ทำความเข้าใจเตาอุตสาหกรรมในสามนาที

เตาเผาอุตสาหกรรมเป็นอุปกรณ์ระบายความร้อนที่ใช้ความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงหรือการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นวัสดุความร้อนหรือชิ้นงานในการผลิตภาคอุตสาหกรรม ส่วนประกอบหลักของเตาเผาอุตสาหกรรม ได้แก่ เตาเผาอุตสาหกรรม เตาเผาอุตสาหกรรม ระบบไอเสียเตาอุตสาหกรรม เครื่องอุ่นเตาอุตสาหกรรม และอุปกรณ์เผาไหม้เตาอุตสาหกรรม

เตาเผาอุตสาหกรรม

หน้าที่ของอิฐคือการทำให้เตาอุตสาหกรรมรับภาระที่อุณหภูมิสูงในระหว่างกระบวนการให้ความร้อนหรือหลอมเหลว ลดการสูญเสียความร้อน ต้านทานการกัดกร่อนของสารเคมี และมีความแข็งแรงของโครงสร้างที่แน่นอนเพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนในเตาหลอม

อิฐประกอบด้วยชั้นทนไฟและชั้นฉนวนกันความร้อน เพื่อให้แน่ใจว่าอิฐมีความแข็งแรงและความหนาแน่นของอากาศ จึงใช้โครงสร้างเหล็ก (เรียกว่าโครงเตาหลอม) เพื่อยึดอิฐเข้ากับขอบผนังก่ออิฐ ชั้นวัสดุทนไฟรับภาระที่อุณหภูมิสูงโดยตรงและแรงกระแทกทางกล และในขณะเดียวกันก็ทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมีของก๊าซจากเตาเผาหรือของเหลวหลอมเหลว และส่วนใหญ่ทำจากอิฐทนไฟมาตรฐานตามขนาดที่กำหนด

ข้อต่ออิฐของอิฐมักจะถูกเซซึ่งกันและกันโดยปล่อยให้ข้อต่อขยายขนาดที่เหมาะสมภายในระยะทางที่กำหนด องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางความร้อนของโคลนทนไฟสำหรับการก่ออิฐควรเข้ากันได้กับอิฐทนไฟ และมีความสม่ำเสมอและความเป็นพลาสติกที่เหมาะสมเพื่อตอบสนองความต้องการในการก่อสร้าง

ด้านนอกของชั้นวัสดุทนไฟเป็นชั้นฉนวน ซึ่งใช้เก็บฉนวนชั้นวัสดุทนไฟเพื่อลดการสูญเสียความร้อนของผนังเตาหลอม และลดอุณหภูมิพื้นผิวด้านนอกของผนังเตาหลอม มักใช้อิฐฉนวนมาตรฐานที่มีความหนาแน่นต่ำและค่าการนำความร้อนต่ำหรือวัสดุเส้นใยเช่นผ้าฝ้ายและสักหลาด องค์ประกอบ.

ระบบไอเสียเตาอุตสาหกรรม

ระบบไอเสียควันเตาอุตสาหกรรมเป็นระบบที่ใช้ปล่องไฟหรืออุปกรณ์ทางกลเพื่อระบายก๊าซไอเสียในห้องเตาหลอมของเตาอุตสาหกรรมออกจากเตาหลอม การดูแลให้ไอเสียเป็นไปอย่างราบรื่นเป็นเงื่อนไขสำคัญสำหรับการใช้เตาเผาอุตสาหกรรมตามปกติ เมื่อไอเสียไม่เรียบ แรงดันเตาจะเพิ่มขึ้น และก๊าซไอเสียจำนวนมากจะหลบหนีออกจากช่องว่างรอบเตาเผา ซึ่งจะเพิ่มการสูญเสียความร้อนของเตาหลอมและส่งผลต่อการกระจายตัวของกระแสลมในเตาหลอมอย่างสม่ำเสมอ ลดความสม่ำเสมอของอุณหภูมิเตาหลอมและทำให้สภาพแวดล้อมการทำงานแย่ลง

ระบบไอเสียควันประกอบด้วยอุปกรณ์ดูดควันที่สร้างการดูดและปล่องควันที่ปล่อยก๊าซไอเสีย อุปกรณ์ดูดควันที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ปล่องไฟ พัดลมดูดอากาศแบบเหนี่ยวนำ หรือท่อไอพ่น

ไอเสียของปล่องไฟขึ้นอยู่กับการลอยตัวที่เกิดจากความหนาแน่นของควันร้อนที่ไหลเข้าสู่ปล่องไฟซึ่งน้อยกว่าความหนาแน่นของอากาศภายนอกปล่องไฟเพื่อเอาชนะความต้านทานของปล่องควัน พัดลมดูดอากาศที่ถูกเหนี่ยวนำสามารถระบายออกได้ หรือมีการติดตั้งท่อไอพ่นในบางส่วนของระบบไอเสียควันเพื่อปล่อยก๊าซไอเสียด้วยแรงดันลบที่เกิดจากก๊าซเจ็ทความเร็วสูง ไอเสียของปล่องไฟไม่กินไฟ และอุณหภูมิไอเสียไม่จำกัด เมื่อความต้านทานไอเสียควันมีขนาดใหญ่มากและเตาอุตสาหกรรมทำงานเป็นระยะ พัดลมดูดอากาศหรือท่อเจ็ทที่เหนี่ยวนำสามารถใช้เพื่อระบายควันได้ ท่อเจ็ทเหมาะสำหรับการขจัดก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิสูง พัดลมดูดอากาศแบบเหนี่ยวนำเหมาะสำหรับการขจัดก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิต่ำ

ปล่องไฟแบ่งออกเป็นปล่องอิฐปล่องไฟคอนกรีตและปล่องไฟแผ่นเหล็ก ปล่องควันมีสองประเภท: ปล่องใต้ดินและปล่องไฟเหนือศีรษะ ปล่องไฟใต้ดินส่วนใหญ่ทำจากอิฐ และปล่องไฟเหนือศีรษะควรทำจากแผ่นเหล็กที่บุด้วยวัสดุทนไฟ

เพื่อลดมลพิษของก๊าซไอเสียสู่สิ่งแวดล้อมหรือเพื่อติดตั้งเครื่องทำความร้อนล่วงหน้าในปล่องเพื่อประหยัดพลังงานจำเป็นต้องเพิ่มความสูงของปล่องไฟและเพิ่มอัตราการไหลของก๊าซไอเสียที่ทางออกปล่องไฟเพื่อให้ มากกว่าความเร็วลมสูงสุดในพื้นที่หรืออย่างน้อยไม่น้อยกว่า 3 เมตรต่อวินาที เพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซอันตรายและควันในก๊าซไอเสียแพร่กระจายสู่พื้นดิน

เครื่องอุ่นเตาอุตสาหกรรม

อุปกรณ์ที่ใช้ความร้อนทิ้งของก๊าซไอเสียที่ปล่อยออกมาจากเตาอุตสาหกรรมเพื่อให้ความร้อนแก่อากาศที่เผาไหม้และเชื้อเพลิงก๊าซ หลังจากติดตั้งเครื่องอุ่นล่วงหน้าบนเตาอุตสาหกรรมแล้ว เนื่องจากการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ เชื้อเพลิงจะถูกประหยัดและอุณหภูมิของเตาเผาจะเพิ่มขึ้นอย่างง่ายดายเพื่อเร่งอัตราการให้ความร้อน เครื่องอุ่นเตาอุตสาหกรรมแบ่งออกเป็นสองประเภท: ประเภทการแลกเปลี่ยนความร้อนและประเภทการจัดเก็บความร้อน

1. เครื่องทำความร้อนแบบแลกเปลี่ยนความร้อน

เครื่องอุ่นแบบแลกเปลี่ยนความร้อนแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ เครื่องอุ่นโลหะและเครื่องอุ่นเซรามิก พวกเขาทั้งหมดใช้ความร้อนทิ้งของก๊าซไอเสียที่ปล่อยออกมาจากเตาเผาเพื่อให้ความร้อนแก่ผนังเครื่องทำความร้อนล่วงหน้าผ่านการแลกเปลี่ยนความร้อนจากการแผ่รังสีและการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบพาความร้อนแล้วความร้อนอากาศหรือก๊าซที่ไหลผ่านอีกด้านหนึ่งของผนังในลักษณะเดียวกันนั่นคือ ,อุ่นก่อน

ผนังของตัวอุ่นโลหะมีค่าการนำความร้อนสูง ผนังอาจบางมาก และความหนาแน่นของอากาศดี สามารถอุ่นอากาศได้ถึงประมาณ 600 องศาเซลเซียส เป็นเครื่องอุ่นล่วงหน้าที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ค่าการนำความร้อนที่ผนังของเครื่องอุ่นล่วงหน้าแบบเซรามิกมีขนาดเล็ก แต่สามารถทนต่ออุณหภูมิก๊าซไอเสียที่สูงขึ้นและยังสามารถอุ่นอากาศได้ที่อุณหภูมิประมาณ 600 °C

ในช่วงต้นปี ค.ศ. 1920 เครื่องอุ่นเหล็กหล่อแบบท่อหรือแบบเข็มส่วนใหญ่จะใช้ในเตาเผาอุตสาหกรรม หลังทศวรรษที่ 1940 เครื่องทำความร้อนแบบท่อ เครื่องอุ่นแบบกระจายแสงทรงกระบอก เครื่องอุ่นแบบเจ็ท และบล็อกเหล็กหล่อที่ทำจากเหล็กเป็นส่วนใหญ่ มีเครื่องทำความร้อนแบบบล็อกสำหรับท่อเหล็กเป็นต้น

โหมดการไหลของก๊าซไอเสียและอากาศในเครื่องอุ่นล่วงหน้าแบ่งออกเป็นสามประเภท: การไหลไปข้างหน้า การไหลย้อนกลับ และการไหลข้าม จากมุมมองของการปรับปรุงประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน ควรใช้วิธีการทวนกระแสเพื่อให้ได้อุณหภูมิอุ่นล่วงหน้าที่สูงขึ้น จากมุมมองของการลดอุณหภูมิผนังและเพิ่มอายุการใช้งานของเครื่องทำความร้อนล่วงหน้า ควรใช้วิธีการดาวน์สตรีม ระหว่างปลายน้ำและต้นน้ำ เครื่องทำความร้อนล่วงหน้าแบบเจ็ทมีโหมดการไหลเฉพาะ ก๊าซที่อุ่นแล้วจะถูกฉีดออกจากรูเล็กๆ ที่จัดเรียงอย่างหนาแน่นบนยางในด้วยความเร็วสูง เพื่อล้างพื้นผิวการแลกเปลี่ยนความร้อนของท่อด้านนอก และทำให้ชั้นขอบของของไหลมีคุณสมบัติปั่นป่วน ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนที่รุนแรง .

เครื่องทำความร้อนแบบปฏิรูปล่วงหน้า

พรีฮีทเตอร์แบบรีเจนเนอเรเตอร์คือห้องปฏิรูปซึ่งเป็นตัวอิฐตัวตรวจสอบที่ทำจากอิฐทนไฟ เพื่อให้สามารถอุ่นอากาศได้อย่างต่อเนื่อง เตาเผาจะต้องติดตั้งเครื่องกำเนิดใหม่สองตัว ซึ่งตามลำดับในการจัดเก็บความร้อนหรือสถานะการอุ่นก่อนการทำงาน

กระบวนการถ่ายเทความร้อนคือ: ก๊าซไอเสียถูกนำเข้าสู่เครื่องกำเนิดใหม่ ส่วนหนึ่งของความร้อนของก๊าซไอเสียจะถูกดูดซับโดยอิฐตัวตรวจสอบ (การเก็บความร้อน) หลังจาก 10-30 นาที ก๊าซไอเสียจะถูกตัดออกโดยอัตโนมัติโดยการย้อนกลับ อุปกรณ์และอากาศถูกนำเข้ามาแทน การเก็บความร้อนของตัวอิฐทำให้อากาศร้อน (อุ่น); นอกจากนี้หลังจาก 10 ถึง 30 นาที อากาศจะถูกตัดออก จากนั้นจึงแนะนำก๊าซไอเสีย นี่คือวงจรย้อนกลับ รีเจนเนอเรเตอร์ที่ใช้ในเตาให้ความร้อนสามารถอุ่นอากาศไว้ที่ 600-700 องศาเซลเซียสและมีอายุการใช้งานยาวนาน

อุปกรณ์เผาไหม้เตาอุตสาหกรรม

อุปกรณ์ที่ใช้ในการตระหนักถึงกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิงในเตาเผาอุตสาหกรรมที่ใช้เชื้อเพลิงเป็นแหล่งความร้อน ตามข้อกำหนดด้านความร้อนของเตาเปลวไฟ อุปกรณ์เผาไหม้ต่างๆ ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่า:

① ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเผาไหม้เชื้อเพลิงสมบูรณ์ภายใต้สภาวะโหลดความร้อนที่กำหนด

② กระบวนการเผาไหม้มีความเสถียรและสามารถจ่ายความร้อนไปยังเตาเผาได้อย่างต่อเนื่อง

③ทิศทางเปลวไฟ รูปร่าง ความแข็งแกร่ง และความสามารถในการกระจายตัวเป็นไปตามข้อกำหนดของประเภทเตาเผาและกระบวนการให้ความร้อน

④โครงสร้างเรียบง่าย ใช้งานง่ายและบำรุงรักษา

กระบวนการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงต่างๆ ต่างกัน ดังนั้นโครงสร้างของอุปกรณ์เผาไหม้จึงแตกต่างกัน อุปกรณ์เผาไหม้สามารถแบ่งออกเป็นก๊าซ ของเหลว และเชื้อเพลิงแข็งได้หลายประเภท

1. อุปกรณ์เผาไหม้เชื้อเพลิงแก๊ส

ปกติเรียกว่าเตา หน้าที่หลักของมันคือการส่งก๊าซและอากาศไปยังเตาเผาเพื่อทำการเผาไหม้ (เผาภายในเตาด้วย) ตามสัดส่วนที่แน่นอนและสภาวะการผสมบางอย่าง และเพื่อตอบสนองความต้องการเปลวไฟของกระบวนการให้ความร้อนของเตาหลอม ตามสถานการณ์การผสมของก๊าซและอากาศในหัวเตา จะแบ่งออกเป็นเปลวไฟและหัวเผาแบบไม่มีเปลวไฟ

ลักษณะของเตาไฟคือ แก๊สและอากาศไม่ได้ผสมกันหรือผสมเพียงบางส่วนในเตา แล้วเผาในขณะที่ผสมหลังจากฉีดพ่นเข้าไปในเตาเผาแล้ว เปลวไฟจึงยาวขึ้นและมีโครงร่างที่ชัดเจน เมื่อใช้เครื่องจุดไฟ วิธีหลักในการเร่งการเผาไหม้และจัดเปลวไฟคือ การเปลี่ยนสภาพการผสมของก๊าซและอากาศ เช่น การแบ่งก๊าซและอากาศออกเป็นลำธารเล็กๆ จำนวนมาก ทำให้การไหลของก๊าซและการไหลของอากาศตัดกันเป็นมุมหนึ่ง หรือใช้เครื่องหมุนเหวี่ยง ส่งเสริมการไหลของอากาศเพื่อเร่งการผสม เป็นต้น รูปที่ 1 แสดงหัวเตาแก๊สแบบหลอดเดียว

หัวเตาแก๊สหลอดเดียว

ลักษณะของหัวเตาแบบไม่มีเปลวไฟคือ ก๊าซและอากาศผสมกันอย่างสม่ำเสมอภายในหัวเตา และสามารถเผาได้ทันทีหลังจากพ่นออกจากเตา เปลวไฟนั้นสั้นมากและไม่มีรูปร่างของเปลวไฟที่เห็นได้ชัด หัวเตาไร้ตำหนิที่ใช้กันทั่วไปในเตาเผาอุตสาหกรรมคือหัวเผาแบบเจ็ต ซึ่งดึงอากาศเผาไหม้ที่ต้องการโดยตรงจากบรรยากาศโดยผลกระทบของก๊าซเจ็ต ผสมให้สม่ำเสมอในท่อผสม จากนั้นเข้าสู่ช่องการเผาไหม้ที่ทำจากวัสดุทนไฟ ทำปฏิกิริยาการเผาไหม้ให้สมบูรณ์

เริ่มตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เพื่อตอบสนองความต้องการของกระบวนการให้ความร้อนใหม่ หัวเผาความเร็วสูงที่มีความเร็วทางออกก๊าซมากกว่า 100 ม./วินาที เตาเปลวไฟแบบแบนที่มีเปลวไฟรูปแผ่นดิสก์ เตาและเครื่องอุ่นล่วงหน้า และช่องระบายไอเสียปรากฏขึ้น ตามลำดับ อุปกรณ์ควันประกอบด้วยหัวเผาแบบอุ่นเองในตัว เพื่อลดมลพิษของก๊าซ NOX ที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม จึงได้มีการพัฒนาอุปกรณ์การเผาไหม้ชนิดใหม่ต่างๆ เช่น หัวเผาไนโตรเจนออกไซด์ต่ำ

2. อุปกรณ์เผาไหม้เชื้อเพลิงเหลว

มักเรียกว่าหัวอัดจารบีหรือหัวฉีด น้ำมันเชื้อเพลิงต้องถูกทำให้เป็นละอองแล้วเผา ดังนั้น นอกจากประสิทธิภาพพื้นฐานของอุปกรณ์เผาไหม้ทั่วไปแล้ว หัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงควรมีความสามารถในการทำให้เป็นละอองที่ดีเพื่อให้แน่ใจว่าการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงสมบูรณ์ ตามวิธีการทำให้เป็นละออง หัวฉีดสามารถแบ่งออกเป็นหัวฉีดแรงดันต่ำ หัวฉีดแรงดันสูง หัวฉีดเชิงกล และหัวฉีดแบบถ้วยหมุน ในหมู่พวกเขาใช้หัวฉีดแรงดันต่ำและหัวฉีดแรงดันสูง

หัวฉีดแรงดันต่ำใช้อากาศสนับสนุนการเผาไหม้ทั้งหมดเป็นตัวกลางในการทำให้เป็นละออง และทำให้น้ำมันเป็นละอองตามโมเมนตัมของกระแสลม ขนาดอนุภาคของการทำให้เป็นละอองคือ 80-100 ไมครอน ความดันอากาศโดยทั่วไปคือ 2940-7840 Pa และเปลวไฟระหว่างการเผาไหม้โดยทั่วไปคือ 600-1400 มม.

หัวฉีดแรงดันสูงใช้ไอน้ำหรืออากาศอัดเป็นตัวกลางในการทำให้ละออง และความดันโดยทั่วไปจะสูงถึง (3 ~ 12) ×105 Pa เนื่องจากความดันของตัวกลางทำให้เกิดละอองสูง ความเร็วในการดีดออกสามารถเข้าถึงหรือเกินกว่า ความเร็วของเสียง ดังนั้นความสามารถในการทำให้เป็นละอองของหัวฉีดแรงดันสูงจึงต่ำกว่าแรงดันต่ำ หัวฉีดน้ำมันมีความแข็งแรง และขนาดอนุภาคของอะตอมสามารถสูงถึง 20-30 ไมครอน แต่จำเป็นต้องเพิ่มช่องสำหรับลำเลียงอากาศที่เผาไหม้และสิ่งอำนวยความสะดวกในแนวทางการไหลของอากาศที่เกี่ยวข้อง

3. อุปกรณ์เผาไหม้เชื้อเพลิงแข็ง

สำหรับเตาเผาอุตสาหกรรมที่ใช้เชื้อเพลิงแข็ง โดยทั่วไปจะใช้วิธีการเผาไหม้แบบก้อนถ่านหินและวิธีการเผาไหม้ด้วยไอพ่นถ่านหินแบบแหลกลาญ อุปกรณ์การเผาไหม้โดยใช้วิธีการเผาไหม้แบบชั้นถ่านหินแบบก้อนเรียกว่าห้องเผาไหม้ซึ่งแบ่งออกเป็นห้องเผาไหม้ถ่านหินเทียมและห้องเผาไหม้ถ่านหินแบบกลไก ถ่านหินก้อนวางซ้อนกันบนตะแกรงโดยใช้อุปกรณ์แบบแมนนวลหรือแบบเครื่องกล และอากาศที่สนับสนุนการเผาไหม้จะไหลผ่านตะเข็บถ่านหินจากด้านล่างของตะแกรงจากด้านล่างขึ้นบนเพื่อให้ปฏิกิริยาการเผาไหม้สมบูรณ์ ห้องเผาไหม้ถ่านหินเชิงกลของตะแกรงลูกสูบ