книги из ГПНТБ / Михелев, А. А. Печи хлебопекарного и кондитерского производств. (Устройство и эксплуатация)

начала прогрева печи q да 430 юсал/м2-ч. (В данном случае вычисля­ ли сумму шести членов ряда (58). Все же приближенная сумма ряда в этом случае больше отличается от

Отсюда видно, что обсуждаемые режимы охватывали практиче­ ски всю целесообразную область режимов разогрева печей такого типа: примерно от 1,5 до 5 ч. При этом окончание прогрева проис­ ходило при одной и той же температуре в рабочей камере (200° С), необходимой для нормального протекания процесса выпечки.

На основании данных, приведенных на рис. 22, можно сделать такие же выводы, какие были сделаны выше: интенсификация про­ цесса разогрева и соответственно сокращение его продолжительнос­ ти ведут к уменьшению расхода топлива на разогрев печи. Однако максимальная интенсивность разогрева печи ограничена (кроме мак­

* В работе принимали участие инженеры О. 3 . Хинчук и Ю. Н. Евенко.

122

симальной тепловоспринимающей способности обмуровки, данные по которой были приведены выше) также условиями сгорания топли­ ва, т. е. предельно допустимыми величинами тепловых напряжений топочного объема (данные по которым приводились выше при описа­ нии конструкций и режимов работы топочных устройств современ­ ных печей хлебопекарного и кондитерского производств) и сообра­ жениями, связанными с возможным нежелательным короблением металлических конструкций печи при интенсивном ее разогреве из холодного состояния.

Приведенные данные по обоснованию режимов разогрева печей, определению теплотехнических характеристик их обмуровок и пре­ дельных величин тепловых потоков, воспринимаемых обмуровкой при прогреве и определяющих длительность этого процесса, могут быть полезны при выборе на предприятии графика работы печей

ипри переводе их на периодическую (сменную) работу.

2.Регулировка и проверка печей хлебопекарного и кондитерского производств в процессе их эксплуатации. Наблюдение за работой и останов печи

При регулировке и проверке печей (отапливаемых горючим газом и жидким топливом) в процессе их эксплуатации важным меро­ приятием является анализ состава продуктов сгорания. Его произ­ водят периодически при разных режимах работы для предупрежде­ ния «хлопков» и взрывов газа в газоходах и каналах печи вследствие возможного нарушения регулировки газовой горелки в процессе ее эксплуатации. При этом проверяют наличие окиси углерода СО на выходе из камеры сгорания (топки). Анализ газа производится газоанализатором типа ГХП-3 (газоанализатор химический поглоти­ тельный).

Для определения наличия и количества окиси углерода в про­ дуктах сгорания и коэффициента избытка (расхода) воздуха в них может быть использован расчетный график простого анализа про­ дуктов сгорания природного газа, показанный на рис. 23. Входными величинами в этот график являются объем трехатомных газов R02 (двуокисей углерода, С 02, и серы, S02), определяемый в результа­ те прокачивания через поглотительный сосуд газоанализатора, заполненный гидратом окиси калия (щелочью КОН), отобранной для анализа пробой газа, и сумма R 02 + 0 2. (Объем кислорода в про­ дуктах сгорания определяется в результате прокачивания пробы газа через второй поглотительный сосуд, в котором в растворе КОН растворен также пирогаллол).

123

Газы для анализа отбирают специальной металлической пробо­ отборной трубкой, охлаждаемой водой. Длина такой трубки обычно составляет около 3 м (для печей БН, ПХС, ПХК и др.). В современ­ ных печах с рециркуляцией продуктов сгорания в конце камеры сме­ шения устанавливается предохранительный (взрывной) клапан, из

C02+ C z °/o

Рис. 23. Расчетный график простого анализа продуктов сгорания природного газа.

которого просматривается выходное отверстие топочного цилиндра. Через этот клапан пропускается пробоотборная трубка. Газоотбор­ ный конец трубки располагается на уровне (в плоскости) выходного отверстия цилиндра камеры сгорания (топки).

При наличии в продуктах сгорания окиси углерода следует уве­ личивать подачу воздуха в топку до тех пор, пока по показаниям газоанализатора содержание СО в продуктах сгорания не станет равным нулю.

При большом коэффициенте избытка (расхода) воздуха в про­ дуктах сгорания на выходе из топки следует уменьшать количество поступающего в нее воздуха до тех пор, пока при отсутствии окиси углерода в продуктах сгорания расход воздуха не станет минималь­ ным.

После проведения анализа газов для установления наличия в них окиси углерода следует производить контрольные анализы га­ зов для выявления в продуктах сгорания возможного наличия мета­ на и водорода. Для проведения последних анализов могут быть ре­ комендованы газовые стационарные хроматографы (в этом случае

124

отобранная в стеклянный сосуд проба газа анализируется в лабора­ тории) либо переносные.

Все сказанное выше относится к анализу продуктов сгорания горючих газов. Что касается второго вида топлива, которое может быть использовано для отопления современных печей хлебопекар­ ного и кондитерского производств,— жидкого, то основные выска­ занные положения сохраняются и в этом случае, только при опре­

ся различными способами в зависимости от конструкции горелочного устройства печи. В печах с инжекционными газовыми горелка­ ми (ПХС, ПХК) регулирование количества воздуха, подводимого для сгорания, производится автоматически: в зависимости от дав­ ления газа перед горелкой изменяется скорость истечения его из сопел, т. е. инжектирующая способность газовых струй и количест­ во увлекаемого ими воздуха. В печах с двухпроводными газовыми горелками (БН), в которых воздух в топку подается вентилятором, объем его изменяется с помощью электромагнитного клапана, уста­ новленного на воздушной магистрали и связанного с регулятором температуры в печи. При этом также изменяется расход газа.

При обоих указанных способах регулирования (в меньшей сте­ пени это относится к инжекционным горелкам) при изменении про­ изводительности горелки в некоторых пределах коэффициент из­ бытка воздуха в топке изменяется незначительно и практически мо­ жет сохраняться. Повлиять на его величину можно в инжекционных горелках конструкции инженера Царика (печи ПХС, ПХК), либо изменяя профиль отверстий в трубах смесителей горелки, либо меняя натяжение пружины, связанной с обоймой, перекрывающей эти отверстия. В печах с двухпроводными горелками можно изменить коэффициент избытка воздуха в топке при всех режимах, меняя сте­ пени прикрытия специального установочного крана на воздушной магистрали, расположенного на ней в Непосредственной близости от входа воздуха в топку.

Необходимо отметить также еще одно обстоятельство. Инжекционные горелки при некоторых крайних режимах не обеспечива­ ют попадания в топку достаточного для сгорания количества возду­ ха. В этом случае в футеровке торца топочного цилиндра оставляют отверстия, через которые за счет разрежения в топочной камере за­ сасывается так называемый вторичный (в отличие от первичного, инжектируемого в топку с помощью газовых струй) воздух. Для регулирования количества вторичного воздуха в печах ПХК

125

(последних конструкций), например, с помощью специальных засло­ нок можно перекрывать отверстия для подачи вторичного воздуха и таким образом регулировать коэффициент расхода воздуха в топке печи. В отличие от этого в печах ПХС и в первых конструкциях печей ПХК количество вторичного воздуха, подводимого в топку, не регулируется, так как в этих печах отсутствуют заслонки, перекры­ вающие отверстия для подвода вторичного воздуха.

Отметим еще следующие мероприятия, необходимые для преду­ преждения «проскока» пламени в газовую горелку и отрыва его от горелки, т. е. для нормальной работы горелки.

Газовоздушная смесь, выходящая из горелки в топочный ци­ линдр, быстро подогревается здесь до температуры воспламенения

ивоспламеняется. Зона (слой) вытекающей топливовоздушной смеси,

вкоторой начинается горение, имеет форму вытянутой дуги или ко­ нуса и называется фронтом горения или воспламенения. Передача из топки необходимого для воспламенения смеси тепла происходит

внаправлении, перпендикулярном к фронту воспламенения. В свою очередь, сама смесь выходит в топку из горелки с некоторой ско­ ростью навстречу фронту распространения пламени.

Скорость распространения пламени зависит от характера вытека­ ния газовоздушной смеси из горелки (т. е. от конструкции горелки), от состава смеси, в частности, от содержания в ней воздуха, а так­ же от температуры газовоздушной смеси. Так, при увеличении содержания в смеси первичного воздуха скорость распространения пламени возрастает, и при содержании воздуха в ней, равном около 90%, скорость распространения пламени становится максимальной. При вихреобразном турбулентном выходе смеси и при возрастании ее температуры в большой степени возрастает скорость распростра­

нения пламени.

Скорость выходящей из горелки газовоздушной смеси зависит как от объема самой смеси, так и от размеров горелки (площади се­ чений для прохода воздуха и газа). Для горелки данных размеров эта скорость тем большая, чем больше газообразного топлива по­ дается в горелку на сгорание и чем больше содержание подаваемого в нее с помощью вентилятора или инжектируемого воздуха.

При этом скорость газовоздушной смеси, выходящей из горелки, должна быть больше, чем скорость распространения фронта пламени в направлении нормали к нему (т. е. в направлении, перпендику­ лярном к фронту пламени). При этом между скоростью распростра­ нения фронта пламени в направлении нормали к нему и нормальной составляющей скорости газовоздушной смеси установится динамическое равновесие. При нарушении этого равновесия может произой­ ти затягивание факела в горелку — так называемый «проскок» в нее пламени — или, наоборот, отрыв пламени от горелки и его угасание.

126

При проскоке пламени в инжекционную горелку (например, конструкции инженера Царика), которая при работе заполнена газовоздушной смесью, может произойти хлопок газа, или даже при неблагоприятных условиях горения внутри горелки и перегрев го-

. релки. В некоторых особо неблагоприятных случаях возможен даже взрыв и разрушение горелки. Для предохранения инжекционных горелок от проскоков пламени на конце горелки (в выходном ее от­ верстии) можно устанавливать, например, так называемый пластин­ чатый стабилизатор пламени конструкции Ф. Казанцева. Стабили­ затор разделяет поток газовоздушной смеси на большое количество небольших струек, что значительно укорачивает факел. При этом также обеспечиваются условия для устойчивого горения факела и, кроме того, создаются условия, препятствующие обратному проско­ ку пламени в ствол горелки.

Вгазовых горелках, устанавливаемых, например, на печах БН

идр. (так называемых двухпроводных или смесительных горелках),

вкоторых газ и воздух подаются раздельно, и смешение их происхо­ дит вблизи выхода из горелки, так как воздух подается к месту выхода газа, опасность проскока пламени становится минимальной, однако сохраняется возможность разогрева выходной части горелки.

Вотношении проскока пламени наиболее опасными являются периоды разжига и отключения горелки. Кроме того, значительную опасность представляют также моменты изменения нагрузки горел­ ки (в особенности при больших изменениях расхода топлива).

Для того чтобы избежать проскока пламени в газовую горелку, при разжиге прикрывают подачу воздуха в нее. В процессе увеличе­ ния нагрузки включенной горелки вначале прибавляют подачу газа, идущего на сгорание, и только после этого увеличивают раз­ режение в топке (увеличивают тягу) и расход воздуха, подаваемого на сгорание. При уменьшении нагрузки горелки вначале, наоборот, уменьшают количество подаваемого воздуха и только после этого с помощью шибера, расположенного на трубе уходящих газов, умень­ шают разрежение в топочном цилиндре (убавляют тягу) и расход (подачу) газа.

Отрыв пламени от газовой горелки чаще всего происходит при неправильном разжиге горелки. В процессе работы горелки отрыв пламени наиболее вероятен при внезапном увеличении расхода газа (давления газа перед горелкой), резком увеличении расхода возду­ ха на сгорание либо при внезапном резком увеличении разрежения в топочном пространстве печи.

Отрыв пламени от горелки печи хлебопекарного и кондитерско­ го производства весьма опасен в том отношении, что при угасании факела и продолжающейся подаче в топку печи газообразного топ­ лива может иметь место загазовывание каналов и газоходов печного

127

агрегата и последующий хлопок газа либо даже взрыв при разжи­ ге горелки.

Для того чтобы предупредить отрыв пламени, не следует повы­ шать производительность газовой горелки сверх указанных в ее паспорте расчетных данных (т. е. не подымать выше рекомендуе­ мых значений давление газа и воздуха перед горелкой), а также под­ держивать в топке разрежение, превышающее нормальное его зна­ чение (равное, примерно, 2—3 мм вод. cm.).

Кроме того, для предупреждения «проскока» пламени в газовую горелку и отрыва его от горелки во время функционирования горел­ ки необходимо поддерживать нормальное расположение факела в топочном цилиндре печи (симметричное относительно оси цилиндра) и относительно оси горелки. Кроме того, необходимо следить за полнотой сгорания топлива и наличием нормального расхода (коэф­ фициента расхода) воздуха, подаваемого в топку печи для сгорания топлива.

Впечах, работающих на жидком топливе (печи БН и др.), в которых используются форсуночные агрегаты с механическим прин­ ципом распыливания топлива, для регулирования коэффициента избытка воздуха в топке используется шибер (воздушная заслонка), расположенный на всасывающей стороне вентилятора, нагнетающе­ го воздух в топку печи.

Впроцессе работы современных печей хлебопекарного и конди­ терского производства часто бывает необходимой регулировка газо­ распределения по зонам и по ширине печи. Такая регулировка ока­ зывается необходимой при переводе печи на выработку нового вида продукции, при нарушении режима работы печи либо при переводе печи на новый вид топлива: с газообразного на жидкое или наоборот.

Регулировка газораспределения состоит в подаче необходимого количества греющих газов в соответствующие зоны по длине печи ив обеспечении равномерного подвода газов по ширине печи. В за­ висимости от конструкции печи хлебопекарного и кондитерского производств (наличия регулирующих органов — шиберов) эта регу­ лировка может быть произведена с той или иной степенью точности. (Ниже на конкретных типах печей показана последовательность мероприятий, имеющих место при регулировании газораспределения).

Впроцессе эксплуатации в современных печах хлебопекарного производства часто бывает необходимой регулировка количества удаляемых испарений из рабочей камеры. Необходимость в ней мо­ жет возникнуть во время эксплуатации при изменении производи­ тельности печи при переводе ее на выработку нового вида продукции, при нарушении режима работы печи.

Эта регулировка производится с целью обеспечения отвода минимального количества паровоздушной смеси из рабочей камеры,

128

равного, примерно, расходу пара, подводимого для увлажнения, и размеру упека. В противном случае, например при большой вели­ чине отвода, на нагревание вентиляционного воздуха, поступающе­ го через посадочное и выгрузочное отверстия, расходуется чрезмер­ ное количество тепла. При малой величине отвода возможно неже­ лательное выбирание газов из пекарной камеры через посадочное и выгрузочное отверстия.

Во время эксплуатации печей хлебопекарного и кондитерского производств необходимо осуществлять постоянное наблюдение за их работой. Необходимо обеспечить требуемую по графику произ­ водительность печи при выработке продукции, соответствующей требованиям ГОСТа и экономичную ее работу (номинальная за­ грузка печи, полное сжигание топлива).

При работе печи следует тщательно следить за полнотой сгорания топлива и не допускать его недожога; следить за температурой грею­ щих газов и в пекарной камере, за давлением пара, подводимого в зону гигротермической обработки тестовых заготовок в печах хле­ бопекарного производства.

Перед каждым запуском печи (разжигом печи) необходимо тща­ тельно продувать газовые каналы печи свежим воздухом не менее

5 мин.

Современные печи хлебопекарного и кондитерского производ­ ств оборудуются большим количеством контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, позволяющих, с одной стороны, автоматически управлять работой печи и обеспечить ее безопасность, а с другой,— оперативно следить за процессами, происходящими в печи с целью ведения их на оптимальном уровне.

Приборы и средства автоматизации печей располагаются обычно как непосредственно на самой печи, так и электрических щитах, которыми оборудуются современные печи. Обычно осуществляется измерение температур греющих газов и в пекарной камере. С помо­ щью приборов, установленных по месту, измеряются параметры (иногда и расход) пара, подводимого в зону гигротермической обра­ ботки тестовых заготовок в печах хлебопекарного производства, а также параметры и расход (чаще для газообразного топлива) га­ зообразного и жидкого топлива, подаваемого на сгорание в топку печи.

В сменном журнале обязательна регистрация показаний прибо­ ров. При этом необходимо следить за появляющимися предупреди­ тельными надписями об окончании диаграммной ленты в регистри­ рующих приборах и своевременно ее заменять. При необходимости получить с прибора часть диаграммной ленты с записью, которую необходимо оперативно проанализировать, не дожидаясь окончания рулона, следует снять рулон, оборвать диаграммную ленту и

извлечь из него гильзу. Конец оставшейся в приборе диаграммной ленты необходимо обрезать углом и заправить в гильзу. Затем снова установить гильзу в прибор.

При установке диаграммной ленты необходимо контрольную риску на шкале прибора совместить с цифрой на ленте, соответствую­ щей времени ее установки, и на ленте записать дату.

Для нормальной эксплуатации приборов, регистрирующих тем­ пературу (потенциометров, милливольтметров), и обеспечения дли­ тельной и бесперебойной их работы, следует производить периоди­ ческую чистку и смазку подвижных частей и механизмов прибора в соответствии с монтажно-эксплуатационной инструкцией, прилага­ емой к приборам.

Все контрольно-измерительные приборы, устанавливаемые непо­ средственно на печи или на щите, должны быть хорошо освещены, а с рабочего места оператора, обслуживающего печь, хорошо видны шкалы приборов.

Оператор должен иметь суточную ведомость работы печи и ин­ струкции, связанные с ее безопасной эксплуатацией (эти материалы должны храниться в рабочем столе оператора).

Через установленные промежутки времени (через час или пол­ часа) оператор должен записывать в сменный журнал показания при­ боров: давление газа (жидкого топлива) перед печью; давление воз­ духа (в печах с двухпроводными горелками, если на воздушной ма­ гистрали установлен манометр); температуру вдоль пекарной каме­ ры; давление пара; разрежение на выходе из топки; прочие сведения

ивеличины, запись которых установлена для данной печи.

Всменный журнал заносится также время пуска и останова печей. Кроме того, оператор обязан в течение своего дежурства сообщать начальнику смены все необходимые сведения о работе обслуживаемой им печи (печей) для записи в оперативный журнал цеха.

При прекращении подачи к печи объектов термообработки (на­

пример, тестовых заготовок) печь можно остановить в резерв. Для этого следует, прежде всего, прекратить подачу топлива. Так как длительность процесса разогрева современных печей хлебопекарно­ го и кондитерского производств невелика (1,5—2 ч), то держать их в горячем резерве более 2 ч не следует.

Печи останавливают в ремонт согласно утвержденному графику. При этом профилактические ремонты производятся примерно один раз в течение 5—6 мес. и длятся они 2—3 дня; капитальные ремон­ ты — один раз в 1,5—2 года и длятся они 10—12 дней.

Аварийный останов печи должен быть немедленно произведен в следующих случаях: при взрыве (хлопке) несгоревших газов в системе обогрева печи; неисправности системы автоматики, угро­

130

жающей безопасности работы печи и обслуживающего ее персонала; прогорании топочного цилиндра (последнее относится к современ­ ным печам хлебопекарного и кондитерского производства с рецир­ куляцией продуктов сгорания) — в таких печах при нарушении целостности топочного цилиндра, в котором происходит сгорание топлива, рециркулирующие газы смешиваются с продуктами непол­ ного сгорания, т. е. до того, как топливо полностью сгорит. При этом факел может чрезмерно охладиться, температура его станет ниже той, при которой нормально протекают химические реакции горе­ ния, что может быть причиной поджога и последующего взрыва в системе обогрева; угасании факела (причины для угасания факела могут быть различные: прекращение подачи топлива или воздуха, отрыв факела, случайное прикрытие обслуживающим печь персона­ лом запорной арматуры на коммуникации топлива и т. п.). В этом слу­ чае подача топлива на сгорание должна автоматически прекратить­ ся — топливная коммуникация перекрывается электромагнитным вентилем; одновременно об угасании факела сигнализируют зву­ ковые и световые сигналы, при появлении которых следует прове­ рить срабатывание автоматической защиты и перекрыть запорную арматуру, если по какой-либо чрезвычайной причине защита не сра­ ботает; прекращении подачи электроэнергии (в этом случае в со­ временных печных агрегатах с искусственной тягой останавливается вентилятор рециркуляции, обесточивается вся электрическая систе­ ма печи, прекращается подача топлива, останавливается конвейер). Если подача топлива в печь по какой-либо чрезвычайной причине не прекратилась, следует немедленно перекрыть запорную арматуру на тракте топлива. При этом сетчатый конвейер печи для выгрузки заготовок, находящихся в рабочей камере, в современных печах обычно можно привести в действие вручную с помощью храпового механизма с рукояткой.

В современных печах обычно предусматривается ряд защитных мероприятий, при соблюдении которых может быть устранено или, во всяком случае, уменьшено число аварийных ситуаций. Одним из таких мероприятий, предохраняющих от взрыва на печи несго­ ревших продуктов сгорания, является продувка газового тракта. Продувка производится перед каждым разжигом и заключается в том, что с помощью вентилятора рециркуляции через газоходы и каналы печи (обычно в течение 5 мин) прокачивают свежий воздух.

Кроме указанных выше случаев, когда аварийный останов печи может быть произведен обслуживающим персоналом, в конструк­ циях современных печей хлебопекарного и кондитерского производ­ ств обычно предусматривается еще ряд блокировок и защитных си­ стем, которые при необходимости производят отключение объекта, т. е. прекращают подачу топлива на сгорание (в этом случае следует