3. نموذج استرداد الحرارة لمنطقة التبريد
باختصار، يوجد عنصران من الحرارة في منطقة التبريد بفرن النفق يمكن استعادتهما. الأول هو الحرارة عالية الحرارة الناتجة عن حاجز التبريد السريع، والثاني هو الحرارة منخفضة الحرارة الناتجة عن التبريد المتسارع. كلا عنصري الحرارة هما هواء ساخن نظيف وجاف، ومناسبان للاستخدام في حجرة التجفيف.
بعد إدخال حاجز التبريد السريع إلى الفرن، يحدث فرق كبير في درجات الحرارة داخل وخارج منتجات الفرن. لضمان اتساق درجة حرارة الفرن ودرجة حرارة المنتج، من الضروري استخلاص الغاز عالي الحرارة الناتج عن حاجز التبريد السريع بعكس التيار. هذا يعني أن مخرج استخلاص الغاز عالي الحرارة يجب أن يكون أقرب إلى مخرج فرن النفق منه إلى مدخل إدخال غاز التبريد السريع.
نظرًا لارتفاع درجة حرارة الغاز المستخرج من الفرن، يجب أن تكون قناة العادم مصنوعة من فولاذ مقاوم للحرارة. كما يجب أن تُجهّز قناة العادم بصمامات خاصة لتوزيع الهواء البارد. قد تحتوي قناة الهواء الساخن الرئيسية على صمام دخول للهواء البارد، ويجب أن تحتوي قناة الهواء الساخن الرئيسية على صمام دخول للهواء البارد. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الهواء الساخن الداخل إلى مروحة استرداد الحرارة 300 درجة مئوية.
يُدخل حجم كبير من الهواء للتبريد السريع إلى الفرن من الذيل، ويُسحب تدريجيًا من الأعلى بعد تبادل الحرارة مع المنتجات. تبلغ درجة حرارة الهواء الساخن الداخل إلى مروحة استرداد الحرارة منخفضة الحرارة حوالي 150 درجة مئوية.
تتطلب حجرة التجفيف درجة حرارة وحجم هواء مختلفين تمامًا لوسط التجفيف. لذلك، من الضروري تركيب مروحة هواء ساخن منفصلة للتجفيف ومروحة تسخين مسبق لفرن النفق، مع وضع حاوية بينهما. يُسهّل هذا خلط الهواء الساخن عالي الحرارة، والهواء الساخن منخفض الحرارة، والهواء البارد المحقون، مما يضمن تزويد حجرة التجفيف بدرجة حرارة وحجم هواء مناسبين لوسط التجفيف. يمكن أتمتة هذه العملية. بالإضافة إلى ذلك، فإن نظام تشغيل فرن النفق ونظام تشغيل حجرة التجفيف منفصلان تمامًا، مما يُسهّل التحكم والتعديل بشكل مستقل.
4. الحرارة الأخرى القابلة للاسترداد في فرن النفق
4.1 حرارة الدخان
In the firing zone of the tunnel kiln, a large amount of smoke is generated by burning the fuel for firing products, and it flows to the preheating zone under the action of the exhaust fan, preheating the blanks. If high-temperature smoke heat is extracted at 350°C in the residual heat zone, it will undoubtedly affect the initial heating effect of the smoke in the preheating zone. The major drawback of utilizing high-temperature smoke is that the acidic gases in the smoke will severely corrode the drying equipment, and the outgoing gas from the drying chamber will pose a threat to the environment. Therefore, using smoke heat as a drying medium is not advisable. Instead, the smoke should be fully exchanged with the blanks inside the tunnel kiln until its temperature drops to 100-150°C. Then it should be expelled from the kiln and centrally treated through dust elimination equipment to meet the standard requirements before being discharged.
4.2 Kiln Cavity Heat Exchange
In the past, kiln cavity heat exchange was considered a method for kiln insulation. With the improvement of insulation materials, this heat exchange method has gradually been phased out, especially kiln wall cavity heat exchange. Some tunnel kilns still have kiln top cavity heat exchange to reduce the temperature of the kiln roof structure. Heat-exchanged hot air at approximately 50°C can be used as supplementary air volume for the drying medium.
4.3 Hot Air After Kiln Car Cooling
Modern tunnel kilns are equipped with an undercarriage pressure balance system. A cooling fan is installed at the position of maximum heat accumulation under the kiln car to blow air onto the structural parts of the kiln car for cooling. The gas after heat exchange flows in two directions, towards the kiln head and kiln tail. The gas flowing towards the kiln head is extracted at the corresponding exhaust position to achieve pressure balance between the upper and lower parts of the preheating zone. Due to imperfect sealing between kiln cars, some smoke components may infiltrate into the lower part of the kiln car. Therefore, the gas is generally treated together with the kiln exhaust gas through the kiln exhaust system. The gas flowing towards the kiln tail enters the low-temperature heat recovery pipeline through pipes.
5. Conclusion
1. Using the rapid cooling barrier can divide the tunnel kiln into two parts. Combining heat recovery with cooling process requirements can effectively recover the crystalline dry hot air as a drying medium in the tunnel kiln cooling zone.
٢. بناءً على الحسابات والخبرة العملية، يمكن أن تُمثل الحرارة المُستردة من منطقة تبريد فرن النفق ما بين ٣٥٪ و٤٥٪ من إجمالي استهلاك الحرارة في فرن النفق، مما يُلبي الاحتياجات الحرارية لغرفة التجفيف. على سبيل المثال، في فرن نفقي بمؤشر استهلاك حراري يبلغ ٣٨٠ كيلو كالوري/كجم، يمكن أن تصل الحرارة المُستردة إلى ١٥٢ كيلو كالوري/كجم. يبلغ مؤشر استهلاك الحرارة لغرفة التجفيف حوالي ١١٠٠ كيلو كالوري/كجم من الماء. عند خفض نسبة الرطوبة في المواد الخام الرطبة من ٢٠٪ إلى ٢٪ أثناء التجفيف، تكون الحرارة المطلوبة ١٦٠ كيلو كالوري/كجم، مما يُحقق توازنًا أساسيًا بين العرض والطلب.
٣. بالنسبة لأفران النفق ذات الاحتراق الداخلي، تُطبق طريقة استعادة الحرارة هذه أيضًا طالما أنها غير مُسخّنة بشكل مفرط. يُنصح بعدم تجاوز نسبة الاحتراق الداخلي ٨٠٪.
٤. في أفران النفق الثانوية ذات نظام الحرق الرمزي، يُمنع تمامًا استخراج الدخان كوسيلة تجفيف. هذا النهج يضر بعملية الحرق في فرن النفق، وهو غير صديق للبيئة، ويضر بمعدات التجفيف وورش الهياكل الفولاذية.