3. Модель рекуперации тепла для зоны охлаждения
Подводя итог, можно сказать, что в зоне охлаждения туннельной печи есть два компонента тепла, которые можно рекуперировать. Первый — это высокотемпературное тепло, вырабатываемое барьером быстрого охлаждения, а второй — низкотемпературное тепло, вырабатываемое во время ускоренного охлаждения. Оба эти компонента тепла — это чистый и сухой горячий воздух, подходящий для использования в сушильной камере.
После введения в печь барьера быстрого охлаждения возникает значительная разница температур внутри и снаружи изделий печи. Для обеспечения однородности температуры печи и температуры изделий необходимо извлекать высокотемпературный газ, образующийся барьером быстрого охлаждения, противоточным способом. Это означает, что выход для извлечения высокотемпературного газа должен быть ближе к выходному концу туннельной печи, чем вход для введения газа быстрого охлаждения.
В связи с высокой температурой газа, извлекаемого из печи, вытяжной канал должен быть изготовлен из жаропрочной стали. Кроме того, вытяжной канал должен быть оборудован специальными клапанами для распределения холодного воздуха. Основной воздуховод горячего воздуха может также иметь впускной клапан для холодного воздуха, а основной воздуховод горячего воздуха должен иметь впускной клапан для холодного воздуха. Температура горячего воздуха, поступающего в вентилятор рекуперации тепла, не должна превышать 300°C.
Большой объем воздуха для ускоренного охлаждения вводится в печь из хвостовой части и постепенно извлекается сверху после теплообмена с изделиями. Температура горячего воздуха, поступающего в низкотемпературный вентилятор рекуперации тепла, составляет около 150°C.
Сушильная камера требует совершенно другой температуры и объема воздуха для сушильной среды. Поэтому необходимо установить отдельный вентилятор горячего воздуха для сушки и вентилятор предварительного нагрева для туннельной печи с промежуточным контейнером между ними. Это облегчает смешивание высокотемпературного горячего воздуха, низкотемпературного горячего воздуха и нагнетаемого холодного воздуха, гарантируя, что вентилятор горячего воздуха может обеспечить сушильную камеру подходящей температурой и объемом воздуха для сушильной среды. Этот процесс можно автоматизировать. Кроме того, рабочая система туннельной печи и рабочая система сушильной камеры полностью разделены, что облегчает независимое управление и регулировку.
4. Другое рекуперируемое тепло в туннельной печи
4.1 Дымовое тепло
В зоне обжига туннельной печи при сжигании топлива для обжига изделий образуется большое количество дыма, который под действием вытяжного вентилятора поступает в зону предварительного нагрева, подогревая заготовки. Если в зоне остаточного тепла извлекается высокотемпературное дымовое тепло при 350 °C, это, несомненно, повлияет на начальный эффект нагрева дыма в зоне предварительного нагрева. Главным недостатком использования высокотемпературного дыма является то, что кислотные газы в дыме будут сильно корродировать сушильное оборудование, а выходящий из сушильной камеры газ будет представлять угрозу для окружающей среды. Поэтому использование дымового тепла в качестве сушильной среды нецелесообразно. Вместо этого дым должен полностью обмениваться с заготовками внутри туннельной печи, пока его температура не упадет до 100-150 °C. Затем его следует вывести из печи и централизованно обработать с помощью пылеулавливающего оборудования для соответствия нормативным требованиям перед выгрузкой.
4.2 Теплообмен в камере печи
В прошлом теплообмен в полости печи считался методом изоляции печи. С улучшением изоляционных материалов этот метод теплообмена постепенно выходил из употребления, особенно теплообмен в полости стены печи. Некоторые туннельные печи все еще имеют теплообмен в верхней полости печи для снижения температуры конструкции крыши печи. Теплообменный горячий воздух при температуре около 50°C может использоваться в качестве дополнительного объема воздуха для сушильной среды.
4.3 Горячий воздух после охлаждения вагонетки печи
Современные туннельные печи оснащены системой балансировки давления в ходовой части. Вентилятор охлаждения устанавливается в точке максимального накопления тепла под вагонеткой печи для подачи воздуха на конструктивные части вагонетки печи для охлаждения. Газ после теплообмена течет в двух направлениях: к головке печи и к хвосту печи. Газ, текущий к головке печи, извлекается в соответствующей точке вытяжки для достижения баланса давления между верхней и нижней частями зоны предварительного нагрева. Из-за несовершенной герметизации между вагонетками печи некоторые компоненты дыма могут проникать в нижнюю часть вагонетки печи. Поэтому газ, как правило, обрабатывается вместе с отходящим газом печи через систему вытяжки печи. Газ, текущий к хвосту печи, поступает в трубопровод низкотемпературной рекуперации тепла по трубам.
5. Заключение
1. Использование барьера быстрого охлаждения может разделить туннельную печь на две части. Объединение рекуперации тепла с требованиями процесса охлаждения может эффективно рекуперировать кристаллический сухой горячий воздух в качестве сушильной среды в зоне охлаждения туннельной печи.
2. На основе расчетов и практического опыта тепло, рекуперируемое из зоны охлаждения туннельной печи, может составлять от 35% до 45% от общего потребления тепла туннельной печи, удовлетворяя потребности в тепле сушильной камеры. Например, в туннельной печи с индексом потребления тепла 380 ккал/кг рекуперируемое тепло может достигать 152 ккал/кг. Индекс потребления тепла сушильной камеры составляет около 1100 ккал/кг воды. При снижении влажности влажных заготовок с 20% до остаточной влажности 2% в процессе сушки требуемое тепло составляет 160 ккал/кг, достигая базового баланса между спросом и предложением.
3. Для туннельных печей внутреннего сгорания, если они не перегреваются, этот метод рекуперации тепла также применим. Рекомендуется не превышать коэффициент внутреннего сгорания 80%.
4. Для туннельных печей вторичного кодового обжига дым никогда не должен извлекаться как средство сушки. Такой подход вреден для процесса обжига туннельной печи, небезопасен для окружающей среды и вреден для сушильного оборудования и цехов по производству стальных конструкций.