1.1.5. Теплотехнічні принципи організації технологічних процесів та схеми камер основної технологічної обробки

В високотемпературних теплотехнологічних установках з газовим теплоносієм найбільш широко використовуються наступні теплотехнічні принципи:

1) щільно фільтрованого слою (теплова обробка вільної засипки дроблених матеріалів, мілких виробів та інших тіл);

2) киплячого слою (теплова обробка зернистих чи грубо змелених матеріалів за умови газового псевдозжиження);

3) зваженого слою (теплова обробка змелених матеріалів за умови газовзвісі);

4) слою, що пересипається (теплова обробка сипучого матеріла, що переміщується різними способами);

5) укладених завантажень (теплова обробка укладки виробів чи полуфабрикатів);

6) випромінюючого факела чи випромінюючого газового потоку;

7) поверхневого випромінювання;

8) зануреного факела (теплова обробка матеріалу в ванне розплаву, що продувається газовим теплоносієм);

9) комбінований (теплова обробка матеріалів за умов послідовного застосування двох або декількох теплотехнічних способів).

Згідно з цими принципами можна виділити дев’ять типів високотемпературних теплотехнологічних установок з газовим теплоносієм, що має аналогічну назву (наприклад, установка з киплячим слоєм, установка з зануреним факелом и т.і).

Застосування комбінованих теплотехнічних принципів є характерною особливістю багатьох нових і радикально модернізованих діючих теплотехнологічних установок.

Прийнявши за основу класифікацію теплотехнологічних установок з

електричним джерелом енергії спосіб електричного нагріву [З], можна виділити наступні типи цих установок (см. розд. 6 кн. 2 цієї серії):

1) непрямого нагріву (наприклад, печі опору);

2) прямого (контактного) нагріву;

3) індукційного нагріву;

4) електродугового нагріву;

5) електронно-променевого нагріву;

6) плазменного нагріву.

2. Методичні основи реалізації ефективних теплотехнічних і

конструктивних схем технологічних усатановок

1.2.1. Основні вихідні положення

Промисловий теплотехнологічний комплекс є одним з основних споживачів паливно - енергетичних ресурсів країни. Тільки високотемпературні теплотехнологічні системи за рівнем прямого споживання палива конкурують з ТЕС країни (табл. 1.1). В той самий час ці системи характеризуються низьким ККД паливовикористання (не перевищує часто 15—35%), а також виключно великими потенційними можливостями економії палива. Так, збільшення середнього ККД паливних печей країни в 2 рази (що ще значно нижче принципово можливого) приведе до річної економії палива, наприклад в 35—40 раз перевищуючу планову економію палива в виробництві електроенергії на ТЕС країни.

До недоліків традиційної промислової теплотехнології можуть бути віднесені значні матеріальні відходи; невдосконалення теплових схем; низька інтенсивність процесів тепло- и масообміну та ефективність застосованих теплотехнічних принципів; невдосконалення конструктивних схем огородження технологічних камер и установок; обмеженість застосування прогресивних джерел енергії; відсутність як правило, обмеженої ув’язки технологічного, енергетичного, експлуатаційного аспектів теплотехнологічних систем з задачами охорони навколишнього середовища.

Здолання перерахованих недоліків, що незвичайно важно як при реалізації нових, так і при корінній модернізації діючих теплотехнологічних систем, найкращим чином можливо на базі, яка включає нові технологічні (рис.1.12), енергетичні (рис.1.13), науково-методичні (рис.1.14) та науково-організаційні основи.

Таблиця 1.1 – Приблизне відносне паливоспоживання деяких

високотемпературних теплотехнологічних систем

Види продуктів, що отримуються	Споживання палива у відсотках від спо-живаної на виробництві електроенергії
Електроенергія	100,0
Чавун	30,0 – 35,0
Продукти нафтопереробки	9,5
Цемент	8,5
Прокат, стальні труби, поковки, штамповки	7,5
Мартенівська сталь	5,0
Червона цегла, шамотні та інші вироби	3,5
Кольорові метали	3,5
Віконне скло	0,5

Ідеальна теплотехнологічна система, в основі якої .лежить повна і одночасна реалізація принципів безвідходної технології, характеризується:

І) повним товарним вилученням всіх компонентів вихідної сировини, полуфабрикатів, матеріалів;

2) економним і високоефективним використанням паливно - енергетичних ресурсів;

3) застосуванням замкнутих циклів промислового водовикористання;

4) благоприйнятним виробничим комфортом для людини;

5) забезпеченість охорони навколишнього середовища.

В теперішній час особливе значення приобретают науково - організаційні міроприємства, які направлені на розвиток науково - дослідних робіт по безвідходним технологіям і новим прогресивним теплотехнологічним процесам, на розвернення науково - дослідних робіт по енергетичному забезпеченню, теплотехнічному і конструктивному оформленню нових технологій та їх окремих процесів.