Tungku industri adalah peralatan termal yang menggunakan haba pembakaran bahan bakar atau penukaran tenaga elektrik menjadi bahan panas atau bahan kerja dalam pengeluaran industri. Komponen utama tungku industri adalah: batu tungku perindustrian, sistem ekzos tungku industri, pemanasan tungku industri dan alat pembakaran tungku industri.
Papan tungku perindustrian
Fungsi batu adalah untuk membuat tungku industri menanggung beban suhu tinggi semasa proses pemanasan atau peleburan, mengurangkan kehilangan haba, menahan kakisan kimia dan mempunyai kekuatan struktur tertentu untuk memastikan proses pertukaran panas di dalam tungku.
Batu ini terdiri daripada lapisan tahan api dan lapisan penebat haba. Untuk memastikan kekuatan dan kedap udara batu, struktur keluli (disebut kerangka tungku) digunakan untuk mengikat batu di pinggir batu. Lapisan tahan api secara langsung menanggung beban suhu tinggi dan kesan mekanikal, dan pada masa yang sama menanggung hakisan kimia gas relau atau cecair lebur, dan kebanyakannya terbuat dari bata tahan api standard dengan dimensi yang ditentukan.
Sambungan batu bata pada umumnya terdiri dari satu sama lain, meninggalkan sambungan pengembangan ukuran yang sesuai dalam jarak tertentu. Komposisi kimia dan sifat termal lumpur tahan api untuk pembuatan batu bata harus sesuai dengan batu bata tahan api, dan mempunyai konsistensi dan keplastikan yang sesuai untuk memenuhi keperluan pembinaan.
Bahagian luar lapisan tahan api adalah lapisan penebat, yang digunakan untuk menjaga lapisan tahan api yang terisolasi untuk mengurangi kehilangan panas dinding relau dan menurunkan suhu permukaan luar dinding relau. Batu bata penebat standard dengan ketumpatan rendah dan kekonduksian terma rendah atau bahan serat seperti katun dan bahan palu sering digunakan. komposisi.
Sistem ekzos relau industri
Sistem pembuangan asap tungku industri adalah sistem yang menggunakan cerobong asap atau alat mekanik untuk mengeluarkan gas serombong di ruang tungku tungku industri dari tungku. Memastikan pembuangan cerobong lancar adalah syarat penting bagi penggunaan tungku perindustrian yang normal. Apabila gas buang tidak lancar, tekanan relau akan meningkat, dan sejumlah besar gas buang akan terlepas dari celah di sekitar relau, yang akan meningkatkan kehilangan haba relau dan mempengaruhi pengedaran aliran udara yang seragam di dalam relau. Kurangkan keseragaman suhu relau dan memburukkan lagi persekitaran operasi.
Sistem pembuangan asap terdiri daripada alat pembuangan asap yang menghasilkan penghisap dan asap yang mengeluarkan gas buang. Peranti pembuangan asap yang biasa digunakan termasuk cerobong asap, kipas draf teraruh atau paip jet.
Ekzos cerobong didasarkan pada daya apung yang dihasilkan oleh ketumpatan asap panas yang mengalir ke cerobong yang kurang daripada ketumpatan udara di luar cerobong untuk mengatasi rintangan serombong. Gas serombong juga dapat dikeluarkan oleh kipas angin yang diinduksi, atau pipa jet dipasang di bagian tertentu dari sistem pembuangan asap untuk mengeluarkan gas serombong dengan tekanan negatif yang dihasilkan oleh gas jet berkelajuan tinggi. Ekzos cerobong tidak menggunakan tenaga, dan suhu ekzos tidak terhad. Apabila ketahanan ekzos asap sangat besar dan tungku perindustrian berjalan sekejap-sekejap, kipas draf atau paip jet yang diinduksi dapat digunakan untuk mengeluarkan asap. Paip jet sesuai untuk mengeluarkan gas serombong suhu tinggi; kipas draf teraruh sesuai untuk mengeluarkan gas serombong suhu rendah.
Cerobong terbahagi kepada cerobong bata, cerobong konkrit dan cerobong plat keluli. Terdapat dua jenis flue: flue bawah tanah dan overhead flue. Saluran bawah tanah kebanyakannya terbuat dari batu bata, dan serombong overhead harus dibuat dari plat keluli yang dilapisi dengan bahan tahan api.
Untuk mengurangkan pencemaran gas buang ke alam sekitar, atau memasang preheater di cerobong untuk penjimatan tenaga, perlu meningkatkan ketinggian cerobong dan meningkatkan laju aliran gas buang di pintu keluar cerobong untuk membuatnya lebih besar daripada kelajuan angin maksimum tempatan atau sekurang-kurangnya tidak kurang dari 3 meter sesaat untuk mengelakkan gas berbahaya dan asap dalam gas buang merebak ke tanah.
Pemanasan tungku industri
Peranti yang menggunakan sisa haba gas buang yang dikeluarkan dari tungku industri untuk memanaskan udara pembakaran dan bahan bakar gas. Setelah memasang pemanasan di relau industri, kerana pemulihan haba, bahan bakar dapat dijimatkan dan suhu relau dapat ditingkatkan dengan mudah untuk mempercepat laju pemanasan. Preheaters tungku industri terbahagi kepada dua jenis: jenis pertukaran haba dan jenis penyimpanan haba.
1. Panaskan pertukaran haba
Preheaters pertukaran haba terbahagi kepada dua jenis: preheaters logam dan pemanasan seramik. Mereka semua menggunakan sisa haba gas buang yang dikeluarkan dari relau untuk memanaskan dinding pemanasan melalui pertukaran haba radiasi dan pertukaran haba perolakan, dan kemudian memanaskan udara atau gas yang mengalir melalui sisi lain dinding dengan cara yang sama, iaitu , panaskan.
Dinding pemanas logam mempunyai kekonduksian terma yang besar, dindingnya boleh menjadi sangat tipis, dan kedap udara baik. Ia boleh memanaskan udara hingga sekitar 600 ° C. Ia adalah pemanasan yang banyak digunakan. Kekonduksian terma dinding dari pemanasan seramik kecil, tetapi dapat menahan suhu gas serombong yang lebih tinggi dan juga dapat memanaskan udara hingga sekitar 600 ° C.
Pada awal tahun 1920-an, pemanas besi berbentuk tiub atau jarum kebanyakannya digunakan di tungku industri. Selepas tahun 1940-an, pemanasan tiub, pemanas berseri silinder, pemanas jet, dan blok besi tuang yang diperbuat daripada keluli banyak digunakan. Terdapat pemanasan blok untuk paip keluli dan sebagainya.
Mod aliran gas buang dan udara di preheater dibahagikan kepada tiga jenis: aliran ke hadapan, aliran kontra dan aliran silang. Dari perspektif meningkatkan prestasi pemindahan haba, lebih baik menggunakan kaedah kontra-arus untuk mendapatkan suhu pemanasan yang lebih tinggi; dari perspektif untuk mengurangkan suhu dinding dan meningkatkan jangka hayat preheater, lebih baik menggunakan kaedah hiliran; Antara hilir dan hulu. Pemanas udara jet mempunyai mod aliran yang unik. Gas yang dipanaskan dipancarkan dari lubang-lubang kecil yang disusun padat pada tiub dalam pada kelajuan tinggi untuk menyiram permukaan pertukaran haba tiub luar dan menjadikan lapisan sempadan bendalir mempunyai sifat bergelora, sehingga menghasilkan pertukaran haba yang kuat. .
Pemanasan semula
Preheater regeneratif adalah ruang regeneratif, yang merupakan badan bata pemeriksa yang terbuat dari bata tahan api. Untuk membolehkan pemanasan udara berterusan, tungku perlu dilengkapi dengan dua regenerator, yang masing-masing berada dalam keadaan penyimpanan panas atau keadaan pemanasan.
Proses pemindahan haba adalah: gas buang dimasukkan ke dalam regenerator, sebahagian panas gas serap diserap oleh batu bata pemeriksa (penyimpanan panas), setelah 10-30 minit, gas buang secara automatik dipotong oleh pembalik peranti, dan udara diperkenalkan sebagai gantinya. Penyimpanan haba badan bata memanaskan udara (pemanasan); juga setelah 10 hingga 30 minit, udara terputus, dan kemudian gas buang diperkenalkan. Ini adalah kitaran terbalik. Regenerator yang digunakan dalam tungku pemanasan dapat memanaskan udara hingga 600-700 ° C dan mempunyai jangka hayat yang panjang.
Peranti pembakaran relau industri
Peranti yang digunakan untuk merealisasikan proses pembakaran bahan bakar di tungku industri yang menggunakan bahan bakar sebagai sumber panas. Mengikut keperluan pemanasan tungku api, pelbagai alat pembakaran harus memastikan:
① Pastikan pembakaran bahan api sepenuhnya di bawah keadaan beban terma yang ditentukan;
ProcessProses pembakaran stabil dan dapat secara berterusan membekalkan haba ke relau;
Direction Arah, bentuk, kekakuan dan kebolehbakaran api memenuhi keperluan jenis relau dan proses pemanasan;
Structure Struktur yang sederhana, mudah digunakan dan dijaga.
Proses pembakaran pelbagai bahan api berbeza, jadi struktur alat pembakaran juga berbeza. Peranti pembakaran boleh dibahagikan kepada beberapa jenis gas, cecair, dan bahan api pepejal.
1. Peranti pembakaran bahan api gas
Biasanya dipanggil pembakar, fungsi utamanya adalah untuk menghantar gas dan udara ke relau untuk pembakaran (juga dibakar di dalam pembakar) mengikut bahagian dan keadaan pencampuran tertentu, dan untuk memenuhi keperluan nyalaan proses pemanasan relau. Mengikut keadaan pencampuran gas dan udara di dalam pembakar, ia dibahagikan kepada pembakar api dan tanpa api.
Ciri khas pembakar api adalah bahawa gas dan udara tidak dicampurkan atau hanya sebahagiannya dicampurkan ke dalam pembakar, dan kemudian dibakar sambil dicampurkan setelah disembur ke dalam tungku, sehingga api lebih panjang dan mempunyai garis besar yang jelas. Semasa menggunakan pembakar api, cara utama untuk meningkatkan pembakaran dan mengatur nyalaan adalah mengubah keadaan pencampuran gas dan udara, seperti membagi gas dan udara menjadi banyak aliran kecil, membuat aliran gas dan aliran udara berpotongan pada sudut tertentu , atau menggunakan alat berpusing Menggalakkan aliran udara untuk mempercepat pencampuran, dan lain-lain. Rajah 1 menunjukkan pembakar gas dengan satu tiub.
Pembakar gas tiub tunggal
Ciri khas pembakar tanpa api ialah gas dan udara dicampur secara merata di dalam pembakar, dan dapat dibakar dengan segera setelah disembur keluar dari pembakar. Apinya sangat pendek dan tidak ada kontur nyalaan yang jelas. Pembakar tanpa api yang biasa digunakan di tungku perindustrian adalah pembakar jet, yang menarik udara pembakaran yang diperlukan secara langsung dari atmosfera oleh kesan jet gas, mencampurkannya secara merata di dalam tabung pencampuran, dan kemudian memasuki saluran pembakaran yang terbuat dari bahan tahan api. Selesaikan tindak balas pembakaran.
Bermula pada tahun 1960-an, untuk memenuhi keperluan proses pemanasan baru, pembakar berkelajuan tinggi dengan kelajuan saluran keluar gas lebih dari 100 m / s, pembakar api rata dengan api berbentuk cakera, pembakar dan pemanasan, dan saluran gas ekzos muncul berturut-turut. Peranti asap merupakan pembakar pemanasan sendiri yang tidak terpisahkan. Untuk mengurangkan pencemaran NOX gas berbahaya ke alam sekitar, pelbagai jenis alat pembakaran baru seperti pembakar nitrogen oksida rendah juga telah dikembangkan.
2. Peranti pembakaran bahan api cecair
Biasanya dipanggil puting gris, atau muncung. Bahan bakar minyak perlu diabom dan kemudian dibakar. Oleh itu, sebagai tambahan kepada prestasi asas peranti pembakaran umum, muncung bahan bakar juga harus memiliki kemampuan atomisasi yang baik untuk memastikan pembakaran bahan bakar sepenuhnya. Menurut kaedah atomisasi, muncung boleh dibahagikan kepada muncung tekanan rendah, muncung tekanan tinggi, muncung mekanikal dan muncung cawan putar. Antaranya, muncung tekanan rendah dan muncung tekanan tinggi banyak digunakan.
Muncung bertekanan rendah menggunakan semua udara yang menyokong pembakaran sebagai medium pengabusan, dan menyemprotkan minyak dengan momentum aliran udara. Saiz partikel atomisasi adalah 80-100 mikron, tekanan udara pada umumnya 2940-7840 Pa, dan nyalaan semasa pembakaran pada umumnya 600-1400 mm.
Muncung bertekanan tinggi menggunakan wap atau udara termampat sebagai medium pengabut, dan tekanan pada umumnya setinggi (3 ～ 12) × 105 Pa. Kerana tekanan medium pengabut tinggi, kelajuan pelepasan dapat mencapai atau melebihi kelajuan suara, jadi kapasiti atomisasi muncung tekanan tinggi lebih rendah daripada tekanan rendah. Muncung minyak kuat, dan ukuran zarah atom dapat mencapai 20-30 mikron, tetapi perlu menambahkan saluran untuk menyampaikan udara pembakaran dan kemudahan panduan aliran udara yang sesuai.
3. Peranti pembakaran bahan api pepejal
Untuk tungku perindustrian yang menggunakan bahan api pepejal, kaedah pembakaran katil arang batu lumpuh dan kaedah pembakaran jet arang batu pulut biasanya digunakan. Peranti pembakaran yang menggunakan kaedah pembakaran berlapis arang batu disebut sebagai ruang pembakaran, yang dibagi menjadi ruang pembakaran arang batu buatan dan ruang pembakaran arang batu mekanikal. Batubara gumpalan ditumpuk pada parut dengan alat manual atau mekanikal, dan udara yang menyokong pembakaran melewati jahitan arang batu dari bahagian bawah parut dari bawah ke atas untuk menyelesaikan reaksi pembakaran. Ruang pembakaran arang batu mekanikal parut timbal balik.