Рекуператоры из фасонных огнеупорных блоков

Значительное распространение на методических печах (см. рис. 26 и 35) получили керамические рекуператоры с насадкой из шамотных фасонных блоков с прямоугольными каналами 1 (рис. 103).

Блоки устанавливают один на другой таким образом, что, соединяясь, они образуют длинные вертикальные каналы для прохода воздуха.

Горизонтальные каналы 2 для прохода продуктов сгорания образуются между блоками укладкой на бурты блоков горизонтальных промежуточных шамотных перегородок 3.

Через входные окна, расположенные в нижней части камеры рекуператора (на стороне выдачи металла), воздух подсасывается в поднасадочное пространство, проходит рекуператор снизу вверх по внутренним вертикальным каналам блоков и далее по футерованным воздухопроводам направляется к горелочным устройствам печи.

Продукты сгорания омывают блоки снаружи и благодаря наличию горизонтальной перегородки перед насадкой (у места входа продуктов сгорания в рекуператор) проходят сначала по горизонтальным каналам верхней половины рекуператора, а затем, поворачивая на 180°, по горизонтальным каналам нижней половины. Таким образом, продукты сгорания и воздух движутся в противоточно-перекрестном направлении.

Так как рекуператор установлен под печью, то движению воздуха к горелкам благоприятствует его геометрический напор в рекуператоре и в воздухопроводе, проложенном от рекуператора к горелкам.

При установке таких рекуператоров на печах, оборудованных инжекционными горелками, воздух проходит через рекуператор

и поступает к горелкам под влиянием геометрического напора и эжектирующего действия струи газа. В практических условиях работы такой геометрический напор составляет 4,4—5,4 н/м² (0,45—0,55 мм вод. ст.) на 1 м высоты воздушного тракта.

Практика показывает, что при правильном расчете сечения воздушного тракта и, в частности, сечения входных воздушных окон и поднасадочного пространства (чтобы разрежение в нем было минимальным) удается поддерживать положительное давление в верхних участках воздухопровода горячего воздуха при работе на всем диапазоне изменения производительности горелочных устройств. При увеличении расхода воздуха давление в напорном воздухопроводе не возрастает (как это бывает при вентиляторном дутье), а понижается. Если при этом не соблюдены указанные выше условия, обеспечивающие небольшое сопротивление по пути воздуха, то давление в воздухопроводе может оказаться отрицательным. При увеличении расхода газа давление в рабочем пространстве печи увеличивается и превышает давление в воздухопроводе, вследствие чего происходит проникновение продуктов сгорания из печи в воздухопровод через неработающую горелку, если на ней перекрыт газовый и не перекрыт воздушный дроссель. В этом случае горелка раскаляется и были случаи прогаров горелок. Если газ недостаточно хорошо перекрыт (например, из-за неплотности задвижки), то, вытекая вялой струей из сопла, он может проникнуть в воздухопровод, что также наблюдалось при эксплуатации рекуператоров. Поэтому при пользовании инжекционными горелками следует отключать газ двумя задвижками, открывая между ними свечу.

Описанное выше одностороннее поступление воздуха в поднасадочное пространство, а также само поднасадочное пространство могут представлять собой большое сопротивление движению воздуха, что может вызывать образование разрежения в воздухопроводе.

Известен случай, когда в целях увеличения количества воздуха, протекающего через рекуператор, обеспечили двустороннее поступление его, поместив входные каналы для воздуха также на торцовой стене рекуператора на стороне загрузки металла. Так как середина этой стены занята дымоходом, то окна для подсасывания воздуха разместили сбоку (по одному у каждой стороны дымохода). Увеличили также объем поднасадочного пространства, уменьшив на один число рядов фасонных блоков, расположенных в нижней половине рекуператора (верхняя часть рекуператора состояла из 12 рядов, а нижняя из 11 рядов фасонных блоков).

Обычно воздушная полость рекуператора находится под некоторым разрежением, но под значительно большим разрежением находится дымовая полость и при неплотном рекуператоре происходит частичная утечка воздуха в область продуктов сгорания.

Следует иметь в виду, что наличие в насадке неплотностей между воздушной и дымовой полостями рекуператора, а также пониженная температура нагрева воздуха, обусловливающая уменьшение геометрического напора, способствуют падению давления в воздухопроводе.

Эти рекуператоры обычно проектируют для нагрева воздуха до 500° С, причем до последнего времени в них не предусматривали никаких устройств для снижения температуры нагрева воздуха. В этих условиях на практике иногда температура нагрева воздуха достигала 650—700°С и вследствие этого при сжигании смешанного газа теплотой сгорания 5,4 Мдж/м³ (1300 ккал/м³) с помощью инжекционных горелок воспламенялся газ в корпусе горелок.

На одном из заводов в горизонтальной перегородке рекуператора (отмечена буквой П на рис. 35), направляющей выходящие из печи продукты сгорания в верхнюю часть рекуператора, сделали восемь отверстий размером 500 X 250 мм с тем, чтобы

в случае необходимости пропустить часть продуктов сгорания через указанные отверстия непосредственно в дымоход, минуя рекуператор. При помощи передвигаемых огнеупорных плит можно было в некоторой степени регулировать открытие отверстий.

В некоторых случаях из-за невозможности снизить температуру нагрева воздуха были вынуждены снимать металлическую обшивку с торцовых стен рекуператора или вынимать кирпичи (пробки) из этих стен, чтобы подсасывать воздух к продуктам сгорания и снижать температуру их.

Хотя при этом разность температур продуктов сгорания и воздуха несколько уменьшается, но количество тепла, вносимого в рекуператор, сохраняется (или несколько уменьшается) из-за увеличения количества выбивающегося из печи газа, так как тяга от добавки воздуха к продуктам сгорания ухудшается и эффективность такого метода регулирования не всегда достаточна. На одном из заводов установили выпускную трубу диаметром 800 мм с клапаном на воздухопроводе горячего воздуха. В рекуператор подсасывали избыточное количество воздуха, чтобы снизить температуру нагрева его в рекуператоре, и выпускали часть этого воздуха в атмосферу через указанную выпускную трубу (труба была выведена наружу на 4 ж выше крыши цеха). При помощи кнопки, расположенной на щите управления, регулировали степень открытия клапана. Обычно этим устройством пользовались при снижении расхода воздуха (до 10000— 15000 м³/ч), когда температура его достигала 600° С. При среднем и максимальном расходе воздуха регулирующий клапан поддерживали в закрытом положении.

Естественно, что устройство обводного борова с регулируемым проходом для продуктов сгорания мимо рекуператора наиболее рационально. В этом случае температура продуктов сгорания, вышедших из рекуператора и прошедших по обводному борову, выше, и создаются большие возможности для дальнейшего использования их тепла (например, в котлах-утилизаторах).

Характеристики и показатели. В табл. 85 приведены проектные и эксплуатационные характеристики набранных из фасонных блоков рекуператоров, установленных за нагревательными методическими печами, отапливаемыми газом при помощи инжекционных горелок.

В табл. 85 приведены также сведения о сопротивлении рекуператора по ходу воздуха. Точное определение этого сопротивления затруднено, так как провести измерения, которые бы достаточно правильно характеризовали усредненное давление воздуха в поднасадочном пространстве, трудно (из-за значительной неравномерности потока воздуха в этом пространстве) и результаты этих измерений не всегда достоверны.

КЕРАМИЧЕСКИЕ РЕКУПЕРАТОРЫ УПРОЩЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ

В эксплуатации находятся также керамические рекуператоры других типов, выполненные по инициативе заводских работников. Материалы, из которых изготовлены эти рекуператоры, не обладают должной теплопроводностью, но достигаемая в них температура нагрева воздуха обеспечивает необходимые для работ технологические показатели нагревательных устройств.

Такие рекуператоры дешевле, проще и их использование не ставит металлургические заводы в зависимость от заводов, поставщиков деталей описанных выше общепринятых керамических рекуператоров. Это обстоятельство послужило основной причиной появления новых самодельных керамических рекуператоров упрощенной конструкции.

Керамический рекуператор, выполненный из центровых тру& сталеразливочного припаса. Центровыми трубами сталеразливочного припаса марки С-8 заменили специальные шамотные и карбошамотные трубы, обычно применяемые в рекуператорах, в которых внутри труб проходят продукты сгорания, а стыки труб уплотнили шамотно-бокситовым мертелем. Для устройства перегородок, образующих лабиринтный ход для воздуха, омывающего трубы снаружи, применили жароупорный бетон.

Рекуператорами такого типа оборудовали все колодцы отделения (16 колодцев с площадью пода ~21 м² каждый), работающие на смешанном газе.

Керамический рекуператор, выполненный из шамотного кирпича. За нагревательными рекуперативными колодцами площадью пода 13,4 м² с отоплением из центра пода выложили рекуператоры из шамотного кирпича размером 230 X 113 X 65 мм марок А, Б.

Такими двумя рекуператорами, поверхностью нагрева по дымовой стороне 265 м² каждый, размещенными по обеим сторонам колодца, заменили бывшие ранее на этих колодцах рекуператоры поверхностью нагрева 274 м² (по дымовой стороне) выполненные из труб, внутри которых проходили продукты сгорания. В кирпичном рекуператоре сохранили ранее принятую схему движения продуктов сгорания и воздуха, а именно: продукты сгорания по одиннадцати прямоугольным вертикальным каналам 1 движутся сверху вниз, а воздух по двенадцати горизонтальным каналам 2 движется снизу вверх, делая пять поворотов на 180°. Вертикальные стены, образующие каналы для продуктов сгорания и воздушные каналы рекуператора, для прочности перевязаны между собой кирпичами 3. Как видно из устройства рекуператора, поверхность его нагрева по дымовой и воздушной сторонам примерно одинаковая. В этих рекуператорах воздух нагревают до температуры ~600°С.

Дата добавления: 2015-10-02