کوره صنعتی یک تجهیزات حرارتی است که از گرمای احتراق سوخت یا تبدیل انرژی الکتریکی به مواد حرارتی یا قطعات کار در تولید صنعتی استفاده می کند. اجزای اصلی کوره های صنعتی عبارتند از: سنگ تراشی کوره صنعتی ، سیستم خروجی کوره صنعتی ، پیش گرم کننده کوره صنعتی و دستگاه احتراق کوره صنعتی.
سنگ تراشی کوره صنعتی
وظیفه سنگ تراشی این است که کوره صنعتی بار حرارتی بالا را در طول فرآیند گرمایش یا ذوب تحمل کند ، از دست دادن حرارت را کاهش دهد ، در برابر خوردگی شیمیایی مقاومت کند و از مقاومت ساختاری خاصی برای اطمینان از روند تبادل حرارت در کوره برخوردار باشد.
سنگ تراشی شامل یک لایه نسوز و یک لایه عایق حرارتی است. به منظور اطمینان از استحکام و تنگی هوا سنگ تراشی ، از یک سازه فولادی (به نام قاب کوره) برای بستن سنگ تراشی در حاشیه سنگ تراشی استفاده می شود. لایه نسوز به طور مستقیم بار دمایی بالا و ضربه مکانیکی را تحمل می کند و در عین حال فرسایش شیمیایی گاز کوره یا مایع مذاب را تحمل می کند و بیشتر از آجرهای نسوز استاندارد با ابعاد مشخص ساخته شده است.
اتصالات آجری بنایی عموماً با یکدیگر تکان خورده اند و یک مفصل انبساط اندازه مناسب را در فاصله مشخصی باقی می گذارند. ترکیب شیمیایی و خواص حرارتی گل نسوز برای آجر کاری باید با آجرهای نسوز سازگار بوده و دارای قوام و انعطاف پذیری مناسبی برای برآوردن الزامات ساختمانی باشد.
قسمت بیرونی لایه نسوز یک لایه عایق است که برای عایق نگه داشتن لایه نسوز جهت کاهش اتلاف حرارتی دیواره کوره و کاهش دمای سطح بیرونی دیواره کوره استفاده می شود. اغلب از آجرهای عایق استاندارد با چگالی کم و هدایت حرارتی کم یا مواد الیافی مانند پنبه و نمد استفاده می شود. ترکیب بندی.
سیستم خروجی کوره صنعتی
سیستم خروجی دود کوره صنعتی سیستمی است که از دودکش ها یا دستگاه های مکانیکی برای خروج گاز دودکش در محفظه کوره کوره های صنعتی خارج از کوره استفاده می کند. اطمینان از خروجی دودکش صاف یک شرط مهم برای استفاده عادی از کوره های صنعتی است. هنگامی که خروجی دودکش صاف نباشد ، فشار کوره افزایش می یابد و مقدار زیادی گاز دودکش از شکاف های اطراف کوره خارج می شود که این امر باعث افزایش اتلاف حرارتی کوره و توزیع یکنواخت جریان هوا در کوره می شود. کاهش یکنواختی دمای کوره و بدتر شدن محیط کار.
سیستم خروجی دود از یک دستگاه خروجی دود تشکیل شده است که مکش تولید می کند و یک دودکش که گاز دودکش را خارج می کند. دستگاههای خروجی دود که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند شامل دودکش ها ، بادگیرهای القایی یا لوله های جت است.
اگزوز دودکش بر اساس شناوری ایجاد شده توسط تراکم دود گرم جریان یافته به دودکش است که کمتر از چگالی هوای خارج از دودکش است تا بر مقاومت دودکش غلبه کند. گاز دودکش همچنین می تواند توسط فن خروجی القایی تخلیه شود ، یا یک لوله جت در قسمت خاصی از سیستم خروجی دود نصب شده تا گاز دودکش را با فشار منفی ایجاد شده توسط گاز جت با سرعت بالا تخلیه کند. اگزوز دودکش برق مصرف نمی کند و دمای خروجی نیز محدود نیست. هنگامی که مقاومت خروجی دود بسیار زیاد است و کوره صنعتی به صورت متناوب کار می کند ، فن خروجی یا لوله جت القایی می تواند برای تخلیه دود استفاده شود. لوله جت برای حذف گاز دودکش در دمای بالا مناسب است. فن کشش القایی برای حذف گاز دودکش در دمای پایین مناسب است.
دودکش ها به دودکش های آجری ، دودکش های بتنی و دودکش های فولادی تقسیم می شوند. دو نوع دودکش وجود دارد: دودکش زیرزمینی و دودکش سربار. دودکش زیرزمینی بیشتر از آجر ساخته شده است و دودکش سقفی باید از ورق فولادی با روکش مواد نسوز ساخته شود.
به منظور کاهش آلودگی گاز دودکش به محیط ، یا نصب پیش گرم کننده در دودکش برای صرفه جویی در مصرف انرژی ، لازم است ارتفاع دودکش را افزایش داده و میزان خروج گاز دودکش را در خروجی دودکش افزایش دهید تا آن را ایجاد کنید. بیشتر از حداکثر سرعت باد محلی یا حداقل 3 متر در ثانیه برای جلوگیری از انتشار گازهای مضر و دود گازهای دودکش به زمین.
پیش گرم کننده کوره صنعتی
دستگاهی که از گرمای اضافی گاز دودکش خروجی از کوره صنعتی برای گرم کردن سوختن هوا و گاز احتراق استفاده می کند. پس از نصب پیش گرم کننده بر روی کوره صنعتی ، به دلیل بازیابی حرارت ، می توان در سوخت صرفه جویی کرد و دمای کوره را به راحتی افزایش داد تا سرعت گرمایش افزایش یابد. پیش گرم کننده های کوره های صنعتی به دو نوع تقسیم می شوند: نوع تبادل حرارتی و نوع ذخیره گرما.
1. پیش گرم کننده مبدل حرارتی
پیش گرم کننده های تبادل حرارتی به دو نوع پیش گرم کننده فلزی و پیش گرم کننده سرامیکی تقسیم می شوند. همه آنها از گرمای اضافی گاز دودکش خروجی از کوره برای گرم کردن دیواره پیش گرم کننده از طریق تبادل حرارتی تابشی و تبادل حرارتی جابجایی استفاده می کنند و سپس هوا یا گازی را که از طرف دیگر دیوار عبور می کند به همان شیوه گرم می کنند ، یعنی ، پیش گرم کنید
دیوار پیش گرمکن فلزی دارای رسانایی حرارتی زیادی است ، دیوار می تواند بسیار نازک باشد و تنگی هوا خوب است. می تواند هوا را تا حدود 600 درجه سانتی گراد گرم کند. این یک پیش گرم کننده پرکاربرد است. رسانایی حرارتی دیوار پیش گرمکن سرامیکی کوچک است ، اما می تواند دمای بالای دودکش را تحمل کند و همچنین می تواند هوا را تا حدود 600 درجه سانتی گراد گرم کند.
در اوایل دهه 1920 ، پیش گرم کننده های لوله ای یا سوزنی شکل چدنی بیشتر در کوره های صنعتی استفاده می شد. پس از دهه 1940 ، پیش گرم کننده های لوله ای ، پیش گرم کننده های تابشی استوانه ای ، پیش گرم کننده های جت و بلوک های چدنی ساخته شده از فولاد بیشتر مورد استفاده قرار گرفت. پیش گرم کننده های بلوکی برای لوله های فولادی و غیره وجود دارد.
حالتهای جریان گاز و دودکش در پیش گرم کننده به سه نوع جریان جلو ، جریان مخالف و جریان متقاطع تقسیم می شوند. از منظر بهبود عملکرد انتقال حرارت ، بهتر است از روش ضد جریان برای بدست آوردن دمای پیش گرمایش بالاتر استفاده شود. از نظر کاهش دمای دیوار و افزایش عمر مفید پیش گرمکن ، بهتر است از روش پایین دست استفاده شود. بین پایین دست و بالادست. پیش گرم کننده جت دارای حالت جریان منحصر به فرد است. گاز پیش گرم شده از سوراخهای کوچکی که به صورت متراکم روی لوله داخلی قرار گرفته اند با سرعت زیاد پرتاب می شود تا سطح تبادل حرارتی لوله بیرونی شسته شود و لایه مرزی سیال دارای خواص متلاطم شود و در نتیجه تبادل حرارتی قوی ایجاد کند. به
پیش گرم کننده احیا کننده
پیش گرم کننده احیا کننده ، اتاق بازسازی است که بدنه آجری شطرنجی است که از آجرهای نسوز ساخته شده است. به منظور فعال کردن پیش گرمایش مداوم هوا ، کوره باید مجهز به دو دستگاه احیا کننده باشد که به ترتیب در حالت ذخیره سازی حرارت یا پیش گرمایش هستند.
فرایند انتقال حرارت به این صورت است: گاز دودکش به بازسازی کننده وارد می شود ، بخشی از گرمای گاز دودکش توسط آجرهای چکر جذب می شود (ذخیره گرما) ، پس از 10-30 دقیقه ، گاز دودکش به طور خودکار توسط معکوس قطع می شود. دستگاه ، و به جای آن هوا معرفی می شود. ذخیره گرمای بدن آجر هوا را گرم می کند (پیش گرم شدن). همچنین پس از 10 تا 30 دقیقه ، هوا قطع می شود و سپس گاز دودکش وارد می شود. این یک چرخه معکوس است. بازسازی کننده مورد استفاده در کوره گرمایش می تواند هوا را تا 600-700 درجه سانتی گراد گرم کند و عمر طولانی دارد.
دستگاه احتراق کوره های صنعتی
وسیله ای برای تحقق فرآیند احتراق سوخت در کوره های صنعتی که از سوخت به عنوان منبع گرما استفاده می کند. با توجه به الزامات گرمایش کوره شعله ، دستگاههای احتراق مختلف باید اطمینان حاصل کنند:
① از احتراق کامل سوخت تحت شرایط بار حرارتی مشخص شده اطمینان حاصل کنید.
فرآیند احتراق پایدار است و می تواند به طور مداوم گرما را به کوره برساند.
direction جهت شعله ، شکل ، سفتی و قابلیت پخش نیازهای نوع کوره و فرآیند گرمایش را برآورده می کند.
structureساختار ساده ، استفاده و نگهداری آسان.
فرایند احتراق سوخت های مختلف متفاوت است ، بنابراین ساختار دستگاه احتراق نیز متفاوت است. دستگاههای احتراق را می توان به چند نوع گاز ، مایع و سوخت جامد تقسیم کرد.
1. دستگاه احتراق سوخت گاز
معمولاً مشعل نامیده می شود ، وظیفه اصلی آن ارسال گاز و هوا به کوره برای احتراق (همچنین در داخل مشعل) با توجه به نسبت مشخص و شرایط اختلاط خاص و برآوردن الزامات شعله فرایند گرمایش کوره است. با توجه به وضعیت گاز و هوا در مشعل ، به مشعل شعله ای و بدون شعله تقسیم می شود.
ویژگی شعله سوز این است که گاز و هوا در مشعل مخلوط نشده یا فقط تا حدی مخلوط شده اند ، و بعد از پاشیده شدن به داخل کوره در حین مخلوط شدن می سوزند ، بنابراین شعله طولانی تر است و طرح کلی آن مشخص است. هنگام استفاده از شعله سوز ، ابزار اصلی تشدید احتراق و سازماندهی شعله ها تغییر شرایط اختلاط گاز و هوا است ، مانند تقسیم گاز و هوا به بسیاری از جریانهای کوچک ، و باعث می شود جریان گاز و جریان هوا با زاویه خاصی قطع شوند. ، یا استفاده از یک دستگاه چرخان ترویج جریان هوا برای تسریع اختلاط و غیره. شکل 1 یک مشعل گاز را با یک لوله نشان می دهد.
مشعل گاز تک لوله
ویژگی مشعل بدون شعله این است که گاز و هوا به طور مساوی در داخل مشعل با هم مخلوط شده و بلافاصله پس از اسپری شدن از مشعل قابل سوزاندن هستند. شعله بسیار کوتاه است و خط شعله مشخصی وجود ندارد. مشعل بدون شعله که معمولاً در کوره های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد ، جت سوز است که با اثر جت گاز ، هوای احتراق مورد نیاز را مستقیماً از اتمسفر خارج می کند ، به طور مساوی در لوله مخلوط کننده مخلوط می کند و سپس وارد کانال احتراق ساخته شده از مواد نسوز می شود. واکنش احتراق را کامل کنید.
از دهه 1960 ، برای برآوردن نیازهای فرآیندهای جدید گرمایش ، مشعل های پرسرعت با سرعت خروجی گاز بیش از 100 متر بر ثانیه ، مشعل های شعله مسطح با شعله های دیسکی شکل ، مشعل ها و پیش گرم کننده ها و خروجی گازهای خروجی ظاهر شد. پی در پی دستگاه دود یک مشعل خود گرم کننده یکپارچه است. به منظور کاهش آلودگی گازهای مضر NOX به محیط زیست ، انواع مختلفی از وسایل احتراق مانند مشعل های کم اکسید نیتروژن نیز ساخته شده است.
2. دستگاه احتراق سوخت مایع
معمولاً به آن پستان گریس یا نازل می گویند. روغن سوخت باید اتمیزه شود و سپس سوزانده شود. بنابراین ، علاوه بر عملکرد اساسی یک دستگاه احتراق عمومی ، نازل سوخت باید دارای قابلیت اتمیزاسیون خوبی نیز باشد تا از احتراق کامل سوخت اطمینان حاصل کند. با توجه به روش اتمیزه ، نازل ها را می توان به نازل های فشار پایین ، نازل های فشار قوی ، نازل های مکانیکی و نازل های جام دوار تقسیم کرد. در میان آنها ، نازل های فشار پایین و نازل های فشار بالا به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.
نازل فشار کم از تمام هوای حریق احتراق به عنوان محیط اتمیزاسیون استفاده می کند و با حرکت جریان هوا روغن را اتمیزه می کند. اندازه ذرات ذره بین 80-100 میکرون ، فشار هوا به طور کلی 2940-7840 Pa ، و شعله هنگام احتراق به طور کلی 600-1400 میلی متر است.
نازل فشار قوی از بخار یا هوای فشرده به عنوان محیط اتمیزه کننده استفاده می کند و فشار عموماً به اندازه (3 ～ 12) × 105 Pa است. از آنجا که فشار محیط اتمیزاسیون زیاد است ، سرعت خروج می تواند به سرعت صدا ، بنابراین ظرفیت اتمی شدن نازل با فشار پایین کمتر از فشار پایین است. نازل روغن قوی است و اندازه ذرات اتمی می تواند به 20-30 میکرون برسد ، اما باید یک کانال برای انتقال هوای احتراق و امکانات راهنمای جریان هوای مربوطه اضافه کند.
3. دستگاه احتراق سوخت جامد
برای کوره های صنعتی که از سوخت جامد استفاده می کنند ، معمولاً از روش احتراق بستر زغال سنگ توده ای و روش احتراق جت ذغال سنگ پودر شده استفاده می شود. دستگاه احتراق با استفاده از روش احتراق لایه ای ذغال سنگ به عنوان محفظه احتراق نامیده می شود که به یک محفظه احتراق زغال سنگ مصنوعی و یک محفظه احتراق ذغال سنگ مکانیکی تقسیم می شود. زغال سنگ توده ای توسط دستگاه های دستی یا مکانیکی روی رنده چیده می شود و هوای حریق احتراق از پایین به بالا از درز زغال سنگ از پایین به بالا عبور می کند تا واکنش احتراق تکمیل شود. محفظه احتراق ذغال سنگ مکانیکی توری رفت و برگشتی.