Общее устройство печи

1. Рабочее пространство печи, совмещенное с топочным пространством;

2. Воздухоподогреватель (регенератор, рекуператор);

3. Котел утилизатор;

4. Элементы газоочистки;

5. Дымосос;

6. Дымовая труба.

В рабочем пространстве печи осуществляется определенный технологический процесс (плавка, нагрев, обжиг и т.д.). В большинстве случаев, в рабочем пространстве, сжигается топливо и выделяется тепло, воспринимаемое материалом и кладкой печи. Нагреваемый материал или готовые изделия могут перемещаться по рабочему пространству печи. Иногда (обжиговые кольцевые печи) могут перемещаться зоны тепловой обработки, а материал неподвижен. Форма и устройство рабочего пространства печи должны обеспечить высокую эффективность передачи тепла на материал или кладку, требуемую производительность печи.

Размеры рабочего пространства зависят от производительности печи и теплового режима ее работы. Нагревательные печи имеют площадь пода до 60 м² и более, длина печей достигает 150 м и более. Для обеспечения работоспособности печи в области высоких температур, внутренние поверхности печей футеруются огнеупорным материалом и в большинстве случаев теплоизолируется. Кладка, в ряде случаев играет решающую роль в процессе лучистого нагрева материалов (печи косвенного нагрева).

Воздухонагреватели (газонагреватели) предназначены для подогрева воздуха или газа перед подачей его в топку. В печах применяются рекуператоры (металлические и керамические) и регенераторы. Подогрев воздуха и газа осуществляется за счет тепла продуктов сгорания уходящих из рабочего пространства печи. Металлические рекуператоры применяются при подогреве воздуха до 500 ºС, керамические до 800 ºС.

Регенераторы, с огнеупорной насадкой, позволяют подогревать воздух и газ до 1200 ºС. Подогрев воздуха и газа существенно повышает температуру горения (что особенно важно в плавильных печах) и снижает расход топлива, соответственно повышая КПД печи.

Котлы утилизаторы (теплоутилизаторы) предназначены для утилизации тепла уходящих из печи газов. При этом получают пар, горячую воду, электрическую энергию которые, как правило, используются в пределах промышленного предприятия для технологических или бытовых целей, отопления и вентиляции. Использование котлов утилизатора повышает экономические показатели теплотехнологической установки.

Элементы газоочистки предназначены для очистки уходящих из рабочего пространства газов от пылеобразных частиц. Особенно большая запыленность наблюдается в плавильных и ферросплавных печах, в нагревательных печах с кипящим слоем и т.д.

Применяют сухой и мокрый способы очистки газов.

К сухому способу очистки газов относят инерционные решетки и циклоны.

К мокрому способу скрубберы и трубы Вентури.

Иногда используют комбинированный способ очистки.

Дымосос предназначен для удаления в атмосферу продуктов сгорания и технологических газов при температуре до 300 ºС. При более высокой температуре газов печи, как правило, работают на самотяге и разряжении, которое создается дымовой трубой.

Дымовая труба предназначена для удаления продуктов сгорания и технологических газов в атмосферу. Высота дымовой трубы влияет на самотягу и радиус рассеивания удаляемых газов. Уходящие из печи газы содержат большое количество вредных веществ и пыли. Высокие трубы позволяют уменьшить плотность выпадения вредных веществ за счет большего радиуса их рассеивания.

Некоторые высокотемпературные печи работают под небольшим избыточным давлением 3-5 Па, чтобы избежать подсоса холодного воздуха в высокотемпературную зону печи. Наддув создается дутьевыми вентиляторами, подающими необходимый для горения воздух к горелочным устройствам или под колосники.