Průmyslová pec je tepelné zařízení, které využívá teplo spalování paliva nebo přeměnu elektrické energie na tepelné materiály nebo obrobky v průmyslové výrobě. Hlavními součástmi průmyslových pecí jsou: zdivo průmyslové pece, výfukový systém průmyslové pece, předehřívač průmyslové pece a spalovací zařízení průmyslové pece.
Průmyslové pecní zdivo
Funkcí zdiva je zajistit, aby průmyslová pec během zahřívání nebo tavení snášela vysoké teploty, snižovala tepelné ztráty, odolávala chemické korozi a měla určitou strukturní pevnost, aby zajistila proces výměny tepla v peci.
Zdivo se skládá ze žáruvzdorné vrstvy a tepelně izolační vrstvy. Aby byla zajištěna pevnost a vzduchotěsnost zdiva, používá se k upevnění zdiva na obvodě zdiva ocelová konstrukce (nazývaná rám pece). Žáruvzdorná vrstva přímo nese vysoké teplotní zatížení a mechanický ráz a současně nese chemickou erozi topného plynu nebo roztavené kapaliny a je většinou vyrobena ze standardních žáruvzdorných cihel se specifikovanými rozměry.
Cihlové spáry zdiva jsou obecně vzájemně odstupňovány a v určité vzdálenosti ponechávají dilatační spáru odpovídající velikosti. Chemické složení a tepelné vlastnosti žáruvzdorného bahna pro zdění by měly být kompatibilní se žáruvzdornými cihlami a měly by mít vhodnou konzistenci a plasticitu, aby splňovaly konstrukční požadavky.
Vnější část žáruvzdorné vrstvy je izolační vrstva, která slouží k udržení žáruvzdorné vrstvy v izolaci, aby se snížily tepelné ztráty stěny pece a snížila se teplota vnějšího povrchu stěny pece. Často se používají standardní izolační cihly s nízkou hustotou a nízkou tepelnou vodivostí nebo vláknité materiály, jako je bavlna a plsť. složení.
Průmyslový pecní výfukový systém
Průmyslový kouřový výfukový systém je systém, který využívá komíny nebo mechanická zařízení k odsávání spalin v komoře pece průmyslových pecí ven z pece. Zajištění hladkého odvodu spalin je důležitou podmínkou pro běžné používání průmyslových pecí. Když není odvod spalin hladký, zvýší se tlak v peci a z mezer kolem pece bude unikat velké množství spalin, což zvýší tepelné ztráty pece a ovlivní rovnoměrné rozložení proudění vzduchu v peci. Snižte rovnoměrnost teploty pece a zhoršte provozní prostředí.
Systém odvodu kouře se skládá ze zařízení pro odvod kouře, které generuje sání, a kouřovodu, který spaliny odsává. Mezi běžně používaná zařízení pro odvod kouře patří komíny, indukované tahové ventilátory nebo trysková potrubí.
Výfuk komína je založen na vztlaku generovaném hustotou horkého kouře proudícího do komína, která je menší než hustota vzduchu mimo komín, aby se překonal odpor kouřovodu. Spaliny mohou být také vypouštěny indukovaným tahovým ventilátorem nebo je v určité části kouřového výfukového systému instalováno tryskové potrubí k vypouštění spalin podtlakem generovaným vysokorychlostním proudovým plynem. Výfuk komína nespotřebovává energii a teplota výfuku není omezena. Když je odpor výfuku kouře velmi velký a průmyslová pec běží přerušovaně, lze k odsávání kouře použít indukovaný tahový ventilátor nebo tryskové potrubí. Tryskové potrubí je vhodné pro odstraňování spalin s vysokou teplotou; indukovaný tahový ventilátor je vhodný k odstraňování nízkoteplotních spalin.
Komíny se dělí na zděné komíny, betonové komíny a komíny z ocelových plechů. Existují dva druhy kouřovodu: podzemní kouřovod a horní kouřovod. Podzemní kouřovod je převážně z cihel a horní kouřovod by měl být z ocelového plechu obloženého žáruvzdornými materiály.
Aby se snížilo znečištění spalin do životního prostředí nebo aby se do kouřovodu instaloval předehřívač pro úsporu energie, je nutné zvýšit výšku komína a zvýšit průtok spalin na výstupu komína, aby se větší než místní maximální rychlost větru nebo alespoň ne méně než 3 metry za sekundu, aby se zabránilo šíření škodlivých plynů a kouře ve spalinách na zem.
Předehřívač průmyslové pece
Zařízení, které využívá odpadní teplo spalin vypouštěných z průmyslové pece k ohřevu spalovacího vzduchu a plynového paliva. Po instalaci předehřívače na průmyslovou pec lze díky rekuperaci tepla ušetřit palivo a teplotu pece lze snadno zvýšit, aby se rychlost ohřevu urychlila. Předehřívače průmyslových pecí se dělí na dva typy: typ výměny tepla a typ akumulace tepla.
1. Předehřívač výměny tepla
Předehřívače tepla se dělí na dva typy: kovové předehřívače a keramické předehřívače. Všichni využívají odpadní teplo spalin vypouštěných z pece k ohřevu stěny předehřívače výměnou sálavého tepla a konvekční výměnou tepla a poté ohřívají vzduch nebo plyn proudící druhou stranou stěny stejným způsobem, tj. , předehřát.
Stěna kovového předehřívače má velkou tepelnou vodivost, stěna může být velmi tenká a vzduchotěsnost je dobrá. Dokáže předehřát vzduch na zhruba 600 ° C. Jedná se o široce používaný předehřívač. Tepelná vodivost stěny keramického předehřívače je malá, ale snese vyšší teplotu spalin a také dokáže předehřát vzduch na zhruba 600 ° C.
Na počátku 20. let 20. století se v průmyslových pecích většinou používaly litinové trubkové nebo jehlicovité předehřívače. Po čtyřicátých letech minulého století se většinou používaly trubkové předehřívače, válcové sálavé předehřívače, tryskové předehřívače a litinové bloky vyrobené z oceli. Existují blokové předehřívače pro ocelové trubky a tak dále.
Režimy proudění spalin a vzduchu v předehřívači jsou rozděleny do tří typů: dopředný tok, protiproud a příčný tok. Z hlediska zlepšení výkonu přenosu tepla je lepší použít protiproudou metodu pro získání vyšší teploty předehřívání; z hlediska snížení teploty stěny a prodloužení životnosti předehřívače je lepší použít následnou metodu; Mezi dolním a horním tokem. Tryskový předehřívač má jedinečný režim toku. Předehřátý plyn je tryskán z malých otvorů hustě uspořádaných na vnitřní trubici vysokou rychlostí, aby propláchl teplosměnný povrch vnější trubice a aby mezní vrstva tekutiny měla turbulentní vlastnosti, čímž se vytváří silná výměna tepla. .
Regenerační předehřívač
Regenerační předehřívač je regenerační komora, což je těleso ze šachovnicových cihel ze žáruvzdorných cihel. Aby bylo možné kontinuální předehřívání vzduchu, musí být pec vybavena dvěma regenerátory, které jsou v provozním stavu akumulace tepla nebo předehřívání.
Proces přenosu tepla je: spaliny jsou zavedeny do regenerátoru, část tepla spalin je absorbována kontrolními cihlami (akumulace tepla), po 10-30 minutách jsou spaliny automaticky přerušeny reverzací zařízení a místo toho se zavádí vzduch. Zásobník tepla cihlového tělesa ohřívá vzduch (předehřev); také po 10 až 30 minutách se vzduch přeruší a poté se zavedou spaliny. Toto je reverzační cyklus. Regenerátor použitý v topné peci dokáže předehřát vzduch na 600-700 ° C a má dlouhou životnost.
Zařízení pro spalování průmyslové pece
Zařízení používané k realizaci procesu spalování paliva v průmyslové peci, která využívá palivo jako zdroj tepla. Podle požadavků na ohřev plamenové pece by různá spalovací zařízení měla zajistit:
① Zajistěte úplné spalování paliva za specifikovaných podmínek tepelného zatížení;
②Spalovací proces je stabilní a může nepřetržitě dodávat teplo do pece;
Direction Směr plamene, tvar, tuhost a roztíratelnost splňují požadavky typu pece a ohřívacího procesu;
④ Jednoduchá struktura, snadné použití a údržba.
Proces spalování různých paliv je odlišný, odlišná je tedy i struktura spalovacího zařízení. Spalovací zařízení lze rozdělit na několik typů plynných, kapalných a pevných paliv.
1. Zařízení na spalování plynového paliva
Obvykle se nazývá hořák, jeho hlavní funkcí je posílat plyn a vzduch do pece ke spalování (také hoří uvnitř hořáku) podle určitého poměru a určitých podmínek míchání a splňovat požadavky na plamen ohřívacího procesu pece. Podle směšovací situace plynu a vzduchu v hořáku je rozdělen na plamen a bezplamenný hořák.
Charakteristické pro plamenový hořák je, že plyn a vzduch se v hořáku nemíchají nebo se mísí jen částečně, a poté se spalují při míchání po rozprašování do pece, takže plamen je delší a má jasný obrys. Při používání plamenového hořáku je hlavním prostředkem zesílení spalování a organizace plamenů změna podmínek míchání plynu a vzduchu, jako je rozdělení plynu a vzduchu na mnoho malých proudů, čímž se tok plynu a proud vzduchu protnou pod určitým úhlem , nebo pomocí vířícího zařízení Podporujte proudění vzduchu pro urychlení míchání atd. Na obrázku 1 je plynový hořák s jednou trubicí.
Plynový hořák s jednou trubkou
Charakteristikou bezplamenného hořáku je, že plyn a vzduch jsou uvnitř hořáku rovnoměrně smíchány a mohou být spáleny ihned po vystřikování z hořáku. Plamen je velmi krátký a není zde žádný zjevný obrys plamene. Bezplamenný hořák běžně používaný v průmyslových pecích je tryskový hořák, který proudovým efektem plynu nasává požadovaný spalovací vzduch přímo z atmosféry, rovnoměrně ho míchá ve směšovací trubici a poté vstupuje do spalovacího kanálu vyrobeného ze žáruvzdorných materiálů. Dokončete spalovací reakci.
Počínaje šedesátými léty se za účelem uspokojení potřeb nových topných procesů objevily vysokorychlostní hořáky s rychlostí výstupu plynu více než 100 m/s, ploché plamenové hořáky s kotoučovými plameny, hořáky a předehřívače a vývody výfukových plynů postupně. Kouřové zařízení představuje integrovaný samoohřívací hořák. Aby se snížilo znečištění škodlivých plynů NOX v životním prostředí, byly také vyvinuty různé nové typy spalovacích zařízení, jako jsou hořáky s nízkým obsahem oxidu dusnatého.
2. Zařízení na spalování kapalného paliva
Obvykle se nazývá maznice nebo tryska. Topný olej je třeba atomizovat a poté spálit. Palivová tryska by proto měla mít kromě základního výkonu obecného spalovacího zařízení také dobrou atomizační schopnost zajišťující úplné spalování paliva. Podle způsobu atomizace lze trysky rozdělit na nízkotlaké, vysokotlaké, mechanické a tryskové trysky. Mezi nimi jsou široce používány nízkotlaké a vysokotlaké trysky.
Nízkotlaká tryska využívá jako atomizační médium veškerý vzduch podporující spalování a rozprašuje olej hybností proudu vzduchu. Velikost atomizačních částic je 80-100 mikronů, tlak vzduchu je obecně 2940-7840 Pa a plamen během spalování je obecně 600-1400 mm.
Vysokotlaká tryska používá jako rozprašovací médium páru nebo stlačený vzduch a tlak je obecně tak vysoký jako (3 × 12) × 105 Pa. Protože je tlak rozprašovacího média vysoký, může rychlost vyhazování dosáhnout nebo překročit rychlost zvuku, takže atomizační kapacita vysokotlaké trysky je nižší než kapacita nízkého tlaku. Olejová tryska je silná a velikost atomizovaných částic může dosáhnout 20-30 mikronů, ale je třeba přidat kanál pro dopravu spalovacího vzduchu a odpovídající zařízení pro vedení proudu vzduchu.
3. Zařízení na spalování tuhého paliva
Pro průmyslové pece, které používají pevná paliva, se běžně používá metoda spalování kusového uhlí a metoda spalování práškovým uhlím. Spalovací zařízení využívající způsob spalování vrstev na kusové uhlí je označováno jako spalovací komora, která je rozdělena na spalovací komoru na umělé uhlí a mechanickou spalovací komoru na uhlí. Kusové uhlí je naskládáno na rošt pomocí ručních nebo mechanických zařízení a vzduch podporující hoření prochází uhelnou slojí zespodu roštu zdola nahoru, aby se dokončila spalovací reakce. Mechanická spalovací komora na pístový rošt.