Промышленные печи

Промышленные печи

• Классификация печей и режимы их работы промышленные печи используют химическую энергию в качестве источника тепла! Топливо, нагревательный материал или электрический Энергия. в операторе psch-tsplog тепло выделяется в нагреваемом материале вследствие экзотермической химической реакции или ее причины. Он электрический energy. In в теплообменной печи тепло, выделяемое снаружи материала, передается материалу в рабочем пространстве печи.

Внешняя теплопередача между материалами Теплоноситель теплообменной печи является либо лучистым (режим излучения), либо конвективным (режим конвекции).Печи топливные, теплообменники химические Топливная печь-теплообменник в радиационном режиме Практически все печи для плавки, а также большинство печей для нагрева являются теплообменниками, которые используются для нагрева металла перед давлением и термообработкой.

Энергия топлива (твердого, жидкого или газового) преобразуется в тепло при сжигании в печи в печи. Людмила Фирмаль

Его можно использовать как a … подробнее в Печах — теплообменниках со слоистым режимом работы происходит нагрев и плавление сыпучих материалов. Материал(обычно вертикальный) в таких печах、 Том, и горячие газы проходят между своим parts. In в этом случае невозможно разделить процессы теплопередачи посредством излучения и конвекции. Теплообменник в печи Она меняется как во времени, так и в длине печи. Теплообменник puski-hero, температура которого изменяется со временем, называется печью периодического действия или камерной печью.

У них есть Практически одинаковая температура во всем рабочем пространстве. Теплообменная печь с постоянной температурой называется непрерывной печью. Плита. Непрерывная работа, при которой температура изменяется по длине печи, называется методикой. Они предназначены для обработки продуктов, которые перемещаются по дну печи. Различная температурная зависимость! И от самого процесса.

Электрические печи классифицируют по способу преобразования электрической энергии в тепловую. Отличить Электронно-лучевые, дуговые, индукционные и резистивные электропечи. Шахта, тоннель, тигель, муфель, трубчатый、 Роторный, ванны и так далее. Печи, непромышленные печи-совокупность устройств, предназначенных для нагрева материалов, или Товары. Рис. 3.23.Круг печи тенлообмшнснка игольчатая схема: / — кружево. 2-Рабочий объем. 3-регенератор. 4-соисполнителей. 5 выхлоп дыма; 6 производительность вентилятора или .

Мощность, удельный расход тепла на 1 кг продукта печи, КПД. Топливная ночь-это нагрев, сушка, Химическая технология(производство соды, аммиака, фосфора и др.). Промышленная печь-это сложный агрегат, состоящий из самой печи (зоны технологического процесса), вспомогательного оборудования и оборудования, в том числе печи. Оборудование (в топливных плитах), электроды, резисторы (в электроплитах), оборудование утилизации тепла дымовых газов (регенераторы, котлы-утилизаторы), вентиляторы.

Дымососы, устройства и арматура для управления гидравлическим режимом печи, погрузочно-разгрузочные механизмы материалов, контрольно-измерительная аппаратура. Фигура 3.23-схема топливной печи-теплообменника, оснащенной регенератором 3 и котлом-утилизатором 4.Регулятор 3 используется для нагрева воздуха, поступающего в печь движением. Тепло от выхлопных газов. Это делает температуру процесса выше, а сжатие топлива более эффективным. Производительность промышленной печи Это термальная печь топлива с расходом топлива, передачей испепеляющего тепла mode. In в топливных печах с рабочими температурами, превышающими 800-900 к, преобладает теплопередача Излучение.

Мартеновская печь (рис. 3.24), расплавленный чугун (50-75%), лом черных металлов (50-25%) и Известняк (4-7%). в рабочем пространстве печи температура составляет 1900-2100 к. на передней стенке печи имеется окно для загрузки шихты, а на задней стенке имеется отверстие Выпуск металла и выгрузка шлака. Очаг F * * c. 3.24.Схема мартеновского ичм: / — рабочее пространство: 2-головка. 。？ — Шлак; 4-регенератор рис. 3.25. Схема Pnnelmoy Печь: отливка J-ia1revasmys. 2-вагонетка; 3-горелка, 4-рельс печи работает с газом и топливом используя кислород отнесенный к печи, увеличивает процесс.

Она осуществляется системой поперечных устройств, реверсивных с периодически меняющимися направлениями движения газов и воздуха. Регенератор 4 печи заполнен соплом из кирпича. После того, как он устроен в решетке, которая аккумулирует тепло продуктов сгорания и понижает его температуру с 1800-1900 до 950-1000 К, это тепло отдается воздуху и нагревается. 1500-1550К. используя нагревательную печь с радиационным режимом теплопередачи, нагревают детали и заготовки до температуры 1000-1500 К перед последующей обработкой.

Самым простым является камерная печь периодического действия operation. To нагревают тяжелый слиток, в камерной печи со скользящим подом находится used. In конвейерная печь, движущиеся части Он выполняется с помощью конвейерной ленты, цепи или толкателя. Их удельный расход тепла составляет от 2 до 3,5 МДЖ / kg. To нагревают тяжелые отливки, используют туннельную печь(рисунок 3.25), это длинная(до 80 м) рабочая комната. Вдоль нее по размещенным там рельсам 4 движется тележка 2 с нагретыми отливками. Установлено горелочное устройство 3 является Боковые стенки печи.

Топливная печь с конвективным теплопередачей. Низкотемпературные печи для ванной комнаты с отпуском и термообработкой, сушкой и обработкой деталей При температурах до 800 К преобладает конвективный теплообмен. Из-за низкой температуры рабочего пространства топливо сжигается вне рабочего пространства пульта дистанционного управления furnace. In ванная комната В печи расплавляются соли (NaNO₃, KNO₃, NaCN, KCN и др.) используются в качестве рабочей среды, при этом их теплопроводность выше, но они более однородны по сравнению с газами «.

Распределение по температурам для того чтобы снабдить высокое единообразие звук ar продукта. Высокая скорость обеспечивается большим коэффициентом теплопередачи от жидкости к металлу. Отопление в ванной комнате. Конструкция банной печи (рис.3.26) определяется условиями нагрева Тигля, изготовленного из жаропрочной стали. Тигель нагревается с помощью горелки. 3.26.Схема печи в ванной комнате: / −1 от YATSIA. 2-камера сгорания, 3-горелка, 4-дымовой канал. 5-сливные отверстия 3 или сопла, расположенные по касательной в камере сгорания.

Топливная печь в слое mode. In в печи ламинарного режима обрабатываемый материал размещается по всему рабочему пространству шахты, причем при высоких температурах(основных Навстречу падающим предметам. Есть 3 типа режима слоя: плотный (фильтрующий) слой сыпучего материала (шахтная печь): размягчение, интенсивное перемешивание Слой зернистого материала (печь с псевдоожиженным слоем); с суспензией мелкоизмельченного порошкообразного материала. Наиболее распространены шахтные печи в металлургии .

Доменные печи и купола. Доменная печь (рис. 3.27), предназначенная для выплавки чугуна из железной руды, представляет собой высокую (до 35 м) шахту с внутренним (круговым сечением) 2. Некоторые из них облицованы огнеупорными материалами. Сверху в шахту непрерывно заливают шихту, состоящую из кокса и агломератов (спеченный продукт дробленой железной руды и флюса). Отсюда же выгружается доменный газ. Тепло, выделяемое при сгорании Кокса, расходуется на плавление шихты и формирование полученного чугуна и лонжерона.

Периодически, через каждые 2-2, 5 часа, через специальную чугунную выемку Б на дне печи, в печи 7.Воздух, вдуваемый в доменную печь, предварительно нагревается. Неактивные воздухонагреватели до 1300-1550 к. давление газа в печи достигает 0,3-0,5 МПа. Температура фурменной зоны составляет 2100-2300 К, а температура Чугунные печи стоят 1750-1800 к. расход 1 тонны 550-600 кг кокса на один чугун обеспечит тепловой КПД печи от 42 до 45%.Доменная печь производит доменный газ 1600-19 (х) м3/ т. Теплотворная способность 3,8-4,2 кДж / м3.3. 27 для экономии редкого Кокса.

Схема доменной печи:/ — верх; 2-шахта; 3-пар; 4-плечо; 5-слаглетка; 6- Чугун-это свет. 7-и ОРИ; 8-вдувание природного газа или мазута в воздушную фурму в топке доменной печи с использованием кислорода для интенсификации процесса горения. Купол Доменная печь разливки чугуна и Чу(отскок лома. Переплав с помощью чугуна, лома, флюса и коксовой шихты) загружается в футеровочный ствол (диаметром до 2 м)в виде куска. Сбой с загрузочным окном. Давление воздуха от 2 до 10 кПа вдувается в нижнюю часть вала через фурму.

Полученный продукт сгорания поднимется и отдаст тепло заряду. Расплавленное железо стекает в копилку, из которой его регулярно выпускают или continuously. In современные купола, чтобы продлить срок службы облицовки, вода снаружи Cooling. To для ускорения процесса воздух нагревается до 750 К в теплообменнике, который нагревается индивидуально. Расход кокса в вагранке значительно меньше, чем в доменной печи Печь.

Шахтные печи предназначены для сжигания материалов (железной руды, известняка и др.) и делятся на объемные и внешние furnaces. In печи насыпные твердые Материал монтируется на кусковом топливе (Кокс, антрацит).Конструкция этих печей напоминает конструкцию доменной печи или вагранки. Разница в том, что ниже Часть вала представляет собой механическое устройство для заряжания стреляного products. In кроме того, воздух проходит не через фурму, а через решетку разделки device. My Печи с внешней топкой используются для сжигания относительно плавких материалов, а продукты сгорания достигают центральной части шахты из печи.

Нижней части вала、 Заполняя печь помогает охладить испеченное product. To для этого через него проходит определенное количество воздуха. Печь кипящего слоя для обжига и сушки гранул Материал выполняет и константу и переменную в разделе высоты. Высота псевдоожиженного слоя достигает 1 м, а давление воздуха перед печью достигает 10-12 кПа. Нагревательная печь. Среди нагревательных печей имеются конвертеры для производства стали из жидкого чугуна и железного лома(20-25%) путем окисления элементов C, Si, Mn, P, S до предела Соответствует составу стали.

Окисление примесей сопровождается достаточным количеством тепла закалки, чтобы нагреть сталь до заданной температуры. Окисление Выдувание жидкого чугуна воздухом (процесс Бессемера) или кислородом (процесс кислородного конвертера).Из-за низкого качества выплавляемого металла и особых требований Состав чугунного конвертера с воздушным дутьем практически заменен кислородом. Кислородный преобразователь (рис. 3.28) с корпусом / днищем диаметром до 8 м 4, футерованный Огнеупорный кирпич, упорный подшипник 2, станина 5, поворотный механизм 3.

• Это позволяет преобразователю поворачиваться на любой угол вокруг горизонтальной оси. Продувка кислородом. I-образная горловина конвертера изготавливается через специальный водоохлаждаемый dashmallance introduced. At на кончике копья имеется несколько (3-4) сопел Лаваля диаметром 30-50 мм.、 Скорость струи несколько Ма; 1-1. 4 МПа 2 при давлении кислорода. Стружку устанавливают на высоте 1-2 м от высоты ванны. Продолжительность продувки составляет 20-25 минут. Газ.

Температура конвертера составляет около 2000к, состоящего из 90% CO и 10% CO₂, а теплота сгорания составляет от 10 до 12 МДЖ /м3.Преимуществом преобразователя является высокая Производительность без расхода топлива, недостатком является невозможность использования большого количества лома на charge. In печи топлива химической промышленности используемые внутри При производстве определенных продуктов часто происходят химические процессы, сопровождающиеся выделением или поглощением тепла.

Основным недостатком таких печей является высокая стоимость электроэнергии по сравнению со стоимостью топлива. Требования к теплопередаче рабочего пространства. Людмила Фирмаль

Таким образом, промышленный процесс получения фосфора является Высокотемпературная печь (1600-1800 K), Ca₃ (PO₄)2+ +3SiO₂+5С — >в реакции восстановления природного фосфата и углерода в присутствии диоксида кремния 3CaSiO₃+ + 5CO +P₂-1382 кДж. При горении пирита протекает экзотермическая реакция 4fes2 + 1Y2 — * Ge2O3 + 8SO2 + 3415,7 кДж. Рисунок 3.2.Преобразовательная система электропечи Он имеет существенные преимущества по сравнению с топкой на топливе: обеспечивает высокую скорость нагрева и высокую производительность, легкость регулирования и точность.

Тепловой режим, возможность нагрева отдельных частей изделия, простота герметизации, возможность нагрева в вакууме, улучшение условий труда, повышение КПД(без потерь） Основы исходящих звонков). Электропечей определяются методом преобразования электрической энергии в тепловую. В электродуговых печах преобразование электрической энергии в тепло.

Электрическая дуга, температура которой достигает 5000-6000 K. In в дуговой печи прямого действия (рис. 3.29) между электродом 4 и нагретым металлом возникает дуга 5.So … Печь косвенной дуги дуга горит между электродами на некотором расстоянии от metal. To облегчают условия работы футеровки таких печей, их обычно изготавливают из 3,29. Схема прямой электродуговой печи: J-плавильное пространство; 2-ванна; 3-свод; 4-электрод: 5-электрическая дуга вращается вокруг вертикальной оси. Арка. КПД электропечи составляет около 85%, и сейчас это основная печь(мощностью 50-200 тонн) для производства высококачественной стали.

Удельный расход Электроэнергия при плавке составляет 1,3-1,8 МДж/кг. Плазменные печи используются специально для плавки refractories. By дизайн, они похожи на дугу, но вместо этого Эти электроды крепятся к плазмотрону-плазме Tron. In плазменный трон, дуговой разряд используется для генерации сверхзвукового ионизированного плазменного потока газа Высокая скорость и высокая температура (10000-200 к), развиваемые за счет влияния сжатия при разряде в очень малом количестве ионизированного газового потока.

Ущерб Плазменная печь-низкое сопротивление плазмотрона; в индукционной печи(рис. 3.30) нагрев происходит за счет того, что тепло выделяется непосредственно на нагреваемом вихрем металле Ток, индуцированный переменным магнитным полем, генерируемым переменным током при прохождении через индукционную катушку 1. 3.30.Схема Резьба в красной печи:/ — индукционная катушка; 2-тигель; 3-рама. 4-индукционная печь шинопровода, так как существуют более благоприятные условия для получения чистого металла、 Потому что нет никаких источников загрязнения, таких как газ и электроды. Индукционная печь работает на токах промышленной частоты или на токах высокой частоты (до 10 кГц).

Специфический Расход энергии при растворении составляет 1,8-3 МДж/кг. Отметим, что использование железного сердечника уменьшает и уменьшает дисперсию магнитного поля Отсюда и энергия loss. In печь сопротивления, жара выпущена когда электрический ток проходит через проводник. Печь сопротивления прямого нагрева (Генератор тепла печи) нагретый продукт соединен сразу к цепи через понижающий трансформатор, и жара выпущена собой. Подобная печь обыкновенно использована. Для нагрева деталей в виде стержней, прутков или труб. Рисунок 3.31 для электропечи с сопротивлением.

Схема электронно-лучевой печи:/ — электронная пушка: 2-Рабочая камера; 3- Электронный пучок:4-расплавленный металл; 5-жидкая ванна; б-литейная форма; 7-слиток; 8-вакуумный насос косвенного нагрева (печь-теплообменник)тепловой патрубок Он передается от нагревательных элементов на стенках печи, сводах и поде к нагреваемым изделиям. Большинство печей сопротивления являются косвенными Отопление (с использованием лучистого или конвективного теплообмена); в промышленности-камеры, валы, конвейеры, барабаны、 Например, проходной. Электронно-лучевые печи используются в производстве высокочистых сталей, тугоплавких металлов и alloys. In электронно-лучевая печь(рис. 3.31）.

При столкновении с поверхностью нагретого металла, кинетическая энергия электронов, ускоренных до высокой скорости преобразуется в тепло. Электроны производятся с помощью электронной пушки Глубокий вакуум (около 0,1 па).КПД электронно-лучевой печи составляет 8-10%.Тепловой баланс и элементы расчета печи при проектировании печи тепловой баланс является Определение расхода топлива в топливной печи или электроэнергии в электропечи. Обычно тепловой баланс рассчитывается за единицу времени, а для печи периодического действия — за период Его можно использовать как a … прочитайте moreConsider ввод тепла (W) в печи.

Тепло для сжигания топлива или преобразования электрической энергии в тепло Cx = BQ?, go Cel = N, где B-расход топлива、 кг / с; N-мощность. Физический. Тепло, вносимое нагретым воздухом(?fe В К — расход воздуха на 1 кг топлива, мл/ кг; s, Средняя объемная теплоемкость Воздух, Дж / (м3 * к); 1″ — температура нагрева воздуха,°С (для электропечей-0).Физическое тепло, вносимое нагретым топливом(?ФТ ТБД^ СТГТ, теплоемкость ст Топлива, JDkg-K); tT-температура топлива. В дополнение к to1, тепло экзотермической химической реакции, генерируемой в печи 0e, поступает в печь.

Полученное потребление тепла (Вт） Топка определяется по чистой теплоте и потерям. Полезная теплота, затрачиваемая на нагрев материала, 2р. 6рсм(ТМК, где г-объем печи, кг / с, см — средняя теплоемкость Материал, Дж /(кг-к); ГМК и^», конечная и начальная температура материала соответственно, С для плавильной печи следует также учитывать скрытую теплоту плавления. Жара. 1 г (электропечь ОГ = 0), а затем отводят, оставляя ОГ — ^^ yH ’ yr ^ yr, где 1 ^ g-количество продуктов сгорания на 1 кг топлива, м3/ кг. средняя теплоемкость газа、 J /(м3•к); guh-температура дымовых газов,°с теплопотери, обусловленные химическими и механическими несовершенствами горения топлива (электропечь 0. = 0) Q » =(0.03-0.05) ад.

 Теплота в результате прохождения через кладку 0=Лл-U / wa + 1 / а), где лгл-площадь внешней поверхности кладки, м2. — Температура внутренней поверхности кладки,°с; т»- Температура окружающей среды,°С; в-толщина кладки, м; х-теплопроводность кладки, Вт /(м•к). а-коэффициент теплопередачи от стенки к воздуху, Вт / (м2•К), а = 10-е-12 Вт / (м2К).Теплота, затрачиваемая на нагрев транспортирующего устройства, pp—Gpn) » GTₚ-масса транспортирующего устройства, проходящая через печь на единицу Время, кг / с; С | Р-средняя теплоемкость прибора, Дж / (КТ-к). tTₚᵣ и / или триплет стабилизируют конечную и начальную температуру транспортируемого вещества material. It стоит обратить на это внимание.

Другие необъяснимые потери тепла (Qₗcₙ) из-за излучения из открытого окна печи, нагрева охлаждающей воды, накопления камней в печи периодического действия и др. Обычно соответствует 10-15% от общей суммы всех тепловых потерь. При подведении баланса тепла, Cmt + + Cmt +?> = Получаем уравнение теплового баланса в виде Qn + Cg + C+. ■ * * Сю1 + стр + CIM-из этого уравнения можно найти расход топлива топливной плиты или мощность, потребляемую электрической печью. Топлива термические печи производительность(ватт） 0 = ад; удельный расход теплоты продукта на 1 кг(Дж / кг) q = BCK / г; КПД и = CV (Cxt + Sph.+ Cft) .

Эксергетическая эффективность печи, согласно формуле, может быть определена в любое время одинаково. (3.20).Расчет печи включает в себя расчет сжигания топлива в топливной печи, определение времени нагрева (плавления) материала, основных размеров печи и расхода топлива на топливо Расчет топки или мощности электропечей, рекуператоров топливных печей или элементов топки, горелок и др.、 Электропечь), аэродинамические расчеты. Расчет процесса горения путем определения количества воздуха, необходимого для горения, количества и состава продуктов сгорания, температуры.

Сжигание осуществляется по формуле мочи на основе топливного состава. Время нагрева объектов в печи рассчитывается с помощью номограммы, которая строится на основе эталонного уравнения Нестационарная теплопроводность объектов простейшей формы (пластин, цилиндров, шариков).так, для пластины толщиной 25 форма опорного уравнения равна 0 = fi (Bi, Fo, x / 5).Здесь 0 =(Т— Т^ /(Т»-7^|) — безразмерная избыточная температура. Bi = a8D; Fo = at /b2; x-расстояние от центра тела, М; 5-расчетная толщина нагрева, м; T-температура нагреваемого тела. K; Т » — начальная температура тела, к; a-коэффициент температуропроводности, м2 / с; g-время, время плавления тела, растущего на поверхности s (нестационарный процесс）.

Температура плавления (Т» = 7 ″ J, которая определяется с помощью номограммы, построенной с использованием опорного уравнения, которое также включает опорное Fo, плюс опорное уравнение, содержащее скрытую теплоту. плавить. Размеры печи рассчитываются в соответствии с заданной ЕС производительностью и временем нагрева. Например, определяют ширину паза печи метода B и длину L (m). Формула B = kh +(k + 1)a; L = Pr /(55pfc), где k-количество рядов заготовок. h-ширина заготовки, м; P-производительность печи, кг / с; t-время пребывания металла в печи. 5.

 Толщина корпуса, м; р-плотность металла, кг /м3; а-зазор между заготовкой, заготовкой и стенкой печи, а-0.154-4-0.2 m. расход топлива в топливной печи или Мощность определяется исходя из теплового баланса указанной печи. Рекуператоры для подогрева воздуха рассчитываются как теплообменники по формуле Теория теплопередачи. Газовая горелка (форсунка) выбирается в зависимости от производительности и давления газа (мазута).Расчет электрического сопротивления нагревателя печи производится с заданной мощностью.

 С учетом конечной температуры нагреваемого материала, геометрических размеров и напряжения питающей сети. Аэродинамические расчеты для оценки сопротивления воздуха и газа Путь печи и выбранного вентилятора и вытяжного устройства. Сопротивление газового тракта (в ПА) представляет собой сумму сопротивлений трения Ap, g и местного сопротивления ЕАрм: др = дртг + 1 1дрм- Визуальное сопротивление DRtr =0. 5Xpw2/ / 4, где X-коэффициент трения. / — Длина канала, м; а-скорость газа, м / с; d-гидравлический силовой диаметр м.

Коэффициент трения зависит от числа Ре. А в ламинарной области (Re 23 (X)), L = 64 / Rc, турбулентность X = 0,11 (A / d + 68 / Re)⁰, 2⁵, где D-высота неровностей стенки канала, мм. локальное сопротивление Drm = 0, Xpw2. Коэффициент локального сопротивления,£, определяется по справочным данным в соответствии с формой локального сопротивления. Должный к подаче воздуха (газа) и сопротивлению пути Уравнение (3.26) определяет мощность и выбирает вентилятор (выброс дыма).

Смотрите также:

• Предмет теплотехника

Топливо и его горение	Паротурбинные, газотурбинные и комбинированные установки
Котельные установки	Тепловые турбомашины