1.2 Шляхи економії палива

Для зниження витрати палива можна запропонувати наступне:

1. розбивка печі на максимально можливу кількість зон регулювання з метою оптимізації температурного режиму нагріву по мінімуму витрати палива;

2. в невеликих печах виключення внутрішнього кільця опалення та створення всередині єдиного вогнетривкого моноліту. Це дозволить виключити втрати через внутрішнє кільце, підвищити температуру кладки і скоротити час нагріву;

3. застосування сучасних вогнетривких і теплоізоляційних матеріалів в кладці печі, а також інтенсифікація теплообміну в робочому просторі печі;

4. виключення підсосів холодного повітря шляхом застосування газоущільняючої арматури оглядових вікон;

5. збагачення повітря горіння киснем, що підвищує парціальні тиску СО₂ і Н₂О в продуктах горіння з інтенсифікацією променистого теплообміну і скорочує температуру і витрата вихідних продуктів горіння [3].

1.3 Характеристика рекуператорів, що застосовують в кільцевих печах

Голчасті рекуператори збирають з чавунних литих труб овального перетину, забезпечених з одного або двох сторін для збільшення поверхні і ефективності тепловіддачі голками. На кінцях труб є фланці, за допомогою яких труби приєднують один до одного і до обв'язувальним рейках. Рекуператори монтують так, що повітря проходить всередині голчастих труб, а продукти горіння зовні. Голчасті рекуператори можна встановлювати під піччю, над піччю або в лежаках.

Для невеликих печей застосовують рекуператори типу «термоблок», що представляють собою пучок труб, залитих чавуном із зупиненим каналів між рядами труб. Через труби пропускають нагрівається повітря або газ, а через канали в чавуні, розташовані перпендикулярно пучку труб, - димові гази.

Недоліком термоблоків є їх велика відносна маса на одиницю переданого тепла.

Для печей з температурою відхідних газів вище 900-1000°С в останні роки почали застосовувати так звані «радіаційні рекуператори», в яких димові гази проходять з відносно невеликою швидкістю в каналах великого перерізу, тобто зі значною товщиною шару, у зв'язку з тепловіддачею від газів до стінки рекуператора відбувається в основному за рахунок випромінювання - радіації тепла. Швидкість підігрівається повітря в радіаційних рекуператорах приймають рівною 20-30 м/с і вище.

Типи найбільш поширених керамічних рекуператорів: з трубчастих елементів і з фасонних каменів з чотирма прямокутними каналами.

У рекуператорах першого типу димові гази проходять по трубах зверху вниз, а повітря омиває труби зовні, кілька разів міняючи свій напрям; в рекуператорах другого типу - по каналах знизу вгору проходить повітря, а димові гази омивають фасонні камені зовні [6].

Петльовий металевий рекуператор (рис. 1.2) виконується з металевих труб 57/50 мм., встановлюється в димовому каналі. Перевагою його є вільне подовження труб при розігріві рекуператора, так як труби знаходяться в підвішеному стані і не відчувають термічних напруг.

Рис. 1.2 – Металевий пельовий рекуператор

Повітря входить в один з двох колекторів, потім рухається всередині труб по петльовий траєкторії і виходить з другого колектора. Потік диму проходить уздовж димового каналу між трубами. Ці рекуператори широко застосовуються на нагрівальних печах для підігріву повітря і газоподібного палива[3].

Оскільки температура димових газів дуже висока, робимо висновок, що існуючі рекуператори застарілі і забезпечують підігрів повітря до 300^оС. Як відомо, рекуператори в змозі забезпечити підігрів повітря приблизно до 350^оС. Тому є резерв для покращення утилізації теплоти продуктів згоряння [7].

Обґрунтуємо це в наступному розділі.