Минобрнауки Росcии
ФГБОУ ВПО
Омский Государственный Технический Университет
Кафедра: «Электрической техники»
Дисциплина: «Потребители электрической энергии»
Реферат на тему: «ТЕРМИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ»
Выполнил: ст. гр. ЭЭ-527
Касьян С.С.
Проверил: преподаватель
Беляев П.В.
Омск 2011
Условно – графическое обозначение печей.
Наименование |
Обозначение |
Электропечь промышленная косвенного нагрева. |
|
Электронагреватель прямого нагрева. |
|
Электронагреватель косвенного нагрева. |
|
Электропечь сопротивления. Общее обозначение. |
|
Электропечь сопротивления трехфазная косвенного нагрева в искусственной атмосфере с указанием предельной температуры. |
|
Электронагреватель сопротивления. Общее обозначение. |
|
Электронагреватель сопротивления прямого нагрева. |
|
Электронагреватель сопротивления косвенного нагрева. |
|
Электронагреватель сопротивления однофазный прямого нагрева. |
|
Электропечь электродная. Общее обозначение. |
|
Электропечь дуговая. Общее обозначение. |
|
Электропечь дуговая трехфазная прямого нагрева с перемешивающей катушкой. |
|
ТЕРМИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
В связи с многообразием конструкций печей, обусловленным их жесткой зависимостью от основной технологии, в настоящее время нет достаточно стройной общепринятой классификации промышленных печей. Классифицировать их можно, например, следующим образом.
а) По технологическому назначению:
плавильные - для расплавления металлов, минералов, стекла и т. п. (доменные и мартеновские печи, вагранки, печи для плавки цветных металлов, стекла и т. п.);
нагревательные - для нагрева металла перед обработкой давлением: прокаткой, ковкой, штамповкой (печи прокатных цехов, кузнечные печи);
термические - для нагрева материалов в целях термической обработки: закалки, отпуска, отжига, нормализации (стали, чугуна, стекла и др.);
обжиговые - для обжига материалов: керамики извести, цементного клинкера, серного колчедана;
сушильные - для удаления влаги из материалов (форм и стержней в литейных цехах, сырца в керамической промышленности, дерева) или высушивания окрашенных изделий;
перегоночные - для получения из одного продукта другого путем перегонки (печи нефтеперерабатывающих заводов, печи для получения искусственного жидкого топлива, коксовые батареи, некоторые печи химической промышленности);
химические - для нагрева материалов в целях проведения химических процессов.
б) По способу энергоснабжения:
топливные (пламенные), среди которых, в свою очередь, различают печи на твердом топливе, жидком и газообразном. Газообразное топливо наиболее удобно, требует меньших капитальных вложений (в пределах печи) и эксплуатационных затрат, поэтому печи на газообразном топливе имеют наибольшее распространение;
электрические, которые потребляют и превращают в теплоту электрическую энергию, предварительно полученную на электростанции (в основном за счет теплоты). Среди них различают: электрические печи сопротивления, дуговые, индукционные (рис. 1), контактные, электронные, инфракрасного нагрева, печи с ультравысокочастотным нагревом.
в) По периодичности действия:
печи непрерывного действия;
печи периодического действия.
г) По характеру использования теплоты отходящих газов:
печи без использования теплоты, отходящих газов;
печи с внутренним (регенеративным) использованием теплоты отходящих газов, т.е. для нагрева компонентов горения и «сходных материалов. При этом могут быть использованы теплообменники либо рекуперативного типа, либо регенеративного типа - например, мартеновская печь для выплавки стали.
печи с внешним использованием теплоты отходящих газов для технологических целей (в смежных агрегатах) или для энергетических целей (с помощью встроенных установок и систем, например котлов-утилизаторов);
печи с комбинированным (внешним и внутренним)-использованием теплоты отходящих газов.
д) По форме рабочего пространства:
камерные;
туннельные - (в отличие от камерных здесь зоны термической обработки не выделены в отдельные камеры, а камера представляет собой продолговатый туннель;
кольцевые - представляют собой замкнутый сквозной канал овальной формы.;
шахтные - представляют собой вытянутое в высоту сооружение с круглым, овальным или прямоугольным поперечным сечением. Сырые материалы в шахтные печи загружаются через отверстия, расположенные вверху печи, а материалы, полученные в результате тепловой обработки (в твердом или жидком виде), выгружают снизу. Движение материалов в шахте происходит под действием сил тяжести.
Примерами могут служить: доменная печь для выплавки чугуна из железных руд, ватержакеты для выплавки медного или никелевого полуфабриката из руд, известково-обжигательные печи, чугунные вагранки.
По способу отопления шахтные печи подразделяют на пересыпные (в них горение топлива протекает в самой шахте в процессе перемещения, «пересыпки», материалов) и печи с выносными топками (в этом случае горение протекает в выносной топке, из которой готовые продукты сгорания поступают в шахту печи).
е) По организации горения, аэродинамики и теплообмена:
печи непосредственного нагрева (пламенные, контактные), в которых происходит непосредственный контакт горячих продуктов сгорания и самого факела с материалом или изделиями;
печи косвенного нагрева, в которых теплопередача целиком или частично осуществляется через стенку, например во избежание загрязнения материала или изделий, химических воздействий на них.
печи с плотным (неподвижным) продуваемым слоем материала: доменные печи, шахтные печи цветной металлургии, вагранки, шахтные обжиговые печи;
печи с пересыпающимся слоем материала - например, вращающаяся барабанная печь для обжига цементного клинкера;
печи с псевдоожиженным («кипящим») слоем материала;
печи со взвешенным слоем материала (простым и циклонным - так же как и для процессов горения);
печи с уложенной объемной загрузкой изделий: туннельные печи, лечи и сушила с выкатными тележками, этажерками и т. п.;
печи с погруженным в расплав факелом - например, конвертеры для получения стали из жидкого чугуна.
Общие сведенья.
Применяемое в машиностроении нагревательное и термическое оборудование характеризуется широким разнообразием вследствие обработки различных материалов и предъявляемых к ним требований. Однако, среди материалов, применяемых в машиностроении, металлы занимают преимущественное положение. Поэтому при рассмотрении оборудования основное внимание будет уделяться нагревательному и термическому оборудованию, используемому в технологических процессах обработки металлов.
В технологических процессах обработки металлов используют две разновидности термического воздействия на металлы:
1) нагрев, осуществляемый для повышения пластических свойств металлов перед обработкой давлением;
2) термическая обработка, применяемая в целях изменения структуры и свойств металла.
Средства нагрева металла для последующей обработки давлением и для термической обработки различают по роду используемого энергоносителя, конструкции и назначению. В качестве энергоносителя может использоваться либо электроэнергия, либо топливо (мазут, природный газ). По конструкции средства нагрева разделяют на две основные группы печи и непечные установки.
Основные размеры рабочего пространства печей и номинальные температуры регламентированы ГОСТ 11995-82 «Печи промышленные для нагрева и термической обработки». Стандарт распространяется на вновь разрабатываемые промышленные печи электрического и пламенного нагрева общего назначения для термической и химико-термической обработки, а так же для нагрева под обработку давлением различных изделий и заготовок в искусственной или обычной атмосфере.
Ширина (диаметр) рабочего пространства печей должна соответствовать следующему ряду значений (мм), предусмотренных ГОСТ 6636-70: 100, 120, (150), 180, 200, 250, (300), 320,400,(450), 500, (600), 630, (650), 800, (850), 1000, (1100), (1200), 1250,1400, (1500), 1600, 1800, 2000, 2240, (2360), 2500, (3000), 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 5600, (6000), 6300, 7100, 8000 и далее через 1000 мм. Длину и высоту рабочего пространства стандартом рекомендуется выбирать, пользуясь перечисленными ранее значениями.
Номинальная температура указанных печей должна соответствовать следующему ряду значений, °С: 100, 200, 350, 500, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450, 1500, 1550, 1600.
Стандартом установлено понятие рабочего пространства, определяемого шириной (диаметром), длиной и высотой садки максимальных размеров (а для насыпной продукции - размерами загруженных корзин, поддонов, барабанов, подставок, конвейерных лент или плит и т.п.), неравномерность температуры которой по окончании процесса не превышает задаваемого значения.
К непечным средствам относятся: установки прямого (контактного) действия. Различают следующие установки: установки электронагрева, индукционные установки и установки для нагрева открытым пламенем. Непечные установки последних двух видов характерны тем, что, применяя их можно осуществлять поверхностный нагрев металла; это обстоятельство определяет исключительное применение этих установок при поверхностной закалке. Индукционные установки применяют и для сквозного нагрева; нагревом открытым пламенем пользуются в основном для поверхностной пламенной закалки. Ввиду простоты и доступности применяемого оборудования поверхностная пламенная закалка является серьезным конкурентом индукционного нагрева. Она находит широкое применение в мелкосерийном и в массовом производстве благодаря высоким технико-экономическим показателям при небольших капитальных затратах.