O dispositivo e o princípio de funcionamento dos fornos tubulares

Seleção do tamanho do forno tubular

Objetivo: selecionar um forno que satisfaça os dados iniciais e parâmetros previamente calculados e conhecer suas características e projeto.

A escolha do tamanho padrão do forno tubular é realizada de acordo com o catálogo, dependendo de sua finalidade, potência térmica e tipo de combustível utilizado.

No nosso caso, a finalidade do forno é o aquecimento e a evaporação parcial do óleo, a produção de calor Q_T é de 36,44 MW, e o combustível é óleo combustível. Com base nessas condições, selecionamos um forno tubular para combustível combinado (óleo combustível + gás) SKG1.

Mesa 2.

Características técnicas do forno SKG1.

Indicador	Significado
Tubos radiantes: superfície de aquecimento, m2 comprimento de trabalho, m	730 18
Número de seções intermediárias n	7
Saída de calor, MW (Gcal/h)	39,5 (34,1)
Estresse térmico permitido de tubos radiantes, kW/m2 (Mcal/m2h)	40,6 (35)
Dimensões totais (com plataformas de serviço), m: comprimento L largura altura	24,44 6 22
Peso, t: metal do forno (sem bobina) forros	113,8 197

Os fornos do tipo SKG1 são fornos de combustão de chama vertical livre, em forma de caixa, com disposição horizontal de tubos de bobina em uma câmara de radiação. Queimadores do tipo GGM-5 ou GP estão localizados em uma fileira no fundo do forno. Em cada lado da câmara de radiação, são instaladas telas tubulares montadas na parede de uma fileira, que são irradiadas por várias tochas verticais. A tela do tubo pode ser montada na parede de uma ou duas fileiras.

Como o combustível combinado é queimado no forno, um coletor de gás é fornecido no forno, através do qual os gases de combustão são descarregados em uma chaminé separada.

Os queimadores são atendidos de um lado do forno, graças ao qual dois fornos de câmara única podem ser instalados lado a lado em uma fundação comum, conectados por um patamar, formando assim uma espécie de forno de duas câmaras.

O projeto do forno tipo SKG1 é mostrado na Fig.2.

Figura 2. Forno tubular tipo SKG1:

1 - desembarques; 2 - bobina; 3 - moldura; 4 - forro; 5 - queimadores.

Conclusão: ao escolher o tamanho do forno, levou-se em consideração a condição de maior aproximação, ou seja, de todos os tamanhos padrão com uma potência calorífica superior à calculada, foi escolhido aquele com a menor potência calorífica (com uma pequena margem).

Modos de secagem

Durante o processo de secagem, o forno pode operar em modo de temperatura baixa, normal ou alta.

Baixa temperatura e modo normal

O processamento de madeira em baixa temperatura é realizado a 45 °. Este é o método mais suave, preserva todas as propriedades originais da árvore até as mínimas nuances e é considerado uma tecnologia de alta qualidade. Ao final do processo, o teor de umidade da madeira é de cerca de 20%, ou seja, tal secagem pode ser considerada preliminar.

Quanto ao modo normal, ele prossegue em temperaturas de até 90 °. Após a secagem, o material não muda de forma e tamanho, brilho de cor ligeiramente reduzido, força. Esta é a tecnologia mais comum usada para vários tipos de madeira.

Modo de alta temperatura

Neste modo, a secagem ocorre devido à ação do vapor superaquecido (temperatura superior a 100°) ou do ar quente. O processo de secagem em alta temperatura reduz a resistência da madeira, dando-lhe uma tonalidade mais escura, de modo que o material é usado para criar componentes secundários de construção e móveis. Ao mesmo tempo, a secagem com vapor superaquecido será mais suave do que com o uso de ar.

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CUIDADO 2

СÑема поÑоков в двÑÑкамеÑной пеÑи. uma

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uma

Com abóbada inclinada

Debaixo
transferência de calor radiativa é entendida
absorção de calor radiante, sob
convectivo - transferência de calor através
lavando as superfícies do tubo com fumaça
gases.

V
quantidade básica da câmara radiante
calor é transferido por radiação e apenas
insignificante - convecção, e em
câmara de convecção - vice-versa.

óleo combustível
ou o gás é queimado com queimadores,
localizado nas paredes ou no chão da câmara
radiação. Isso cria uma luz
tocha, que está em brasa
partículas de combustível quente
aquecido a 1300-1600 ° C, emite
calor. Os raios de calor caem no exterior
superfícies de tubos da seção de radiação
e absorvidos, criando os chamados
superfície absorvente. Também térmica
raios também atingem as superfícies internas
paredes da câmara radiante do forno. Aquecido
as superfícies das paredes, por sua vez, irradiam
calor que também é absorvido
superfícies de tubos radiantes.

No
esta superfície do revestimento de radiação
seção cria um chamado reflexo
superfície que (teoricamente) não é
absorve o calor transferido para ele pelo gás
ambiente do forno, mas apenas por radiação transmite
em uma bobina tubular. Se não
levar em conta as perdas através das paredes de alvenaria, então
durante a operação normal
superfícies internas do forno das paredes do forno
emitem tanto calor quanto absorvem.

Produtos
combustão do combustível são primárias e
principal fonte de calor absorvido
na seção de radiação de fornos tubulares
– 60–80% do calor total usado no forno
transmitida na câmara de radiação, o resto
– na seção de convecção.

Triatômico
gases contidos nos gases de combustão
(vapor de água, dióxido de carbono e
dióxido de enxofre), também absorvem e
emitir energia radiante em determinados
intervalos de comprimento de onda.

Quantidade
calor radiante absorvido no radiante
câmara, depende da superfície da tocha,
sua configuração e grau de blindagem
fornos. Grande superfície da tocha
melhora a eficiência
transferência direta de calor para as superfícies
tubos. Aumento da superfície de alvenaria
também contribui para o crescimento
eficiência de transferência de calor no radiante
Câmera.

Temperatura
gases que saem da seção de radiação,
é geralmente bastante alto, e o calor desses
gases podem ser usados ​​em
forno de convecção.

gases
combustão da câmara de radiação, bamboleando
pela parede de passagem, entre
câmara de convecção. câmara de convecção
serve para usar o físico
calor dos produtos de combustão que saem
seção de radiação, geralmente com uma temperatura
700–900 °С. Calor na câmara de convecção
matérias-primas são transferidas principalmente por convecção
e em parte pela radiação de moléculas triatômicas
componentes do gás de combustão. Próxima fumaça
gases são direcionados para a chaminé e chaminé
tubos são ventilados para a atmosfera.

Produtos,
a ser aquecido, um ou
vários córregos entram nos canos
bobina convectiva, passa tubos
telas da câmara de radiação e aquecidas a
temperatura necessária, saídas
fornos.

Valor
seção convectiva, geralmente
selecionado de tal forma que
a temperatura dos produtos de combustão que saem
em suínos, foi quase 150 °C superior ao
a temperatura das substâncias aquecidas em
entrada do forno. Portanto, a carga de calor
menos tubos na seção convectiva do que
na radiação, que é devido à baixa
coeficiente de transferência de calor do lado
gases de combustão.

Eficiência
transferência de calor por convecção é devido a,
em primeiro lugar, a velocidade de movimento da fumaça
gases na câmara de convecção. Perseguir
a altas velocidades, no entanto, é restringido
valores de resistência permitidos
o movimento dos gases.

Por
fluxo mais apertado ao redor dos tubos
gases e maior turbulência de fluxo
tubos de gás de combustão em convecção
As câmaras são geralmente colocadas em
padrão de xadrez. Em alguns fornos
estruturas usam nervuras
tubos de convecção com um altamente desenvolvido
superfície.

Por pouco
todos os fornos atualmente em operação
tempo nas refinarias,
são de convecção radiante,
Essa.bobinas de tubos estão localizadas em
câmaras de convecção e radiantes.
Com tal movimento contracorrente de matérias-primas
e produtos da combustão de combustível mais
aproveitamento total do calor gerado
quando é queimado.

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CUIDADO 1

УÑÑÑойÑÑво еÑÑикалÑно-ÑакелÑнойпеÑи. uma

rамеÑа конвекÑии ÑаÑположена над камеÑой ÑадиаÑии. - Dd »N ° ND ND вномÐμÑного ° ÑпÑÐμÐ'Ðμл ÐμÐ½Ð¸Ñ ÑÐμпР»Ð¾Ð²ÑÑ Ð¿Ð¾Ñоков ÑоÑÑÑнки ND ° Ñпол Ð ° гР° NN D² ND ° ÑмР° Ñном поÑÑÐ'кÐμ Ð ¿Ð¾ ÑенÑÑÑ Ð¿Ð¾Ð´Ð° пеÑи в два ÑÑда.
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rамеÑа конвекÑии Não Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð μm
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rамеÑа конвекÑии наÑодиÑÑÑÑÑÑÑÑнад камеÑой ÑадиаÑии. Ð - Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð EU. Ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ðμ Ðð¾ð »Ññð¸¸μμ¸¸'μμ¸¸¸ ð ñ ñ ñ ñ ñ ñ ñ ñ ñ ñ ñ ¾ ¾ ½ ½ ¾ ð ð ½ ¾ ð ñ ¾ ð ñ ¾ ð ð ³ ð · ð ¾ ° ð · ¾ ¾ ð ¸ ¸ ¼ ð ð ð ð ½ ð ð ð ð ½ μ ð ð ð ð ð ð ð ð ð ñ ð ð ð ð ½ð ð ð ð ð ñ ð ð ð ð ½ð ð ð ð ð ñð ð ð ð ½ ð ðð ð ð ñð μ ð ð ð ñð ð ð ð ð ñð ð ð ð ð ñ ð ð ð ð ñð ð
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uma

Características Físicas e Mecânicas dos Compostos Compósitos Solcoat

Opções de composição	Solcoat Verde	CroMag Solcoat	Solcoat Preto	casaco de sal branco	Hi-e Solcoat	Tubos Hi-e
Aparência	Verde fosco	verde claro liso	preto cinza liso	Cinza claro liso	verde escuro liso	verde cinza liso
Temperatura de fusão	>1900	1800	700	1500	>1900	1870
Viscosidade (4mm) 1)	13	11	11	13	14,6	14,6
expansão térmica	7,2×10-6 a 6,4×10-5	6,4×10-6 a 4,8×10-5	1.1 – 4.3×10-5	9,3×10-6 a 4,8×10-5	6,9×10-6 a 4,8×10-5	9,8 x 10-5
Condutividade térmica [W/m.K] a 300ºC 2)	0,088	0,088	0,189	0,083	0,089	0,089
Densidade após calcinação [g/cm3]	2,4	1,9	3,3	2,4	2,8	2,8
Perda de peso após aquecimento a 750ºC
Emissividade (negritude)	0,92	0,9	0,32		0,98	0,98
Porosidade
Resistência ao choque térmico [ºC/seg]	>600	>500	>200	>500	>800	>780
Adesão
ao metal 3)	13 – 15	13 – 15	11 – 13	12 – 14	13 – 14	11 – 13
para cerâmica 3)	>40	>40	28 — 45	>40	>40	28 — 45
Resistência à abrasão
a 20ºC 4)	3,7 (100%)	3.6 (100%)	1,5 (100%) 6)	4,6 (100%)	3.8 (100%)	3.9 (100%) 6)
a 1000ºC 4,5)	3,5 (106%)	3.6 (105%)	1,2 (125%) 6)	4,4 (105%)	4.6 (105%)	4.6 (125%) 6)
Componente sólido da composição
Densidade aparente (em massa) [g/cm3]	1,43	1,27	3	1,35	1,65	1,68
Aparência	Pó verde claro	Pó verde claro	pó preto	Pó cinza claro	pó verde escuro	Pó cinza-esverdeado

1) a 18ºC 2) em fio incandescente 3) CSN EN 24624 4) ASTM C 704 – 94 5) ∆T= -980ºC 6) Iniciar em 700ºC, ∆T= -680ْC

—

CUIDADO 2

R камеÑе конвекÑии Ð ° Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð ° Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð Ð
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Cálculo simplificado da câmara de radiação

O objetivo desta etapa do cálculo é determinar a temperatura dos produtos de combustão que saem do forno e a densidade térmica real da superfície dos tubos radiantes.

A temperatura dos produtos de combustão que saem do forno é determinada pelo método de aproximação sucessiva (método das iterações), usando a equação:

,

Onde q_R e q_k — estresse térmico da superfície dos tubos radiantes (real) e atribuível à convecção livre, kcal/m2h;

H_R — superfície de aquecimento dos tubos radiantes, m2 (ver quadro 2);

H_R /H_s - a proporção de superfícies, dependendo do tipo de forno, do tipo e método de queima de combustível; aceitar H_R /H_s = 3,05 ;

é a temperatura média da parede externa dos tubos radiantes, K;

- coeficiente, para fornalhas com tocha livre = 1,2;

COM_s \u003d 4,96 kcal / m2 hK - o coeficiente de radiação de um corpo completamente negro.

A essência do cálculo pelo método de iteração é que definimos a temperatura dos produtos de combustão T_P, que está dentro de 10001200 K, e nessa temperatura determinamos todos os parâmetros incluídos na equação para calcular T_P. Em seguida, esta equação calcula T_P e compara o valor recebido com o recebido anteriormente. Se não corresponderem, o cálculo é retomado com a adoção T_Pigual ao calculado na iteração anterior. O cálculo continua até que os valores dados e calculados T_P não correspondem com precisão suficiente.

Para a primeira iteração tomamos T_P = 1000K.

Capacidades caloríficas médias dos gases a uma dada temperatura, kJ/kgK:

; ;

; ; .

Conteúdo de calor dos produtos de combustão à temperatura T_P = 1000K:

kJ/kg.

A temperatura máxima dos produtos de combustão é determinada pela fórmula:

,

Onde T é a temperatura reduzida dos produtos de combustão; T = 313K;

_T = 0,96 - eficiência fornos;

PARA.

Capacidades caloríficas médias de massa de gases à temperatura T_máximo, kJ/kgK:

; ;

; ; .

Conteúdo de calor dos produtos de combustão à temperatura T_máximo:

kJ/kg.

Conteúdo de calor dos produtos de combustão à temperatura T_Uau.:

kJ/kg.

Relação de retorno direto:

O estresse térmico real da superfície dos tubos radiantes:

kcal/m2h.

A temperatura da parede externa da tela é calculada pela fórmula:

,

Onde ₂ = 6001000 kcal/m2hK é o coeficiente de transferência de calor da parede para o produto aquecido; aceitar ₂ = 800 kcal/m2hK;

- espessura da parede do tubo, = 0,008 m (2, Tabela 5);

= 30 kcal/mchK é o coeficiente de condutividade térmica da parede do tubo;

_nervoso / _nervoso - a relação entre a espessura e o coeficiente de condutividade térmica dos depósitos de cinzas; para combustíveis líquidos _nervoso / _nervoso = 0,002 m2hK/kcal (2, p.43);

C é a temperatura média do produto aquecido;

PARA.

O estresse térmico da superfície dos tubos radiantes, atribuível à convecção livre:

kcal/m2h.

Então, a temperatura dos produtos de combustão que saem do forno:

PARA.

Como você pode ver, calculado T_P não corresponde ao valor tomado no início do cálculo, portanto, repetimos o cálculo, tomando T_P = 1062,47K.

Os resultados do cálculo são apresentados na forma de uma tabela.

Tabela 3

número de iteração	eu	Tmax, PARA	imax,	,	, PARA	,	Tp, PARA
2	16978,0	2197,5	45574,6	0,6952	24467,9	599,1	3870,3	1038,43
3	16415,4	2202,7	45712,2	0,7108	25016,9	601,0	3601,1	1046,12
4	16638,2	2200,7	45658,0	0,7046	24798,7	600,2	3707,5	1045,81

Calculamos a quantidade de calor transferida para o produto na câmara de radiação:

kJ/h

Fig.3. Esquema da câmara de radiação de um forno tubular:

I - matérias-primas (insumo); II - matéria-prima (saída); III - produtos da combustão de combustíveis; IV - combustível e ar.

Conclusões: 1) calculou-se a temperatura dos produtos de combustão que saem do forno pelo método de aproximação sucessiva; seu significado T_P = 1045,81 K;

2) a densidade de calor real da superfície dos tubos radiantes neste caso foi q_R = 24798,7 kcal/m2h;

3) comparando o valor obtido da densidade de calor real com o valor permitido para este forno q_adicionar.= 35 Mcal/m2h (ver Tabela 2), podemos dizer que nosso forno está subcarregado.

Fabricação de bricolage

Secar madeira de maneira privada requer uma câmara especial, que você mesmo pode fazer. Se você tiver que construir um secador de madeira com suas próprias mãos, em um terreno você precisará alocar uma área de cerca de 10 m2 para instalação. Você precisará de concreto para a fundação, material e isolamento térmico para as paredes, espuma de montagem, sistema de ventilação, caldeira e equipamentos auxiliares.

Etapas de construção

A construção de um minisecador consiste em etapas sucessivas:

• preparação da fundação para instalação;
• parede;
• isolamento térmico;
• instalação do telhado e portas;
• instalação no teto de radiadores e ventiladores;
• instalação da caldeira em conformidade com as normas de segurança, colocação de tubos.