v miešacej trubici a potom vstupuje do spaľovacieho kanála zo žiaruvzdorných materiálov. Dokončite spaľovaciu reakciu.
Začiatkom šesťdesiatych rokov minulého storočia sa za účelom uspokojenia potrieb nových vykurovacích procesov objavili vysokorýchlostné horáky s rýchlosťou výstupu plynu viac ako 100 m/s, ploché plameňové horáky s diskovými plameňmi, horáky a predhrievače a výstupy výfukových plynov. postupne. Dymové zariadenie predstavuje integrálny predhrievací horák. Aby sa znížilo znečistenie škodlivým plynom NOX v životnom prostredí, boli tiež vyvinuté rôzne nové typy spaľovacích zariadení, ako sú napríklad horáky s nízkym obsahom oxidu dusíka.
2. Zariadenie na spaľovanie kvapalného paliva
Obvykle sa nazýva mazacia vsuvka alebo dýza. Vykurovací olej je potrebné atomizovať a potom spáliť. Palivová dýza by preto mala mať okrem základného výkonu všeobecného spaľovacieho zariadenia aj dobrú atomizačnú schopnosť, ktorá zabezpečí úplné spálenie paliva. Podľa metódy atomizácie je možné trysky rozdeliť na nízkotlakové, vysokotlakové, mechanické a tryskové dýzy. Medzi nimi sú široko používané nízkotlakové a vysokotlakové dýzy.
Nízkotlaková tryska používa ako atomizačné médium všetok vzduch podporujúci spaľovanie a atomizuje olej hybnosťou prúdu vzduchu. Veľkosť atomizačných častíc je 80 až 100 mikrónov, tlak vzduchu je spravidla 2940 až 7840 Pa a plameň počas spaľovania je spravidla 600 až 1400 mm.
Vysokotlaková tryska používa ako rozprašovacie médium paru alebo stlačený vzduch a tlak je vo všeobecnosti taký vysoký (3 × 12) × 105 Pa. Pretože tlak rozprašovacieho média je vysoký, rýchlosť vyhadzovania môže dosiahnuť alebo prekročiť rýchlosť zvuku, takže atomizačná kapacita vysokotlakovej dýzy je nižšia ako kapacita nízkeho tlaku. Olejová tryska je silná a veľkosť atomizovaných častíc môže dosiahnuť 20-30 mikrónov, ale musí mať kanál na dopravu spaľovacieho vzduchu a zodpovedajúce zariadenia na vedenie prúdu vzduchu.
3. Zariadenie na spaľovanie tuhého paliva
V priemyselných peciach, ktoré používajú tuhé palivá, sa bežne používa metóda spaľovania kusovým uhlím a metóda prúdového spaľovania práškovým uhlím. Spaľovacie zariadenie využívajúce spôsob spaľovania vo vrstvách s kusovým uhlím sa označuje ako spaľovacia komora, ktorá je rozdelená na spaľovaciu komoru na umelé uhlie a mechanickú spaľovaciu komoru. Kusové uhlie sa na rošt ukladá ručne alebo mechanicky a vzduch podporujúci spaľovanie prechádza uhoľným slojom zospodu roštu zdola nahor, aby sa dokončila spaľovacia reakcia. Mechanická uhoľná spaľovacia komora piestového roštu.