Федеральное агентство по образованию

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Н.М. Веселова

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ОБОРУДОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ

Рекомендовано редакционно-издательским советом академии

в качестве учебного пособия

Волгоград 2005 г.

УДК

ББК

В

Рецензенты: заслуженный деятель науки и техники,

доктор технических наук, профессор Г.П. Бойков,

кандидат технических наук, доцент ВГЭТК В.Н. Злобин

Веселова Н.М.

Эксплуатация теплотехнологического оборудования предприятий: Учеб. пособ./ ВолгГАСУ. – Волгоград, 2005. – 120 с.

ISBN

Рассматриваются особенности конструкций и эксплуатация высокотемпературного теплотехнологического оборудования, применяемых в различных отраслях промышленности имеющейся в Волгоградской области. В пособии приводятся технические чертежи и схемы отдельных видов оборудования и справочные материалы, необходимые для курсового и дипломного проектирования, рассчитанные на самостоятельную работу студентов.

Для преподавателей, аспирантов и студентов.

УДК

ББК

В

ПРЕДИСЛОВИЕ

Энергетическое хозяйство предприятий включает в себя как энергоснабжающие установки, так и энергопотребляющее оборудование. Только комплексное рассмотрение особенностей работы и характеристик переменных режимов теплогенерирующего и теплопотребляющего оборудования может дать в современных условиях правильное решение вопросов энергоснабжения предприятий.

В промышленности в качестве теплотехнологического оборудования широко используют различные тепловые установки в виде печей, теплообменников, теплоутилизаторов, холодильников и др., а также тепломассообменное оборудование, оборудование для сжигания топлива, перемещения и удаления отходящих газов. Поэтому, изучение их конструкции, принципа действия и эксплуатации является одной из задач в профессиональной подготовке специалистов. Они должны уметь решать технические задачи по рациональному и безопасному использованию теплопотребляющего оборудования при минимальных затратах топлива с учетом защиты окружающей среды от загрязнений.

В учебном пособии приводятся материалы по особенностям конструкций и эксплуатации тепловых установок и другого теплотехнологического оборудования различных видов промышленности Волгоградской области, даются основы экономического использования данного оборудования, а также научного обоснования процессов, проходящих в них. Оно кратко освещает все необходимые теоретические и прикладные вопросы и рассчитано для студентов специальностей 101600 ЭОП, 290700 ТГВ. Пособие полностью соответствует рабочей программе курса «Расчет и эксплуатация теплотехнологического оборудования предприятий».

Для лучшего понимания и рационального использования изложенного в учебном пособии материала студент должен усвоить теоретическую часть дисциплин «Техническая термодинамика», «Тепломассообмен», «Теплотехника» и пр.

ВВЕДЕНИЕ

Под теплотехнологическим оборудованием понимают устройства, в которых при определенных условиях развиваются и проходят тепловые процессы, обусловленные технологией производства. Главным признаком такого оборудования является использование поданной тепловой энергии для технологической обработки материала (нагрева, сушки, обжига, плавления и т.п.). При этом обязательно происходят процессы теплообмена между энергоносителем и материалом либо непосредственно (контактный теплообмен), либо через промежуточную стенку. Поэтому, чтобы теплотехническое оборудование работало по назначению, необходимо чтобы температура теплоносителя должна быть эффективной, то есть такой, которая бы обеспечивала действительно существующий в реальных условиях теплообмен.

Всё теплотехническое оборудование по потенциалу теплоносителя можно разделить на низкотемпературное, среднетемпературное и высокотемпературное. Наибольший интерес вызывают высокотемпературные установки (t от 1000С до 2500С), называемые печами, так как они являются главными энергопотребителями. Назначение промышленных печей – тепловая обработка материалов и изделий с целью придания им определенных свойств, необходимых для конечного продукта или для дальнейшей обработки. На современных предприятиях их используют в различных видах производства: металлургическом, машиностроительном, химических, строительных материалов, пищевых продуктов и др.

Низко и среднетемпературное оборудование представляет собой теплообменные аппараты, установки для тепловлажностной обработки и сушки материалов и изделий, установки утилизации тепла и пр. Их использование очень широко, простота их конструкции и работы очевидна. Поэтому в данном пособии этой теме не уделяется внимание.

Источниками энергии для теплотехнологического оборудования служат главным образом органическое топливо и электроэнергия. Причем, топливные установки расходуют топлива в три раза меньше, чем электрические. Поэтому, последние могут применяться лишь в следующих случаях:

при малой мощности установки, когда сооружение газовой разводки может оказаться во много раз дороже, чем стоит сама установка, а расходы на электроэнергию незначительны;

если применение электроэнергии обеспечивает существенную экономию по основному производству, которая перекрывает повышенные затраты на топливо;

когда установка не позволяет решить данную технологическую задачу (например, плавка чистых металлов в вакууме в радиоэлектронике).

В теплотехнологического оборудовании протекают следующие процессы:

1) технологические – это процессы, проходящие в установке (движение теплоносителя, образование дымовых газов и состава атмосферы) и в обрабатываемом материале (передача тепла, движение влаги, химические реакции, изменение состава и физических свойств сырья, увеличение или уменьшение объема и др.), которые связаны с изготовлением данного продукта;

2) энергетические – это процессы получения теплоносителя заданного потенциала, тепломассообмена между теплоносителем и материалом, утилизации отработанного теплоносителя и пр., которые связаны с передачей и превращением энергии;

3) эксплуатационные – это процессы транспортирования материала и теплоносителя, процессы связанные с уменьшением материальных затрат на топливо и оборудование, с увеличением срока службы ограждающих конструкций.

Изучение взаимосвязей между процессами, протекающими в оборудовании и процессами, проходящими в материале, дает возможность полно и правильно оценивать состояние энергетического хозяйства, что является одной из задач в работе инженера-энергетика.