2.1.2.3. Енергетичний аудит печей

2.1.2.3.1 Загальна характеристика ефективності печей

Печі призначені для термічної обробки матеріалів і виробів. Вони бувають періодичної і безперервної дії.

Печі найбільш крупні споживачі енергії в промисловості України. Вони мають надто низьку енергетичну ефективність, а також надзвичайно великі потенціальні можливості економії палива [1, 3, 20, 22]. Коефіцієнт використання палива в промислових печах без утилізації теплоти досить низький 10…15 % . Якщо за піччю встановлено рекуператор або регенератор, КВП досягає 50…60 % [3]. При цьому димові гази охолоджуються до 300…400 ^оС. Головна технічна причина такого положення міститься в тому, що кількість повітря, яке необхідне для здійснення процесу горіння палива, і відхідних димових газів неоднакові (останніх значно більше). По цій причині нагріваючи тільки дуттєве повітря глибоко охолодити продукти згорання неможливо. Положення ускладнюється ще і тим, що втрати теплоти в промислових печах в порівнянні з котлами значно більші. До всіх втрат, які мають місце в котлах, додаються значні але важко корисно використовуємі втрати теплоти з нагрітими технологічними матеріалами або виробами. До того ж втрати теплоти в навколишнє середовище, які для котлів складають максимум 2..4 %, в печах значно більші. Вони досягають 15…20 % і навіть вище [3]. Всі дані наведені при розрахунках по нижчій теплоті згорання палива.

В цілому втрати теплоти з печей в навколишнє середовище складаються з:

• втрат крізь стінки, склепіння та під печі;

• втрат випромінюванням крізь вікна та отвори;

• втрат з пічними газами, які відходять крізь вікна та отвори.

Типові схеми теплових і матеріальних потоків в печах періодичної та безперервної дії показані на рис. 2.1.2.1 і 2.1.2.2.

Рис. 2.1.2.1. Потоки теплоти в печі періодичної дії

Рис. 2.1.2.2. Схема печі безперервної дії

В печі періодичної дії сировина підігрівається безпосередньо в печі. Основні втрати теплоти пов’язані з продуктами згорання палива, які відходять через димову трубу.

Інші види втрат показані на рис. 2.1.2.2. Теплота газів може бути використана для попереднього нагріву повітря, яке поступає в зону горіння, при розміщенні рекуператорів, або для одержання пари при використанні котла-утилізатора, а також для попереднього нагріву сировини, що надходить в піч.

Печі безперервної дії використовують головним чином для термообробки. Вони мають великі можливості утилізації теплоти. Холодне повітря, яке надходить в піч, може бути використано для охолодження готових виробів і далі в якості повітря для пальників печі. Гарячі відхідні гази використовуються для попереднього нагріву виробів, які надходять в піч.

В Україні питоме споживання палива для вироблення готової про-дукції надто велике в порівнянні з середнім рівнем питомого споживання в країнах ЄС. Цей фактор залежить від великої кількості компонентів енерговиробляючих систем та виду енергоспоживаючих процесів. Проте, в більшій ступені ефективність використання палива залежить від типу і технічного стану печей, які задіяні в виробничому процесі.

На підприємствах України це обладнання має високі температури зовнішніх поверхонь і відхідних газів. Оскільки більшість печей має великі маси та габарити і працюють цілодобово, то величина втрат енергії тут дуже велика.

Більшість печей знаходяться в незадовільному технічному стані.