47.Керамические рекуператоры: назначение, устройство, принцип действия. Достоинства и недостатки.

Рекуператоры представляют собой теплообменные устройства, в которых тепло от отходящих газов нагреваемому воздуху передается непрерывно через разделительную стенку прямотоком, противотоком или перекрестным током.

В керамических рекуператорах из-за их недостаточной плотности можно подогревать только воздух до температуры 800—1000° С.

Керамические рекуператоры различных типов выполняют из фасонных трубчатых элементов — одноходовых и двухходовых. Внутри элементов движутся отходящие газы, снаружи их омывает воздух, или наоборот. Трубчатые элементы изготовляют из шамотных, карборундовых или высокоглиноземистых огнеупорных материалов. Керамические рекуператоры работают в противотоке, при этом температура стенки максимальна в месте выхода воздуха. Удельная площадь поверхности нагрева шамотных рекуператоров 6—12 м2/м3, скорость дымовых газов 0,3—1,5 м/с, воздуха — 1—2 м/с. Керамические рекуператоры располагают у самой стекловаренной печи (под ней или сбоку). Недостатки керамических рекуператоров — громоздкость, малая прочность, отсутствие герметичности.

Рис. 1. Типы керамических рекуператоров: а — движение дымовых газов по элементам вертикальное, воздуха — горизонтальное, б — движение дымовых газов по элементам горизонтальное, воздуха — вертикальное, а— движение дымовых газов и воздуха по элементам горизонтальное

В сравнении с керамическими они малогабаритны благодаря более высокой теплопроводности металла, чем керамики, имеют более плотное соединение отдельных частей, просты в эксплуатации, но со временем могут выходить из строя из-за постепенного окисления и разрушения поверхности труб. Керамические же не имеют перечисленных достоинств, по являются более долговечными. Применяют для кладки муллитовые ,высокоглиноземистые ,шамотные огнеупоры.

48. Регенераторы: назначение, устройство, принцип действия. Типы насадок регенератора. Преимущества и недостатки.

Регенератор-теплообменник периодического действия предназначенный для обогрева воздуха подаваемого на горение и утилизации тепла отходящих газов.

В регенераторах в один период времени может находиться только одна среда- нагреваемая или нагревающая ,поэтому используют не только для подогрева но и для нагрева низкокалорийного газообразного топлива.

Регенератор печи с подковообразным направлением пламени

1-11 переводной дымовоздушный клапан;2-10-дымовоздушный канал;3-9 регулирующие шибера;4-8 регенератор;5-7 шахтные горелки;6-варочная часть;12-16-дымовой канал;13-поворотные шибера;14-отсечной шибер;15-дымовая труба;17-поднасадочный канал;

Принцип работы: Воздух через шибер 1 попадает в дымовоздушный канал 2, из дымоводушного канала он поступает в поднасадочный канал, далее в насадку регенератора 4,воздух нагревается, абирая тепло от насадочного кирпича. внасадку воздух поступает с т-рой 50-100 С, нагревается до 1000-1150,далее в горелку 5 где смешивается с топливом газообразным или жидким,образуя пламя которое обогревает варочную часть. Дымовые газы из варочной части отводятся из горелки с т-рой 1500-1550 поступает в регенератор 8.Дымовые газы отдают свое тепло насадочному кирпичу.По каналам 10 ,12 , 16 попадают в дымовую трубу и выбрасываются в атмосферу.т-ра отходящих дым. Газов 270-550С. По истечении 20 минут происходит перевод направления движения пламени(дым газов).Время перевода движения дымовых газов в печи может быть реализован по разному:1.по времени (20 мин.) 2.по т-ре подогрева воздуха; 3.по т-ре отходящих газов;

Регенераторы: 1.горизонтальные;2 . вертикальные; 3.с общей насадкой; 4. Секционные; 5 . одноходовые; 6. Многоходовые.

Горизонтальные- не используются на практике, применяют если местность х-ся высокими грунтовыми водами. Недостатки: не полностью используют объем насадки,подвержены разрушениям.

Вертикальные- использ. активно в них легко организовать замну насадки даже в работающей печи.

С общими насадками- считается что лучше используется тепло отход. газов ,в секционных можно точнее регулировать режимы по длине печи.

Типы кладок регенератора

Размер насадочного кирпича 65х150х300.

Наибольшее распространение получили насадки (решетки) из обыкновенного кирпича – динасового и шамотного. В зависимости от способа укладки кирпичей различают насадки типа Сименс (рис. .2а) и типа Каупер (рис. 2б). Насадка Каупера имеет только вертикальные каналы, она обладает повышенной строительной прочностью, но её удельная поверхность теплообмена, т.е. площадь соприкасающейся с газами поверхности кирпичей в м2 на 1 м3 насадки, меньше, чем у насадки Сименса. Насадка Сименса имеет вертикальные и горизонтальные каналы, её строительная прочность ниже, но конвективная теплоотдача выше. Удельная поверхность насадок Сименса и Каупера находится на уровне 15-20 м2/м3 в зависимости от размера каналов для прохода газов (ячеек).

Их характерными чертами являются простота кладки, применение кирпича стандартных форм и размеров, выполнение прямых вертикальных каналов без перебивки их смещенными рядами или выступающими концами кирпичей. Материалом для насадки регенераторов, работающих при температурах ниже 1300° С, служит в основном шамотный кирпич. Для насадок ванных печей, работающих при повышенных температурах (выше 1350—1400° С), наиболее эффективны основные огнеупоры — обжиговые форстеритовые и магнезитохромитовые. Их преимущества — высокая огнеупорность, стойкость к воздействию стекольной шихты, повышенная теплоаккумулирующая способность.

Рис. 2. Насадки вертикальных регенераторов: а — шахматная (лихте) с прямыми каналами, б — в клетку с прямыми каналами, в — корзиночная

Толщина насадочного кирпича определяется его прочностью под нагрузкой и степенью участия в теплообмене. При небольшой толщине кирпича поверхность нагрева возрастает и уменьшается требуемая продолжительность нагрева и охлаждения. Кроме того, при малой толщине кирпича увеличиваются колебания температуры греющих и нагревающихся газов и уменьшается коэффициент теплопередачи. При слишком большой толщине кирпича его середина может не принимать участия в теплообмене, что бесполезно увеличивает объем насадки.

Насадка работает в разных зонах- верхние ряды перепад т-р 400 С должна быть химическая стойкость к шихтной пыли. Кладка кирпичей сверху вниз для тарного стекла : 1500С – переклазовые огнеупоры,1400С – переклазовые или форстеритовые огнеупоры,900 -1000С-шамотнве огнеупоры или форстеритовые. Рубашка регенератора – внутри из огнеупора что и насадка .Выполняют в три слоя : насадка,рубашка, теплоизоляция. Насадка установлена на поднасадочной арке.

1-замковый кирпич,препятствует разрушению арок под нагрузкой,2-огнеупорный слой,3- изоляционный слой,4-поднасадочная арка.