Промышленные печи. 
Теплотехника. 
Том 2. Энергетическое использование теплоты

Общие сведения

Источником теплоты в топливных (пламенных) печах является органическое топливо: газ, мазут, уголь и т. д. В кузнечно-прессовом производстве широкое распространение получили пламенные печи, работающие на газе или жидком топливе. Схема печи представлена на рис. 15.14.

В топку 1, которая может быть различной конструкции в зависимости от вида топлива и способа его сжигания, подается топливо, вентилятором 6 в нее нагнетается первичный и вторичный воздух. Из топки продукты сгорания, имеющие высокую температуру, поступают в рабочее пространство 2 печи, где и осуществляется заданный технологический процесс (нагрев изделий, плавка шихты и др.). В нагревательных печах материал или изделие лежат на плоском поду. Устройство рабочего пространства должно обеспечивать передачу теплоты от газов к нагреваемому материалу в необходимом количестве. Рабочее пространство может иметь вид камеры (камерные печи), шахты (шахтные печи), туннеля (туннельные печи), вращающегося барабана (барабанные печи) и т. д.

Рис. 15.14. Схема пламенной печи.

Передача теплоты от газов к материалу осуществляется как путем непосредственного излучения продуктов сгорания и конвективного теплообмена, так и за счет излучения нагретой газами внутренней огнеупорной кладки, которая является косвенной поверхностью нагрева. Сохранению высокой температуры дымовых газов в рабочем пространстве печи способствует его ограждение из огнеупорных теплоизоляционных материалов достаточной толщины.

Так как температура газов на выходе из нерабочего пространства печи высока, за ним располагается регенеративное устройство 3, выполненное в виде рекуперативных или регенеративных теплообменников, с помощью которого часть теплоты уходящих газов, передаваемой воздуху (и газу, если печь работает на газообразном топливе), снова возвращается в печь. Это повышает экономичность работы печи. Кроме того, при сжигании низкокалорийных п сильно влажных топлив без регенеративного подогрева воздуха часто невозможно получить необходимую температуру в рабочем пространстве печи. Иногда часть теплоты уходящих газов, не дошедших еще до регенеративного устройства, используется для предварительного подогрева заготовок или другой тепловой обработки деталей (нормализации и т.и.). Если температура уходящих газов после регенеративного устройства достаточно высока, то за ним устанавливают котлы-утилизаторы 4 для получения пара или горячей воды, расходуемых на технологические или сантехнические нужды производства.

Дымосос 5 и дымовая труба осуществляют отвод в атмосферу дымовых газов и газообразных продуктов, образующихся при обработке материалов в печи. При этом присос воздуха в рабочее пространство печи недопустим, так как это резко снизило бы температуру в нем, вызвало бы окисление (за счет избыточного кислорода в газах) нагреваемого металла и повышение потерь теплоты с уходящими газами. Поскольку рабочее пространство печи нельзя полностью изолировать от атмосферы ввиду периодически открывающихся рабочих окон для загрузки и выгрузки нагреваемых изделий, возникает необходимость поддерживать в нем избыточное давление.

Движение газов в рабочем пространстве происходит за счет избыточного давления (порядка 10—20 Па), а за его пределами — за счет разрежения, создаваемого тяговыми устройствами (дымовая труба, дымосос).