3. Modèle de récupération de chaleur pour la zone de refroidissement
En résumé, deux composantes de la chaleur de la zone de refroidissement d'un four tunnel peuvent être récupérées : la chaleur à haute température générée par la barrière de refroidissement rapide et la chaleur à basse température produite lors du refroidissement accéléré. Ces deux composantes sont de l'air chaud propre et sec, utilisable dans la chambre de séchage.
Après l'introduction de la barrière de refroidissement rapide dans le four, une différence de température importante se produit à l'intérieur et à l'extérieur des produits. Pour garantir l'homogénéité de la température du four et de celle des produits, il est essentiel d'extraire le gaz à haute température généré par la barrière de refroidissement rapide à contre-courant. Cela signifie que la sortie d'extraction du gaz à haute température doit être plus proche de la sortie du four tunnel que l'entrée d'introduction du gaz à refroidissement rapide.
En raison de la température élevée des gaz extraits du four, le conduit d'évacuation doit être en acier résistant à la chaleur. Il doit également être équipé de vannes spéciales pour la distribution de l'air froid. Le conduit principal d'air chaud peut également être équipé d'une vanne d'admission d'air froid, et le conduit principal d'air chaud doit également être équipé d'une vanne d'admission d'air froid. La température de l'air chaud entrant dans le ventilateur de récupération de chaleur ne doit pas dépasser 300 °C.
Un important volume d'air destiné au refroidissement accéléré est introduit dans le four par la queue et extrait progressivement par le haut après échange de chaleur avec les produits. La température de l'air chaud entrant dans le ventilateur de récupération de chaleur basse température est d'environ 150 °C.
La chambre de séchage nécessite une température et un volume d'air totalement différents pour le milieu de séchage. Il est donc nécessaire d'installer un ventilateur d'air chaud séparé pour le séchage et un ventilateur de préchauffage pour le four tunnel, avec un récipient intercalé entre eux. Cela facilite le mélange d'air chaud haute température, d'air chaud basse température et d'air froid injecté, garantissant que le ventilateur d'air chaud puisse fournir à la chambre de séchage une température et un volume d'air adaptés au milieu de séchage. Ce processus est automatisable. De plus, les systèmes de fonctionnement du four tunnel et de la chambre de séchage sont entièrement séparés, ce qui facilite leur contrôle et leur réglage indépendants.
4. Autre chaleur récupérable dans le four tunnel
4.1 Chaleur de fumée
Dans la zone de cuisson du four tunnel, une grande quantité de fumée est générée par la combustion du combustible servant à la cuisson des produits. Sous l'action du ventilateur d'extraction, elle s'écoule vers la zone de préchauffage, préchauffant ainsi les ébauches. L'extraction de la chaleur des fumées à haute température à 350 °C dans la zone de chaleur résiduelle affectera sans aucun doute l'effet de chauffage initial des fumées dans la zone de préchauffage. L'inconvénient majeur de l'utilisation de fumées à haute température est que les gaz acides qu'elles contiennent corrodent fortement l'équipement de séchage, et les gaz sortant de la chambre de séchage constituent une menace pour l'environnement. Par conséquent, l'utilisation de la chaleur des fumées comme moyen de séchage est déconseillée. Il est préférable d'échanger intégralement les fumées avec les ébauches à l'intérieur du four tunnel jusqu'à ce que leur température atteigne 100-150 °C. Elles doivent ensuite être évacuées du four et traitées de manière centralisée par un système de dépoussiérage afin de répondre aux exigences des normes avant d'être évacuées.
4.2 Échangeur de chaleur de la cavité du four
Par le passé, l'échange thermique par la cavité du four était considéré comme une méthode d'isolation. Avec l'amélioration des matériaux isolants, cette méthode a progressivement disparu, notamment l'échange thermique par la cavité des parois du four. Certains fours tunnels disposent encore d'un échangeur thermique par la cavité supérieure du four afin de réduire la température de la voûte. L'air chaud échangé à environ 50 °C peut servir de volume d'air supplémentaire pour le milieu de séchage.
4.3 Air chaud après refroidissement du wagon du four
Les fours tunnel modernes sont équipés d'un système d'équilibrage de pression du châssis. Un ventilateur de refroidissement est installé à l'endroit où l'accumulation de chaleur est maximale sous le wagon du four afin de souffler de l'air sur les pièces structurelles du wagon pour le refroidissement. Après échange thermique, les gaz circulent dans les deux sens : vers la tête et la queue du four. Le gaz s'écoulant vers la tête du four est extrait au point d'échappement correspondant afin d'équilibrer la pression entre les parties supérieure et inférieure de la zone de préchauffage. En raison d'une étanchéité insuffisante entre les wagons du four, des composants de fumée peuvent s'infiltrer dans la partie inférieure du wagon. Par conséquent, les gaz sont généralement traités avec les gaz d'échappement du four via le système d'échappement du four. Le gaz s'écoulant vers la queue du four pénètre dans la canalisation de récupération de chaleur basse température par des tuyaux.
5. Conclusion
1. L'utilisation d'une barrière de refroidissement rapide permet de diviser le four tunnel en deux parties. La combinaison de la récupération de chaleur et des exigences du procédé de refroidissement permet de récupérer efficacement l'air chaud sec et cristallin comme agent de séchage dans la zone de refroidissement du four tunnel.
2. D'après les calculs et l'expérience pratique, la chaleur récupérée dans la zone de refroidissement du four tunnel peut représenter 35 à 45 % de la consommation totale de chaleur du four tunnel, répondant ainsi aux besoins de la chambre de séchage. Par exemple, dans un four tunnel ayant un indice de consommation de chaleur de 380 kcal/kg, la chaleur récupérée peut atteindre 152 kcal/kg. L'indice de consommation de chaleur de la chambre de séchage est d'environ 1 100 kcal/kg d'eau. Lorsque la teneur en humidité des ébauches humides est réduite de 20 % à une humidité résiduelle de 2 % pendant le séchage, la chaleur requise est de 160 kcal/kg, ce qui permet d'atteindre un équilibre entre l'offre et la demande.
3. Pour les fours tunnels à combustion interne, à condition qu'ils ne soient pas surchauffés, cette méthode de récupération de chaleur est également applicable. Il est conseillé de ne pas dépasser un taux de combustion interne de 80 %.
4. Pour les fours tunnels à cuisson secondaire, la fumée ne doit jamais être extraite comme moyen de séchage. Cette approche est préjudiciable au processus de cuisson du four tunnel, néfaste pour l'environnement et nocive pour les équipements de séchage et les ateliers de charpente métallique.