Классификация печей по способу генерации теплоты

Классификация печей по способу генерации теплоты

У многих печей есть свой расход тепла, а также обороты тепла внутри элемента. Их можно разделить по особой конфигурации. Во всех видах тепло преобразуется за счет определенных реакций. Такие элементы в зависимости от источника тепла подразделяются топливные, автогенные и электрические. В топливных элементах главным показателем тепла является химические составляющие, и делятся они на твердые, жидкие и газообразные элементы.

Тепло выделяется путем расхода продуктов распада. Определенные агрегаты перерабатывают тепло в парообразное состояние и тем самым обеспечивают работу всей системы. Такие элементы делятся на два вида – это огневые и слоеные. В огневых элементах в маленьких количествах погружают изготавливаемое изделие, которое размещено на поддонах. Главный составляющий рабочего пространства элемента заполняется парами и топливом, который хорошо передает тепло заготовкам. В основном элементы работают на мазуте, что очень хорошо для такого изготовления. Обрабатывается газ с помощью специальных грелок, а мазута с помощью специальных элементов. К такому типу агрегатов относятся мартеновские элементы, и разные агрегаты для прокатного изготовления и прессового производства, к таким видам агрегатам подходят колодцы, методические, кольцевые и другие виды элементы.

Так же существуют разные виды слоевых агрегатов, определенные виды изделий. В элементах, которые располагаются вертикальном положении с плотным материалом. В состав, которого входит твердое топливо, и оно располагается по всей печи, при обработке медленно движется верх и вниз. Теплое топливо, продукты сгорания осуществляют свое движение сверху вниз и против течения.

Можно отметить тот факт, что такие элементы очень широко применяются в изготовлении деталей. К таким агрегатам относятся, те которые изготавливают в основном строительные материалы. В таких печах в процессе изготовления изделий может распадаться топливо на частицы. Отдельные элементы могут даже во время изготовления подниматься в виде жидкостей. Иногда для смягчения подачи воздуха в камеру элемента добавляют разные пары, которые приемлемы для определенных видов агрегатов.

Такие элементы в основном используют для производства цветных металлов или для обсушивания других изделий. В элементах, в которых находится взвешенный слой их, обрабатывают до состояния пыли. Изготовление в таких агрегатах происходит во взвешенном состоянии, под действием газов они движутся к потоку, в таких агрегатах в основном используют использованные пары. Такие элементы хорошо использовать для изготовления цветных металлов.

Производство в мартеновских агрегатах происходит отделение тепла от окисления углерода, и проходят через жидкую ванну. Такие печи применяют как промежуточные в производстве. Так же можно выделить, еще такой тип печей, который основан на потреблении электричества. Они также подразделяются на виды. Дуговые элементы работают по принципу пропускания тока через паровой отсек элемента, который находится между электродами.

Под таким действием топливо между электродами взаимодействует таким образом, что он становится проводимым. С помощью такого эффекта происходит выброс ионов и атомов, которые заставляют работать элементы, и преобразовывает его в тепло. Что немало важно при работе такого типа агрегатов и всех элементов. А вот в индукционных агрегатах происходит на оборот, определенный ток который создает магнитное поле.

Что в свою очередь является хорошим проводником тока и это создаст хорошие условия для изготовления деталей. Такая энергия хорошо преобразовывает тепло внутри элемента. И так, можно выделить следующее, что работа всех видов агрегатов основана на законах физики и химии. За счет чего в таких элементах используется как переменный, так и постоянный ток. Таким образом, такие агрегаты используют во многих сферах деятельности производства металла и многих других изделий.

Использование многих видов печей на производстве, которые изготавливают элементы, они нужны для обеспечения разных видов деятельности. Они способствуют на развитие и функционирования разных предприятий. Так же хорошо применять разную классификацию элементов для изготовления различных видов продукции, тем самым обеспечивать приемлемый доход от реализации всех элементов.

И таким образом поднимать уровень не только всех агрегатов и специализированный подход к работе. Можно отметить то, что использование такого оборудования, привлечет множество клиентов, которые готовы сотрудничать. Главным составляющим использования и реконструкции таких элементов проходит через определенные процессы, которые применяют во всех типах агрегатов.

Такие элементы позволяют хорошо себя вести в процессах работы и времени остановок, для замены новыми заготовками. Такая классификация элементов позволит, правильно выбрать тот производственный процесс, который нужен.

Заключительный момент, который можно выделить, работа всех составляющих одинаковая. И благодаря этому использование таких элементов является главным залогом успеха для производителей.

Источник

Классификация печей по принципу теплогенерации

Генерация теплоты в печи происходит путем превращения химической или электрической энергии в теплоту. В зависимости от источника тепловыделения печи делятся на топливные, автогенные и электрические.

Топливные печи. В топливных печах источником теплоты является химическая энергия твердого, жидкого или газообразного топлива. Теплота выделяется в результате сгорания топлива. Теплоносителями являются газообразные продукты сгорания топлива – дымовые газы.

Топливные металлургические печи подразделяются на два класса: пламенные и слоевые. Рабочее пространство пламенных печей в малой степени заполнено обрабатываемым материалом, который располагается на поду. Основной объем рабочего пространства заполнен пламенем и дымовыми газами, передающими теплоту материалу. Современные пламенные печи работают на газообразном или на жидком топливе – мазуте. Для сжигания газообразного топлива служат горелки, для сжигания мазута – форсунки. К классу пламенных печей относятся сталеплавильные (мартеновские) печи, разнообразные печи прокатного и кузнечно-прессового производства: нагревательные колодцы, методические, кольцевые, роликовые печи, печи с выкатным подом.

Известны три разновидности слоевых топливных печей: с плотным, «кипящим» и со взвешенным слоем обрабатываемого материала.

В вертикальных шахтных печах с плотным слоем шихта, в состав которой может входить и твердое кусковое топливо, расположена по всему объему печи и медленно опускается сверху вниз. Горячие газы – продукты горения топлива – движутся через слой между кусками шихты снизу вверх, т.е. в противотоке. Шахтные печи с плотным слоем шихты широко распространены в металлургии. К ним относятся доменные печи, вагранки, печи для производства извести путем обжига известняка.

В печах с «кипящим» слоем под действием движущихся снизу вверх газов размельченная шихта, в состав которой может входить и размельченное топливо, разуплотняется. Отдельные частицы шихты потоком газов поднимаются над слоем подобно кипящей жидкости. Иногда вместе с воздушным дутьем снизу в печь подают газообразное топливо. В основном эти печи используют в цветной металлургии для обжига и сушки материалов.

В печах со взвешенным слоем обрабатывают материалы, доведенные до пылевидного состояния. Каждая частица материала находится во взвешенном состоянии под действием потока газов, идущего снизу вверх, и движется вместе с потоком. Применяют в этих печах размолотое и газообразное топливо. В основном эти печи используют в цветной металлургии для плавки сульфидов цветных металлов.

Автогенные печи. Источником теплоты в этих печах является тепловой эффект экзотермических реакций окисления и горения ряда элементов, содержащихся в обрабатываемых материалах. В черной металлургии примером автогенных печей являются кислородные, сталеплавильные конвертеры и двухванные сталеплавильные печи. В них при продувке жидкого чугуна кислородом происходит окисление углерода и ряда других элементов с выделением теплоты. Этот процесс не требует расхода топлива.

В мартеновской печи, наряду с выделением теплоты сгорания топлива, происходит тепловыделение от окисления углерода и других элементов, содержащихся в жидкой ванне. Такие печи занимают промежуточное положение между топливными и автогенными печами.

Электрические печи. По способу преобразования электрической энергии в теплоту можно выделить три класса печей, применяемых в металлургии: электродуговые, индукционные и печи сопротивления.

В дуговых печах используется принцип пропускания электрического тока через газовый промежуток между двумя электродами. Под действием электрического напряжения газ между электродами ионизируется и становится электропроводным. При этом в газовом промежутке возникает электрическая дуга, представляющая собой яркосветящуюся смесь электронов, положительных ионов, атомов и молекул. Дуга является зоной, в которой энергия электричества преобразуется в теплоту, при этом температура дуги составляет от 3000 до 20000 К.

В индукционных печах используется свойство переменного электрического тока создавать вокруг проводника переменное магнитное поле. Если поместить в такое поле нагреваемое тело, являющееся проводником, то в нем будут индуктироваться вихревые токи. Энергия вихревых токов преобразуется в теплоту, которая выделяется внутри нагреваемого тела.

Работа так называемых печей сопротивления основана на действии закона Джоуля-Ленца, согласно которому при протекании тока в проводнике выделяется теплота, пропорциональная его электрическому сопротивлению. В печах сопротивления можно использовать постоянный и переменный ток.

В металлургии электрические печи применяют для выплавки стали, производства ферросплавов, для нагрева металла перед обработкой давлением и при термической и термохимической обработке металлоизделий.

Источник

Машины и аппараты нефтегазопереработки копия 1

Лекция 11. назначение и типы печей, их классификация

1. Сравнение различных типов печей, основные направления в их развитии. Теплотехнические особенности нефтезаводских трубчатых печей, связь между теплотехническими и тепловыми показателями.

2. Теплонапряженность поверхности нагрева, топочного пространства, местные тепловые нагрузки в камерах радиации и конвекции.

3. Важнейшие составляющие трубчатых печей. Гарнитура печей, применяемые материалы.

4. Устройства для сжигания топлива (горелки, форсунки).

5. Процессы сгорания и теплопередачи в топке, теплопередача в конвекционной камере, выбор размеров камер конвекции и радиации.

6. Расчет трубчатых печей Определение полезной тепловой нагрузки печи и состояния сырья на выходе из печи. КПД печи и пути уменьшения расхода топлива. Гидравлический расчет печи, газовое сопротивление и тяга.

1. Теплонапряженность поверхности нагрева, топочного пространства, местные тепловые нагрузки в камерах радиации и конвекции

Основными теплотехническими показателями работы трубчатой печи являются теплопроизводительность, тепловой коэффициент полезного действия, теплонапряженность поверхности нагрева, тепловая напряженность топочного объема, температура дымовых газов в топке и на перевале, коэффициент прямой отдачи, коэффициент теплопередачи, температура дымовых газов на выходе из печи, коэффициент избытка воздуха.

Теплопроизводительность печи (полезная тепловая мощность) Q_n – количество тепла, воспринимаемого сырьем в единицу времени. На современных трубчатых печах этот показатель достигает 7…60 МВт и 100 МВт на крупных установках.

Тепловой коэффициент полезного действия – отношение количества тепла, воспринимаемого сырьем Q_n, к полному количеству тепла, выделяемому при сгорании топлива.

Тепловой коэффициент показывает эффективность использования тепла, образующегося при сгорании топлива. Величина η зависит от коэффициента избытка воздуха, температуры дымовых газов на выходе из печи, размеров печи, состояния тепловой изоляции и т.п. Тепловой коэффициент полезного действия современных трубчатых печей достигает 60…80 % (при использовании подогретого воздуха η ≈ 90%).

Теплонапряжение поверхности нагрева – количество тепла, переданного через единицу поверхности нагрева в единицу времени.

Теплонапряжение поверхности нагрева характеризует степень эффективности передачи тепла. Превышение q более предельной величины ведет к снижению механической прочности металла, повышению возможности образования окалины на наружной поверхности труб и отложению кокса на внутренней.

Средние значения теплонапряжения конвективной поверхности q_к находятся в пределах от 8 до 17,5 кВт/м 2 .

Тепловое напряжение топочного объема – количество тепла, выделяемого при горении топлива в единице объема топки в единицу времени. В современных трубчатых печах эта величина составляет 40…80 кВт/м 3 и характеризует эффективность использования объема топки.

Температура дымовых газов на перевале Т_п – температура, при которой дымовые газы поступают в конвективную камеру. Она показывает распределение тепла между радиантной и конвективной камерами и составляет 975…1175 К. Увеличение температуры дымовых газов на перевале может вызвать коксообразование и пригар радиантных труб.

Коэффициент прямой отдачи топки – отношение количества тепла, переданного радиантным трубам Q_p, к общему полезному теплу, выделенному при сгорании топлива.

Значение коэффициента прямой отдачи находится в пределах от 0,4 до 0,6. Большему значению коэффициента µ соответствует (при прочих равных условиях) меньшая температура дымовых газов на перевале.

Коэффициент теплопередачи в конвективной камере кВт/(м 2 ·К) зависит от скорости движения дымовых газов в конвективной камере. С увеличением скорости движения дымовых газов коэффициент теплопередачи увеличивается и наоборот.

Коэффициент избытка воздуха α – отношение действительного расхода воздуха G к теоретически необходимому G_o. Значение коэффициента α находится в пределах от 1,02 до 1,5 и зависит от вида топлива и способа его сжигания (меньшие значения – для газообразного топлива, большие – для жидкого).

Источник