Навигация:
Впервые трубчатые печи были предложены русскими инженерами В.Г. Шуховым и С.П. Гавриловым. Это синхронно работающий печной комплекс, состоящий из печи, средств обеспечения печного процесса, систем автоматизированного регулирования и управления печным процессом. Такая печь относится к аппаратам непрерывного действия с наружным огневым обогревом. Трубчатые печи отличаются друг от друга по конструктивным и технологическим признакам. Хотя конструкции их в основном однотипна. В таких печах предусмотрены
-
радиантная камера,
-
конвекционная камера,
-
змеевики, через поверхности которых осуществляется теплопередача,
-
дымоход,
-
футеровка,
-
форсунка.
Общими для всех печей конструктивными элементами являются:
-
фундаменты,
-
металлические каркасы (несет основную нагрузку от веса труб, двойников, трубных решеток и подвесок, кровли, подвесного свода и стен печи и других деталей),
-
стены и своды (стены, как и вся обмуровка, предназначены для герметизации топки и камер трубчатой печи, а также образования поверхности для размещения экранов радиантных труб и отражения лучистой энергии. Стены должны быть прочными в условиях высоких температур, герметичными и обладающими незначительной теплопроводностью),
-
трубные змеевики,
-
гарнитура (к гарнитуре печей относятся детали, предназначенные для удержания труб от провисания в промежутках между трубными решетками, для сборки блоков футеровки стен и подвесных сводов, а также гляделки
и предохранительные окна), -
огнеупорная футеровка (это конструкция из огнеупорных, кислотоупорных, теплоизоляционных и облицовочных материалов и изделий, ограждающая рабочую камеру, в которой протекают печные процессы, от взаимодействия с окружающей средой),
-
топливное оборудование,
-
система топливо — воздухо- и пароснабжения,
-
лестницы и площадки для обслуживания и ремонта,
-
дымоходы и дымовые трубы (дымовые трубы обеспечивают тягу, необходимую для работы трубчатых печей; дымовая труба является ответственным инженерным сооружением, работающим в чрезвычайно тяжелых условиях высоких ветровых нагрузок, температуры и агрессивного воздействия дымовых газов),
-
пароперегреватели и рекуператоры.
1 – металлический каркас; 2 – огнеупорная футеровка; 3 – форсуночная амбразура; 4 – предфорсуночный тамбур; 5 – гляделка; 6, 9, 17 – трубы подового экрана, конвекционной камеры и потолочного экрана; 7 – лежка труб подового экрана; 8 – решетка труб конвекционной камеры; 10, 11, 15 – ретурбендные камеры; 12 – металлическая обшивка стен; 13 – площадка; 14 – кровля; 16 – взрывное окно; 18 – подвески труб потолочного экрана; 19 – подвески для кирпичных блоков
В настоящее время существуют такие типы трубчатых печей:
-
нагревательные, реакционно-нагревательные (по технологическому признаку);
-
конвективные, радиационные, радиационно – конвекционные (по теплотехническому признаку);
-
коробчатые, цилиндрические, кольцевые, секционные (по конструктивному признаку).
Выделяют также горизонтальные и вертикальные трубчатые печи.
В особую категорию можно выделить трубчатые вращающиеся печи. Они применяются на производствах, где необходима не только термическая обработка изделии, но его правильная промежуточная сушка.
Конвективные печи – это один из старейших типов печей. Они являются как бы переходными от нефтеперегонных установок к печам радиационно-конвективного типа. В настоящее время они практически не применяются или применяются в исключительных случаях, когда необходимо нагревать чувствительные к температуре вещества.
В радиационной печи все трубы, через которые проходит нагреваемое вещество, помещены на стенах камеры сгорания. Поэтому, у радиационных печей камера сгорания значительно больше, чем у конвективных. Все трубы подвергаются прямому воздействию газообразной среды, которая имеет высокую температуру, но, несмотря на это, радиационные печи работают с меньшей тепловой эффективностью. Они применяются при нагреве веществ до низких температур (приблизительно до 300°С), при небольшом их количестве, при необходимости использования малоценных дешевых топлив и в тех случаях, когда особое значение придается низким затратам на сооружение печи.
Почти все печи, эксплуатируемые в настоящее время, являются радиантно-конвекционными, т.е. трубные змеевики размещены и в конвекционной и в радиантной камерах. При таком противоточном движении сырья и продуктов сгорания топлива наиболее полно используется тепло, полученное при его сжигании.
Существуют и электрические трубчатые печи, плюсы которых заключаются, прежде всего, в том, что возможно полностью контролировать процесс производства.
Электрическая трубчатая печь
Применение трубчатых печей
Трубчатые печи применяются для:
-
огневого нагрева, испарения и перегрева жидких и газообразных сред;
-
проведения высокотемпературных термотехнологических и химических процессов (в нефтеперерабатывающей и в нефтехимической промышленности);
-
нагрева среды (обычно углеводородов) до температур более высоких, чем те, которых можно достичь с помощью пара, т.е. примерно свыше 230 °С.
Стоимость тепла, отданного среде при правильно спроектированной печи, дешевле, чем при всех других способах нагрева до высоких температур. В качестве топлива могут применяться продукты отходов различных процессов, в результате чего не только используется тепло, получаемое при их сжигании, но часто устраняются и затруднения, связанные с обезвреживанием этих отходов.
Каждая трубчатая печь характеризуется тремя основными показателями:
-
производительностью, которая выражается количеством сырья, нагреваемого в трубных змеевиках в единицу времени (обычно в т/сутки). Она определяет пропускную способность печи, т.е. количество нагреваемого сырья, которое прокачивается через змеевики при установленных параметрах работы (температуре сырья на входе в печь и на выходе из нее, свойствах сырья и т.д.);
-
полезной тепловой нагрузкой, то есть количеством тепла, переданного в печи сырью (МВт, Гкал/ч). Она зависит от тепловой мощности и размеров печи. Тепловая нагрузка большинства эксплуатируемых печей 8–16 МВт;
-
коэффициентом полезного действия, который характеризует экономичность ее эксплуатации и выражается отношением количества полезно используемого тепла Qпол к общему количеству тепла Qобщ, которое выделяется при полном сгорании топлива.
Эксплуатационные свойства каждой печи наряду с перечисленными показателями характеризуются:
-
теплонапряженностью поверхности нагрева;
-
тепловым напряжением топочного объема;
-
гидравлическим режимом в трубном змеевике при установившейся работе.
От комплекса этих показателей зависят эффективность работы трубчатых печей и срок их службы.
Производство трубчатых печей дело дорогостоящее, трудоемкое, поэтому цена на такие сооружения достаточно высока.
Трубчатые печи – достаточно большие сооружения, но при правильном проектировании и конструировании можно получить трубчатую печь для лаборатории.
При покупке трубчатых печей лучше всего обратить внимание на отечественного производителя, которые, чаще всего, работают по установленному госту, имеют каталоги продукции и всегда согласуют чертежи трубчатых печей с покупателем.
Данный выбор будет оправдан еще и тем, что ремонт такого рода конструкций всегда вызывает определенные проблемы. Именно поэтому, проектировщика и разработчика печи лучше всегда иметь «под рукой».
Муфельная печь
Печи муфельные используются тогда, когда требуется произвести нагрев, закалку или другую термическую обработку детали при определенном температурном режиме и при контроле охлаждения. Данные печи используются как в промышленности, так и в лабораториях, для этого создают специальные лабораторные муфельные печи небольшого размера.
Муфельная печь
Свое название печь получила благодаря специальному устройству, которое представляет собой камеру, изготовленную из термостойких материалов, призванную защитить деталь от различных воздействий. Эта камера препятствует соприкосновению изделия с нагревательным элементом, защищает от воздействия окружающей среды и способствует поддержанию температурного режима. Например, таково устройство муфельной печи для обжига керамики.
В муфельных печах
-
муфель может быть установлен стационарно (такая печь практична и удобна, но через определенный период эксплуатации подлежит полному переоборудованию);
-
муфель периодически заменяется (такую печь используют на крупных производствах, где она работает без перерыва, а детали в нее погружают уже вместе с муфелем).
У муфеля недолгий срок службы, именно поэтому на таких предприятиях обычно налажено производство муфелей.
Конструкция муфельной печи
Изготавливают камеры таких печей из огнеупорных материалов различного свойства:
-
используют тонкостенную керамику (когда надо быстро охладить полученную деталь),
-
применяют специальную минеральную вату или другую набивку из теплопроводимого и огнеупорного материала (когда необходимо долгое время сохранять тепло после выключения печи).
Существует множество способов нагрева, которые использует муфельная печь. Печь может работать
-
на газу,
-
на дровах,
-
на солярке
Чаще всего используются специальные электрические ТЭНы. Они позволяют:
-
производить нагрев печи равномерно (так же происходит и остывание),
-
осуществлять четкий контроль над температурой в процессе функционирования.
При этом к ним можно подсоединить специальные пирометрические приборы, благодаря которым весь режим нагрева и остывания может производиться автоматически. Для контроля температуры обычно используют термопары из специальных сплавов, которые находятся внутри прибора.
Самая простая муфельная печь производится с металлическим корпусом, в который устанавливают нагревательные элементы и контролирующие устройства. После чего изготавливается ее камера, которая устанавливается внутри. В домашних условиях для этого используют огнеупорный кирпич и глину. Они являются самыми доступными материалами и имеют хорошие технические характеристики. Такая муфельная печь может прослужить достаточно долго, а замена самой камеры не составит большого труда и не повлечет особых материальных затрат. Стоит отметить, что большинство промышленных устройств подобного типа имеют точно такой же принцип сборки, хотя для различных условий может быть изменен материал муфеля.
Если необходима хорошая муфельная печь, цена которой соответствует качеству, то стоит обратить внимание на муфельные печи российского производства. Стоит обратить внимание на муфельную печь для обжига керамики, цена которой не велика.
