Основы термодинамики (стр. 10 )

по зависимой схеме со струйным смешением; к – предвключеная установка горячего водоснабжения и отопительной установки по зависимей схеме со струйным смешением; л – двухступенчатая последовательная установка горя­чего водоснабжения и отопительной установки по зависимой схеме со струй­ным и насосным смешением; м – двухступенчатая последовательная установ­ки горячего водоснабжения и отопительной установки по независимой схеме; А – аккумулятор горячей воды; В – воздушный кран; К – водоразборный кран; И – насос; ПН – подпиточный насос; СН – сетевой насос; О – отопи­тельный прибор; ОК – обратный клапан; П – подогреватель; ПО – подогрева­тель отопительной установки; ПН — подогреватель горячего водоснабжения нижней ступени; ПВ – то же верхней ступени; ТП – теплофикационный по­догреватель; ПК – пиковый котел; Р – расширительный сосуд; РДПС – регу­лятор давления; РР – регулятор расхода; РТ – регулятор темпе­ратуры воды; РО – регулятор температуры отапливаемых помещений; РП – регулятор подпитки; Э – элеватор.

Схемы б, в гораздо чаще применяются для при­соединения приборов отопления жилых и общественных зданий, так как в них предусмотрены смесительные уст­ройства: струйный насос (элеватор) в схеме б и обыч­ный центробежный насос в схеме в. В результате к горячей воде из подающего трубопровода теплосети подмешивается охлажденная вода из обратной линии. Струйный насос проще в устройстве и эксплуатации, работает бесшумно, однако требует разности напора в подающей и обратной линиях обычно в пределах 8 –15 м при потере напора в циркуляционном контуре местной отопительной системы 1 – 1,5 м.

В схеме л (в отличие от схем б, в) циркуляцию в местной отопительной установке обеспечивают и эле­ватор, и центробежный насос. В нормальных условиях насос выключен. Включается насос в работу только при осуществлении количественного регулирования или ре­гулирования пропусками в периоды с высокой темпера­турой наружного воздуха, а также при аварийных ус­ловиях IB теплосети. Центробежные смесительные насосы чаще ставятся только в центральных тепловых пунк­тах, что обеспечивает циркуляцию в местных отопи­тельных установках и при аварийных ситуациях в теп­лосети. Независимо от этого элеваторы могут быть ус­тановлены а входе в каждое здание.

В схеме г при независимой схеме присоединения давление в отопительных приборах определяется высо­той расположения расширительного резервуара Р.

В схемах д, е горячее водоснабжение -подключено к теплосети через водо-водяной теплообменник. Расход воды на горячее водоснабжение из (водопровода через теплообменник регулируется в схеме д регулятором давления «после себя». Регулятор поддерживает давле­ние воды на абонентских сводах и необходимый для этого уровень воды в аккумуляторе. Температура на­гретой водопроводной воды после теплообменника воз­растает вместе со степенью открытия клапана регуля­тора температуры РТ, пропускающего горячую воду из подающего трубопровода теплосети через теплообмен­ник в обратный трубопровод. Аккумулятор горячей воды в схеме д расположен в верхней точке установки и имеет свободный уровень.

В схеме е аккумулятор расположен внизу без сво­бодного уровня, поэтому здесь не требуется регулято­ра давления. Насос постоянно находится в работе. При большом расходе горячей воды холодная водопровод­ная вода поступает не только во всос насоса, но также и в аккумулятор, вытесняя оттуда воду к водоразбор­ным кранам. Аккумулятор освобождается от горячей воды. При малом потреблении горячей воды насос обес­печивает циркуляцию через два параллельных контура, имеющих общую ветвь в насосе: через насос, теплооб­менник, местную систему и обратный клапан. При этом аккумулятор заряжается горячей водой.

В схеме ж расход сетевой воды на абонентском вводе определяется суммой расходов воды на отопле­ние и горячее водоснабжение. Расход на отопление поддерживается на расчетном уровне регулятором рас­хода PP. Регулятор температуры РТ изменяет расход сетевой воды на теплообменник в соответствии с на­грузкой горячего водоснабжения.

В схеме з часть теплоты для подогрева водопро­водной воды для горячего водоснабжения отбирается от воды, протекающей через обратный трубопровод системы отопления. Получающееся при этом пониже­ние температуры обратной сетевой воды, возвращаемой на ТЭЦ, позволяет для ее нагрева использовать отбор пара пониженного потенциала, а также уменьшить рас­ход сетевой воды в соответствии с формулой (17.4.1) и соответственно диаметры трубопроводов теплосети.

В схемах и, к применено связанное регулирование: регулятор расхода поддерживает постоянным сум­марный расход воды на отопление и горячее. водоснаб­жение, а не расход воды на отопление, как в предыду­щих двух схемах. Благодаря этому выравнивается сум­марный график тепловых нагрузок без установки ак­кумулятора за счет использования аккумулирующей способности зданий.

В схеме и поток сетевой воды разветвляется на два. Один из них проходит через подогреватель верх­ней ступени, а другой – через регулятор расхода. Затем потоки объединяются и оба идут через элеватор в ото­пительные приборы. При пиках горячего водоснабже­ния вся или значительная часть сетевой воды проходит через подогреватель верхней ступени. Поэтому на эле­ватор поступает охлажденная вода, и в системе отопле­ния уменьшается отдача теплоты. Недодача теплоты компенсируется в периоды малой нагрузки горячего во­доснабжения, когда температура воды, поступающей в элеваторы, повышена.

Благодаря указанным преимуществам схема и широко применяется в городских теплосетях при закры­той системе теплоснабжения, несмотря на некоторые нарушения температурного режима отапливаемых поме­щений, для устранения которых требуется применение местного автоматического регулировании отопительных установок.

В схемах, л, м, в отличие от предыдущих, местное регулирование отопительной нагрузки осуществляется по внутренней температуре отапливаемых помещений.

8.6. Тепловые сети

Прокладка тепловых сетей производится под­земным или наземным способами. При подземной про­кладке различают прокладку в непроходных, полупро­ходных и проходных каналах и общих коллекторах со­вместно с другими инженерными коммуникациями и бес­канальную прокладку.

Примеры конструктивного осуществления проклад­ки теплосетей в непроходных каналах изображены на рис. 8.8 – 8.10.

Показанный на рис. 8.8 канал наиболее прост и составлен из железобетонных лотков.

Канал используется для непросадочных грунтов и вне зоны грунтовых вод. При наличии грунтовых вод применяют канал, изображенный на рис. 8.9. Здесь канал уплотнен и предусмотрена дренажная труба, ко­торую прокладывают в гравии и щебенке.

Рис. 8.8. Унифицированный сборный

железобетонный непро­ходной канал серии ИС-01-04.

1 – железобетонный лоток; 2 – песча­ная набивка.

Рис. 8.9. Непроходной сборный канал с дрена­жом.

1 – дренажная труба диаметром 150— 200 мм; 2 – обратный фильтр.

Для прочист­ки каналов через каждые 50 – 70 м устраивают контрольные колодцы. Если нет возможности сброса дре­нажных вод в водостоки и водоемы, то применяют ка­нал с защитной гидроизоляцией (рис. 8.10).

Прокладку в полупроходных каналах (рис. 8.11, 8.12) осуществляют на коротких участках, например при пересечении теплопроводами проездов с усовершен­ствованными покрытиями, на ответвлениях от проход­ных каналов к крупным цехам на предприятиях. По­лупроходные каналы выполняют таких размеров, чтобы была возможность продвигаться по нему эксплуатаци­онному персоналу для производства работ по ликвидации аварий или для мелкого ремонта. Эти каналы мо­гут быть сборными железобетонными прямоугольного сечения или выполнены из железобетонных безнапорных труб круглого сечения.

Рис. 8.10. Непроходной канал с защитной гидроизоляцией.

1 – кирпичная стенка; 2 – гидроизоля­ция; 3 – стеновой блик;

4 – железобе­тонное основание: 5 – цементный рас­твор;

6 – защитный слой; 7 – плита перекрытия.

Рис. 8.11. Сборный полупроходной канал из железобетонных блоков.

1 – ребристый блок перекрытия; 2 – сте­новой блок;

3 – блок днища; 4 – бетонная подготовка; 5 – щебеночная подготовка.

Но вы­сота их должна быть не менее 1800 – 2000 мм, т. е. по­зволять проходить персоналу в полный рост. Расстояние в свету между опорными конструкциями должно быть не менее 700 мм. Электроосвещение каналов про­изводится при напряжении не выше 36 В. Проникаю­щая в канал вода по мере ее накопления должна пе­риодически откачиваться из сборного приямка дренаж­ными насосами с автоматическим включением.

Бесканальная прокладка теплопроводов требует на­именьших капиталовложений, но при этом теплопрово­ды наименее доступны для ремонтов. Механическое воздействие со стороны грунта при этом передается не­посредственно на теплопровод.

Рис. 8.12. Полупроход­ной канал круглого сече­ния.

1 – железобетонная труба; 2 – бетонный пол; 3 – песок.

Эта нагрузка воспринимается либо трубопроводом (неразгруженная проклад­ка), либо окружающим его слоем изоляции, если изоля­ция имеет достаточную прочность (разгруженная прокладка).

Рис. 8.13. Проходной ка - Рис. 8.14. Круглый туннель,

нал из сборного железобе - выполненный способом

тона щитовой проходки

В траншею с трубопроводами засыпают по­рошкообразный асфальтоизол, изготовленный из туго­плавкого асфальтита (природного битума), затем трубы нагревают до 140—150сС, т. е. до температуры плавле­ния асфальтоизола. Асфальтоизол защищает от потерь теплоты и от увлажнения, а следовательно, и от кор­розии.

Наземную прокладку производят либо на открытом воздухе, либо в производственном помещении. Для этого используют либо эстакады (обычно для больших групп трубопроводов), либо отдельно стоящие опоры. На рис. 8.16 изображен пример такой прокладки. В жи­лых кварталах наземную прокладку не применяют в связи с неудовлетворительным архитектурным обликом.

Рис. 8.15. Самоспекающаяся изо­ляция на теплопроводах.

1 – плотный слой, окружающий на­ружную поверхность трубы; 2 – пори­стый слой – основная теплоизоляция; 3 – наружный слой – дополнительная теплоизоляция.

Рис. 8.16. Наземный теплопровод подвесной конструкции на мачтах.

9. Котельные установки и промышленные печи

9.1. Схема котельной установки

Котельная установка состоит из котла и вспомогательного оборудования.

Котлом называют устройство для получения па­ра или нагрева воды с давлением выше атмосферного, использующее для этой цели теплоту сгорания орга­нического топ див а, технологических 'Процессов, электри­ческой энергии или отходящих газов. В состав котла могут входить: топка, пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель, каркас, обмуровка, тепловая изо­ляция, обшивка.

Вспомогательным оборудованием счи­тают: тягодутьевые машины, устройства очистки по­верхностей нагрева топливо приготовления и топливоподачи, оборудование шлако - и золоудаления, золоулавливающие и другие газоочистительные устройства, газо­воздухопроводы, трубопроводы воды, пара и топлива, арматуру, гарнитуру, автоматику, приборы и устройства контроля и защиты, водоподготовительное оборудова­ние и дымовую трубу.

К арматуре относят регулирующие и запорные устройства, предохранительные и водо-пробные клапа­ны, манометры, водоуказательные приборы.

В гарнитуру входят лазы, гляделки, люки, ши­беры, заслонки.

Здание, в котором располагаются котлы, называют котельной.

Рассмотрим в качестве примера работу котельной установки, изображенной на рис. 9.1.

Привозимое топливо для сжигания с помощью вагоноопрокидывателя 5 поступает в приемный бункер угля 3, откуда топливо транспортными устройствами может направляться либо на топливный склад 1, либо для сжигания 2. Топливо со склада или из приемных бункеров поступает для предварительного измельчения на дробилку 4, Далее с помощью ленточного транспор­тера 6 подается в бункер сырого угля 7. Питатель сы­рого угля 5 (для сухих углей применяется дисковый, для влажных – скребковый) осуществляет дозированную подачу топлива на шаровую барабанную мельни­цу 9. Здесь происходит окончательное измельчение уг­ля до размеров, обеспечивающих быстрое а экономич­ное сгорание в камерной топке 25 котла.

Рис. 9.1. Схема котельной установки.

Сепаратор угольной пыли 11 отделяет крупные фракции и угольной пыли, которые по течке возврата 10 возвращаются в мельницу для размола. Транспорт угольной пыли здесь и далее, а также его подсушка обеспечиваются подачей в мельницу части горячего воздуха ('первичный воздух) 16. Готовая для сжигания аэропыль из сепаратора поступает в циклон 13, где основная часть пыли отвеивается от транспортирующе­го воздуха и попадает в бункер угольной пыли 14. Пер­вичный же воздух с остатками угольной пыли мельнич­ным вентилятором 12 подается на горелку 18. Сюда же с помощью питателя угольной пыли 15 поступает топ­ливо. Конструктивно пылепитатели выполняются шнековыми или лопастными (с дозирующей звездочкой). На горелку подается также вторичный воздух 17 в ко­личестве, необходимом для полного сгорания топлива с учетом его избытка, связанного с реальными услови­ями перемешивания в процессе горения.

В топке котла 25 происходит горение угольной пыли. Высокая температура получающихся при этом продук­тов горения (газов) обеспечивает интенсивную отдачу теплоты газами за счет излучения. Экраном 26, воспри­нимающим лучистую теплоту, являются в данном слу­чае в основном вертикальные трубы, закрывающие сте­ны топочной камеры изнутри. В экранных трубах про­исходит парообразование.

Вода из барабана 21 по водоспускным трубам по­ступает в коллекторы, расположенные в нижней части котла, из которых распределяется по экранным тру­бам 26. В трубах вода частично (испаряется, и получен­ная пароводяная смесь возвращается в барабан. Цир­куляция обеспечивается за счет того, что плотность па­роводяной смеси в экранных трубах меньше, чем в водо-опускных.

В барабане происходит отделение пара от воды. Су­хой насыщенный пар 24 поступает в радиационную часть 27 пароперегревателя, где претерпевает первую стадию перегрева.

Вторая, заключительная, стадия перегрева осуществ­ляется в конвективной части 31 пароперегревателя.

Здесь температура газов Ниже, поэтому большая часть теплоты передается за счет конвекции. Между этими частями пароперегревателя расположен пароохлади­тель 32, предназначенный для поддержания температу­ры перегретого пара на постоянном максимально до­пустимом уровне с тем, чтобы максимально использо­вать жаропрочностные свойства металла пароперегрева­теля и этим обеспечить максимальный эффект дальней­шего использования тепловой энергии пара (например, для получения (максимального КПД паросилового цик­ла). После пароперегревателя пар 19 направляется к по­требителю пара, например к паровой турбине.

Перед конвективной частью пароперегревателя (по ходу газов) располагается фестон 28 – разреженный пучок труб, являющихся продолжением труб заднего экрана. В этой зоне газы имеют температуру, близкую к температуре плавления золы топлива, поэтому может происходить процесс налипания расплавленной золы (шлака) на поверхности труб, охлаждающих газы. Для того чтобы исключить возможность образования шла­ковых мостов между трубами и последующего забива­ния шлаковой массой промежутков между ними, рас­стояние между трубами в этом котельном пучке дела­ют больше, чем на стенах топочной камеры.

Дальнейшая теплоотдача от газов происходит в ос­новном конвективным способом в конвективной шахте, где располагаются низкотемпературные поверхности на­грева. Здесь газы омывают сначала трубы экономайзе­ра 30. Питательная вода в нем нагревается приблизи­тельно до температуры кипения или даже частично пре­вращается в пар, после чего направляется в барабан. Газы после экономайзера поступают в воздухоподогре­ваОсновное назначение воздухоподогревателя, как и экономайзера, — уменьшение потерь теплоты с уходящими газами 38, т. е. повышение КПД котель­ной установки. В воздухоподогревателе осуществляется подогрев воздуха, что обеспечивает более интенсивное воспламенение и горение топлива, а также дает воз­можность подсушивать топливо в процессе размола его в мельнице.

Дутьевой вентилятор 33 забирает воздух из верхней части котельной, где воздух имеет температуру выше, чем в нижней части помещения.

В нижней части топки – холодной воронке – происходит охлаждение и затвердевание части содержащиеся в факеле капелек расплавленной золы. Эта часть золы топлива выпадает в шлаковый комод 39, другая, мень­шая часть – в бункер под конвективной шахтой, третья часть золы улавливается в золоуловиВся зола поступает в систему гидрозолоудаления 37 и с помощью транспортирующей ее воды по трубопроводу направля­ется на золоотвал.

Частицы золы, оставшиеся в дымовых газах, рас­сеиваются дымовой трубой 36. Дымосос 35 обеспечи­вает как движение газов по газовому тракту, так и не­которое разрежение на выходе из топки.

С помощью дутьевых вентиляторов повышенного давления в топках и газовом тракте котлов под над­дувом поддерживается давление несколько выше атмо­сферного, а дымососы в них отсутствуют. Во избежа­ние утечек газов из газового тракта такие котлы вы­полняются газоплотными.

Высота дымовых труб выбирается с таким расче­том, чтобы обеспечить достаточное рассеивание содер­жащихся в них вредных примесей (окислов серы, окис­лов азота, частиц золы). Концентрации их на уровне 1,5 м от поверхности земли (на уровне дыхания чело­века) не должны превышать предельно допустимых концентраций, диктуемых санитарными нормами. Вто­рая функция, которую выполняет дымовая труба, – соз­дание самотяга в газовом тракте за счет разницы в плотностях воздуха и газов. Самотяга частично, а в малых котлах иногда и полностью исключает за­траты энергии на тягодутьевые установки (дымососы и вентиляторы).

Отработавший у потребителя пар конденсируется, и в котельную возвращается конденсат 49, где поступает в деаэратор 43 (если котел установлен на тепловой электростанции, то до и после деаэратора конденсат проходит через подогреватели системы регенерации. При необходимости конденсат сначала подается в си­стему в од о подготовки для удаления из него нелетучих примесей, а только затем в деаэратор.). Назначение деаэратора – удаление из воды растворенных в ней кислорода, углекислого газа и прочих газов. Углекис­лый газ находится частично в растворенном (так назы­ваемая свободная углекислота), а частично в химиче­ски связанном с водой состоянии, образуя угольную кислоту. Наличие кислорода и углекислого газа в воде обусловливает коррозию металла.

Все газы, выделяясь в теплообменниках, сильно ухудшают теплообмен, снижая эффективность устано­вок.

Часть воды и водяного пара теряется в котельной установке или у потребителя пара, поэтому в установку подают подпиточную сырую воду 48. Природная вода кроме растворенных в ней газов содержит механиче­ские и коллоидные примеси, а также растворенные со­ли. При парообразовании некоторые соли и перешедшие в воду продукты коррозии конструкционных материа­лов оседают на внутренних поверхностях нагрева котла в виде плотной, трудно отделимой накипи. Накипь уменьшает коэффициент теплопередачи и суживает про­ходные сечения в котельных трубах, что приводит к сни­жению экономичности и производительности установки, а также к аварийному разрушению металла. в связи с его перегревом.

Другая часть примесей выпадает в объеме котловой воды в виде мелкодисперсных взвешенных ча­стиц, составляющих подвижный осадок, который на­зывают шламом.

Для удаления шлама из нижних точек (барабанов, коллекторов) во избежание аварий котлов и снижения эффективности их работы применяют периодиче­скую продувку.

Третья часть примесей при определенных условиях может оседать © проточной части турбин, что снижает их экономичность и мощность и приводит к авариям.

С учетом изложенного, сырую воду до подачи в ос­новной контур циркуляции осветляют (освобождают от взвесей), умягчают (снижают содержание в ней солей жесткости) или подвергают ее практически полному химическому обессиливанию.

В рассматриваемой схеме сырая вода поступает в бак сырой воды 47 и подается насосом сырой воды 46 в механический фильтр 45, в котором из воды уда­ляются механические примеси. Затем вода поступает в водоумягчиили обессоливающую установку, откуда следует в деаэратор. Вода из деаэратора отка­чивается питательными насосами 41, которые приводят­ся в действие с помощью электродвигателей 40 или па­ровой турбины 42, отработавший пар из которой поступает в деаэратор в качестве греющей среды. На­правляемую в котел питательными насосами воду на­зывают питательной водой.

С каждой порцией подпиточной воды в котле накап­ливаются все новые порции примесей. Вместе с насы­щенным парам из барабана котла уносятся капельки воды, содержащей примеси, которые откладываются в пароперегревателе и в проточной части турбины. Для удаления растворенных в котловой. воде примесей осу­ществляют. из барабана котла непрерывную про­дувку 20, т. е. непрерывно удаляют из него часть воды.

Для уменьшения уноса капелек влаги в барабане котла предусмотрено сепарирующее устройство 23. При определенных условиях значительная часть примесей переходит в пар. Для удаления примесей из пара при­меняют промывку пара чистой водой или другие меро­приятия.

9.2. Паровой котел

Из рис. 9.1. следует, что барабан­ный котельный агрегат со­стоит из топочной камеры и газоходов, барабана, поверхностей нагре­ва, находящихся под давлением ра­бочей среды (воды, пароводяной смеси, пара), воздухоподогревателя, соединительных трубопроводов и воздуховодов. Поверхности нагре­ва, находящиеся под давлением, включают в себя водяной экономай­зер, испарительные элементы, обра­зованные в основном экранами топ­ки и фестоном, и пароперегреватель. Все поверхности нагрева котла, в том числе и воздухоподогреватель, как правило, трубчатые. Лишь неко­торые мощные паровые котлы име­ют воздухоподогреватели иной кон­струкции. Испарительные поверх­ности подключены к барабану и вместе с опускными трубами, соеди­няющими барабан с нижними кол­лекторами экранов, образуют цир­куляционный контур. В бара­бане происходит разделение пара и воды, кроме того, большой запас воды в нем повышает надежность работы котла.

Нижнюю трапециевидную часть, топки котельного агрегата называют холодной воронкой – в ней охлаждается выпадающий из факела частично спекшийся зольный остаток, кото­рый в виде шлака проваливается в специальное приемное устройство. Газомазутные котлы не имеют хо­лодной воронки.

Вся трубная система и барабан котла поддерживаются каркасом, состоящим из колонн и поперечных балок. Топка и газоходы защищены от наружных теплопотерь обму­ровкой – слоем огнеупорных и изоляционных материалов. На предприятиях страны установлены изготовленные отечествен­ными заводами паровые котлы раз­личных конструкций. Размеры паро­вых котлов также различны. Неко­торые в собранном виде можно пе­ревозить автомобильным транспор­том; в то же время крупнейшие котлы тепловых электрических станций имеют высоту 80 м и более.

Паровые котлы оснащаются си­стемами дистанционного управления и автоматизации, обеспечивающими надежную, безопасную и экономич­ную их работу.

9.3. Классификация промышленных печей

Назначение промышленных печей – тепловая обработка материалов и изделий для придания им опре­деленных свойств, необходимых для конечного продукта или для дальнейшей обработки.

Печи относятся к разделу устройств, в которых про­текают высокотемпературные процессы. Так, при плавке стали в мартеновских печах требуется температура 1800 – 2000°С. Нагрев стальных заготовок в кузнечных печах осуществляют до 1300 – 1500°С, а обжиг огнеупо­ров при 1500 – 1800°С. Печи широко применяются в раз­личных производствах: металлургическом, машинострои­тельном, химических, строительных материалов, пище­вых продуктов и др.

Источником энергии в печах служит главным обра­зом органическое топливо. Широко применяются элек­трические печи. Ведутся разработки печей, в которых источником энергии является ядерное топливо.

В связи с многообразием конструкций печей, обуслов­ленным их жесткой зависимостью от основной техноло­гии, в настоящее время нет достаточно стройной обще­принятой классификации промышленных печей. Класси­фицировать их можно, например, следующим образом:

1. По технологическому назначению:

плавильные – для расплавления металлов, минера­лов, стекла и т. л. (доменные и мартеновские печи, ва­гранки, печи для плавки цветных металлов, стекла и т. п.);

нагревательные – для нагрева металла перед обра­боткой давлением: прокаткой, ковкой, штамповкой (печи прокатных цехов, кузнечные печи);

термические – для нагрева материалов в целях тер­мической обработки: закалки, отпуска, отжига, нормали­зации (стали, чугуна, стекла и др.);

Рис. 9.2. Газовая барабанная печь с расплавленным стеклом.

Рис. 9.3. Печь периодического действия.

1– рабочая камера; 2 – проем (устье печи); 3 – заслонка; 4 – фронтальная стенка; 5 – шесток: 6 – газоход; 7 – вьюшка; 8 – дымовая труба.

обжиговые – для обжига материалов: керамики, из­вести, цементного клинкера, серного колчедана;

сушильные – для удаления влаги из материалов (форм и стержней в литейных цехах, сырца в керамиче­ской промышленности, дерева) или высушивания окра­шенных изделий;

перегоночные – для получения из одного продукта другого путем перегонки (печи нефтеперерабатывающих заводов, печи для получения искусственного жидкого топлива, коксовые батареи, некоторые печи химической промышленности);

химические – для нагрева материалов в целях про­ведения химических процессов.

2. По способу энергоснабжения:

топливные (пламенные), среди которых, в свою оче­редь, различают печи на твердом топливе, жидком и га­зообразном. Газообразное топливо наиболее удобно, тре­бует меньших капитальных вложений (в пределах печи) и эксплуатационных затрат, поэтому печи на газообраз­ном топливе имеют наибольшее распространение. При­меры топливных печей представлены на рис. 9.2, 9.3;

электрические, которые потребляют и превращают в теплоту электрическую энергию, предварительно полу­ченную на электростанции (в основном за счет теплоты). Среди них различают: электрические печи сопротивле­ния, дуговые, индукционные (рис. 9.4), контактные, электронные, инфракрасного нагрева, печи с ультравы­сокочастотным нагревом.

3. По периодичности действия:

печи непрерывного действия (рис. 9.5); печи периодического действия.

Примером может служить жаровая печь периодического дей­ствия для выпечки кондитерских изделий (рис. 9.3). Пекарная камера 1 в ней одновременно служит топкой. Продукты сгорания выходят через проем 2, закрываемый во время выпечки заслонкой 3. С помощью задвижки (вьюшки) 7 регулируют тягу. После оконча­ния топки из печи выгребают угли, заметают пол. Затем на пол камеры загружают кондитерские и хлебобулочные изделия, а проем закрывают заслонкой.

4. По характеру использования теплоты отходящих газов:

печи без использования теплоты отходящих газов (рис. 9.3);

печи с внутренним (регенеративным) использовани­ем теплоты отходящих газов, т. е. для нагрева компо­нентов горения и исходных материалов. При этом мо­гут быть использованы теплообменники либо рекупе­ративного типа (рис. 9.5), либо регенеративного ти­па – например, рис. 9.6, где изображена печь для выплавки стали. Эта лечь относится к печам реверсивным – с периодически изменяющимся направлением движения газов. Печь имеет регенера­торы с каждой стороны.

Рис. 9.4. Внешний вид индукционной установки для нагрева мел­ких заготовок.

1 – бункер; 2 – наклонный лоток; 3 – индуктор; 4 – толкатель; 5 – электро­пневматический кран.

Рис. 9.5. Схема устройства промышленной печи.

1 – подача топлива; 2 – слой топлива; 3 – колосниковая решетка; 4 – топка (слоевая); 5 – дутьевой вентилятор; 6 – регенеративный воздухоподогреватель: 7 – первичный воздух; 8 – вторичный воздух; 9 – материал (изделие), подвер­гаемый термической обработке; 10 – устройство для транспорта материала; 11 – рабочее пространство печи; 12 — питательный насос; 13 — горячий тепло­носитель (пар, вода); 14 – котел-утилизатор; 15 – дымосос; 16 – дымовая1 труба; 17 – удаление золы и шлака.

Рис. 9.6. Мартеновская печь.

1 – рабочее пространство; 2 – головка; 3 – шлаковик; 4 – регенератор; 5 – боров.

Печь имеет регенера­торы с каждой стороны. Через один из них проходят газы из рабочего пространства в дымовую трубу; в это же время через другой регенератор подается воздух из атмосферы в рабочее пространство. Через некоторое время (6 – 12 мин) срабатывает система перекидных клапанов, и направление движения указанных потоков становится противоположным;

печи с внешним использованием теплоты отходящих газов для технологических целей (в смежных агрега­тах) или для энергетических целей (с помощью встро­енных установок и систем, например отлов-утилиза­торов);

печи с комбинированным (внешним и внутренним)' использованием теплоты отходящих газов (рис. 9.5).

5. По форме рабочего пространства:

камерные (рис. 9.3, 9.5);

туннельные – (в отличие от рис. 9.3 здесь зоны термической обработки не выделены в отдельные ка­меры, а камера представляет собой продолговатый туннель); в общем случае в многокамерных или мно­гозонных печах можно выделить следующие зоны:

зону предварительной тепловой обработки исходных: материалов или изделий; зону основной технологиче­ской обработки; зону технологически регламентирован­ного охлаждения материалов и изделий;