1.2. Источники тепла для теплотехнологического оборудования

В теплотехнологическим оборудовании для различных видов производств используются разные теплоносители: водяной пар, перегретую воду, масла, горячий воздух, электроэнергию, дымовые газы.

Водяной пар применяют при температуре 100  200С для пропаривания железобетонных изделий или для обработки туш животных, колбас, а также для прессования резиновых изделий. Может использоваться как прямой источник тепла, так и промежуточный (например, для нагрева воздуха в калориферах).

Горячую воду используют при температурах 60-100С для нагрева изделий через разделяющие поверхности или для нагрева основного теплоносителя.

Масла и другие высококипящие жидкости применяют для подогрева изделий через поверхности или в теплообменных аппаратах.

Горячий воздух получают в основном в рециркуляционных теплообменных устройствах, и служит он для сушки и подогрева различных изделий.

Электроэнергия может использоваться в 4-х видах:

1) для нагрева изделий сопротивлением; 2) для нагрева изделий инфракрасным излучением; 3) для нагрева изделий токами ультравысокой частоты; 4) для прогрева изделий в электромагнитном поле.

Теплота дымовых газов может быть применена как для непосредственного омывания изделий, так и в виде источника инфракрасного излучения для нагрева изделий через разделяющую поверхность.

Для всех видов тепловой обработки изделий и материалов технология производства предполагает использование теплоносителя с высоким потенциалом. Такой теплоноситель можно получить путем сжигания топлива в специальных устройствах – топках. При этом можно использовать любые виды топлива, только необходимо учитывать степень чистоты получаемого продукта. Так при обжиге гипса и извести предпочтительнее использовать печи отапливаемые газом. Применение газообразного топлива во всех печах позволяет автоматизировать многие процессы производства, удешевить себестоимость продукции, значительно улучшить условия труда рабочих, занятых обслуживанием печей.

Необходимо иметь в виду, что сжигание топлива в промышленных печах происходит в условиях, отличающихся от сжигания его в котельных топках. Топочные устройства обычно или связаны с печным пространством или размещается внутри него. Горение топлива в большинстве случаев происходит среди обрабатываемого материала или среди обжигаемых изделий.

Наиболее полное описание сжигание топлива в промышленных печах и эксплуатация горелок различных конструкций дается в литературе [1].

1.3. Классификация промышленных печей

В связи с многообразием конструкций печей, обусловленным их зависимостью от технологии, в настоящее время нет строгой общепринятой их классификации. Классифицировать их можно следующим образом:

1. По технологическому назначению различают плавильные печи, нагревательные, термические, обжиговые, сушильные, перегоночные, химические.

2. По способу энергоснабжения бывают:

- топливные (пламенные), работающие на газе, твердом и жидком топливе. Газообразное топливо наиболее удобно в применении, так как требует меньших капитальных вложений и эксплуатационных затрат, поэтому газовые печи имеют большее распространение;

- электрические, которые потребляют и превращают электрическую энергию, полученную на электростанции, в теплоту. Среди них различают: электрические печи сопротивления, дуговые, индукционные, контактные, электронные, инфракрасного нагрева, печи с ультравысокочастотным нагревом.

3. По режиму работы делят на печи периодического и непрерывного действия.

4. По характеру использования теплоты отходящих газов различают:

- печи без использования теплоты отходящих газов;

- печи с внутренним (регенеративным) использованием теплоты отходящих газов. При этом могут использоваться теплообменники как рекуперативного, так и регенеративного типа;

- печи с внешним использованием тепла отходящих газов для технологических целей (в смежных агрегатах) или для энергетических целей (для подогрева сырья, воздуха, идущего на горение, в котлах-утилизаторах и пр.);

- печи с комбинированным (внутренним и внешним) использованием тепла отходящих газов.

5. По форме рабочего пространства бывают камерные, туннельные, кольцевые, шахтные, барабанные, трубчатые, ванные, карусельные и др.

6. По способу отопления печи подразделяют на пересыпные, печи с выносными топками и с встроенными топками.

7. По организации горения, аэродинамики и теплообмена делят на:

- печи непосредственного нагрева (пламенные, контактные), в которых происходит непосредственный контакт горячих продуктов горения и самого факела с материалом или изделиями;

- печи косвенного нагрева, в которых теплопередача целиком или частично осуществляется через промежуточную стенку;

- печи с плотным фильтрующим слоем материала;

- печи с пересыпающимся слоем материала – например, вращающиеся печи;

- печи с псевдоожиженным («кипящим») слоем материала;

- печи со взвешенным слоем материала;

- печи с садкой изделий на вагонетки, тележки, этажерки и т.п.;

- печи с погруженным с расплав факелом, например, конвертёры для получения стали из жидкого чугуна.

8. По тепловым режимам печи различают;

- печи-теплообменники, в которых может осуществляться радиационный и конвективный режим;

- печи-теплогенераторы, в которых зоны теплогенерации и технологического процесса совмещены (например, печь для обжига в кипящем слое). Они работают как в тепломассообменном режиме, так и электрическом.