Вакуумные трубчатые печи

Трубчатая вакуумная печь: устройство, классификация, технологические особенности

Трубчатая печь - это техника для создания вакуума и нагревания материалов с целью его обработки, повышения качества и внешнего вида.

Содержание:

1. Как работает трубчатая печь
2. Конструкция вакуумной печи
3. Какие бывают трубчатые печи
4. Типы трубчатых печей
5. Какие еще есть печи
6. Технологические характеристики вакуумных печей – какие покупать?

Как работает трубчатая печь

Функционирование агрегата начинается с образования газовой среды внутри основной полости, где происходит горение. Процесс происходит с использованием горелок, расположенных по бокам камеры. Полученный газ попадает в радиантную камеру, а затем в конвекционную. Прохождение газа по трубам способствует его нагреванию до нужных параметров, чтобы качественно обработать изделие. Затем необходимо охладить материал. Для этого существует система охлаждения, расположенная вне печи. Изделие охлаждается постепенно, чтобы не допустить деформации. Печи могут иметь различную форму корпуса, в зависимости от этого они бывают:

• Секционными;
• Коробчатыми;
• Кольцевыми;
• Цилиндрическими.

Как работает трубчатая печь

Трубопровод может располагаться горизонтально или вертикально. Первый вид характеризуется простотой обслуживания и использования. Он практичен в эксплуатации благодаря компактным размерам по сравнению со вторым типом агрегатов. Печи могут работать на газе или газовых смесях, масле и подобных смазочных материалах, а также от электроэнергии.

Конструкция вакуумной печи

Устройство печи включает комплекс элементов, эффективно взаимодействующих между собой. Основу конструкции составляет каркас, объединяющий футеровку, трубчатый змеевик и прочие узлы. Печь устанавливается на прочный фундамент, оснащенный теплоизоляционным слоем для защиты от перегрева.

Змеевик - это важный технологический элемент, внутри которого устанавливается определенный температурный режим, а трубы представляют собой герметичные бесшовные конструкции. Для снижения нагрузки на каркас печи оснащаются защитной футеровкой. Дымовая труба служит для устранения токсичных веществ от дымового потока и создания необходимой тяги внутри топки.

Конструкция вакуумной печи

Первые трубчатые печи были разработаны в России, инженерами Шуховым и Гавриловым. Они представляли собой комплекс из синхронно взаимодействующих элементов: печи, сопутствующих изделий, автоматических блоков управления и настроек процесса.

Трубчатая печь является техникой бесперебойного функционирования с внешним нагревателем. Современные модели различаются конструкцией и технологическими характеристиками, но все основные элементы присутствуют в любом аппарате:

• Каркас, изготовленный из металла и принимающий нагрузку от основного веса элементов;
• Фундамент;
• Трубный змеевик;
• Стены, потолки. Поверхности должны быть герметичными и способствовать отражению энергии и установке экранов. Они должны быть прочными и характеризоваться небольшой теплопроводностью;
• Гарнитура - это узлы, удерживающие трубы от провисания, использующиеся для сборки блоков футеровки и окна наблюдения;
• Огнеупорная футеровка - структура, обеспечивающая изолирование основной полости от внешней среды, за счёт кислотоупорных, теплоизоляционных и облицовочных материалов;
• Блоки топливо-, воздухо- и пароснабжения;
• Дымовые трубы, дымоходы.

Какие бывают трубчатые печи

Трубчатые печи классифицируются на теплотехнические, технологические и конструктивные. Первые лучше применять для предприятий, обрабатывающих большое количество сырья. Конструктивные актуальны для научной области, а технологические подойдут в любом направлении благодаря универсальности структуры.

Лабораторные печи - это разновидность трубчатых печей, основными характеристиками которых являются: компактные габариты, стабильность и хорошие качественные показатели.

Другой вид - трубчатая вращающаяся печь, чаще всего используемая для просушивания сульфидов и других материалов. Устройства обладают хорошими техническими характеристиками и способны создавать высокий вакуум. В них используется метод противотока для повышения качества процесса.

Какие бывают трубчатые печи

Вращающиеся агрегаты имеют в составе шихту, погружаемую во внутреннее пространство камеры, чтобы поддерживать влажность на определенном уровне. Трубчатые вращающиеся печи часто работают от подачи электрической энергии и применяются в условиях лабораторий. С их помощью осуществляются исследования медицинских приборов или материалов при агрессивном воздействии окружающей среды.

Температура внутри печи может быть от 250 до 1000 градусов, в зависимости от типа технологического процесса. Трубчатые агрегаты могут использоваться для отжига, закалки, плавки и других видов обработки, способствующих улучшению свойств и характеристик изделий.

Типы трубчатых печей

Трубчатая печь является высокотемпературным агрегатом для нагревания углеродной смеси и проведения химических реакций для обработки материалов. Камера для осуществления процесса надёжно изолирована от внешней среды. Печи изготавливаются следующих типов:

• Конвективные;
• Радиантно-конвективные;
• Радиантные.

Конвективные аппараты редко используют в промышленности, поскольку они являются слишком энергозатратными. Такие устройства состоят из камеры сгорания и трубчатого сектора, разделенных заслонкой. Трубопроводная система не контактирует с источником огня, а теплопередача осуществляется с помощью конвекции. В этом оборудовании возможно повреждение труб из-за перегрева. Решить проблему помогает использование особых контроллеров температур.

Радиантные устройства смонтированы особым образом, в них трубы располагаются на боковинах рабочей полости. По трубам осуществляется циркуляция нагреваемого потока. За счёт этого размеры полости увеличены. Трубопроводы подвергаются воздействию избыточного тепла, которое выделяется газовым потоком. Это способствует хорошему сохранению футеровочного слоя и небольшой площади теплоотдачи трубчатой печи.

Какие еще есть печи

Наиболее популярны в промышленности радиантно-конвективные агрегаты. Они разделены на 2 отсека: радиантный и конвективный. Основная масса тепловой энергии поступает в радиантный отсек, оставшаяся - в конвективный. Изделие может нагреваться до 900 градусов, при использовании экономичного режима - до 500.

Трубопроводные коммуникации выполняются из стали и обеспечивают перемещение тепловых потоков. Они рассчитаны на постоянное действие и располагаются внутри агрегата. Газовый поток циркулирует из конвекционной в радиантную полость. Жидкое или газообразное топливо сгорает в радиантной секции, нагревая оборудование и воздух внутри рабочей камеры. Тепло распространяется по наружним и внутренним поверхностям радиантного отсека. Последний вновь выделяет тепло, частично попадающее в конвекционную секцию. От скорости перемещения воздуха зависит эффективность теплопередачи. Трубопроводы из конвекционного отсека получают тепло и направляют поток в дымовую трубу. Чаще всего радиантно-конвективные печи эксплуатируются в металлургии, лабораториях и нефтепереработке.

Технологические характеристики вакуумных печей – какие покупать?

Печи эксплуатируются для нагревания, испарения и перегревания газовых или жидких сред, осуществления химических термотехнологических процессов при высокой температуре, а также для нагрева углеводородов выше 230 градусов.

Полученное тепло с помощью трубчатой печи имеет низкую себестоимость по сравнению с другими методами высокотемпературного воздействия. Это связано с тем, что топливом в данном случае могут выступать отходы различных производств, одновременно решая задачу по обезвреживанию этих отходов. Трубчатые печи характеризуются следующими параметрами:

• Производительностью - объем материала, нагреваемый в трубопроводах за единицу времени. Это позволяет рассчитать пропускную способность агрегата;
• Эффективной тепловой нагрузкой, являющейся объемом тепла, полученным материалом от печи. Этот показатель определяется габаритами и тепловой мощностью. Чаще всего значение составляет 8-16 МВт;
• КПД - отношение объема эффективно применяемого тепла к общему объему тепла, полученному при сжигании топлива. Параметр определяет экономичность использования техники.

Каждая печь имеет следующие эксплуатационные свойства: теплонапряженность нагреваемой поверхности и рабочего пространства гидравлическим режимом в трубопроводе при стабильной работе. Эти параметры определяют результативность агрегатов и длительность эксплуатации.

Трубчатые печи - эффективные агрегаты, сложные для производства, поэтому и ценник на них соответствующий. На рынке представлены модели российского и зарубежного производства.