Endüstriyel fırın - Industrial furnace - Wikipedia

Metalurjide kullanılan fırınlar için bkz. metalurji fırını. Binalarda kullanılan fırınlar için bkz. fırın. Diğer kullanımlar için bkz. fırın (belirsizliği giderme).
Bir Endüstriyel Fırın

Bir endüstriyel fırınolarak da bilinir direkt ısıtıcı veya a direkt ateşlemeli ısıtıcı, tipik olarak 400 santigrat dereceden yüksek bir endüstriyel işlem için ısı sağlamak için kullanılan bir cihazdır.[1] Bir işlem için ısı sağlamak için kullanılırlar veya reaktör bu reaksiyon ısısı sağlar. Fırın tasarımları, işlevi, ısıtma görevi, yakıt türü ve yanma havası verme yöntemine göre değişir. Isı, bir endüstriyel fırın tarafından yakıtı hava veya oksijenle karıştırarak veya elektrik enerjisi. Kalan ısı fırından çıkacağı gibi Baca gazı.[1] Bunlar, ISO 13705 (Petrol ve doğalgaz endüstrileri - Genel rafineri hizmeti için ateşlemeli ısıtıcılar) olmak üzere en yaygın uluslararası kod ve standartlara göre tasarlanmıştır / Amerikan Petrol Enstitüsü (API) Standart 560 (Genel Rafineri Hizmeti için Ateşlemeli Isıtıcı). Endüstriyel fırın türleri şunları içerir: toplu fırınlar, vakum fırınları, ve güneş fırınları. Endüstriyel fırınlar aşağıdaki gibi uygulamalarda kullanılmaktadır: kimyasal reaksiyonlar, ölü yakma, petrol arıtma, ve cam işi.

Genel Bakış

Bir endüstriyel proses fırınının şematik diyagramı

Yakıt, brülör ve bir hava üfleyiciden sağlanan hava ile yanar. Belirli bir fırında, belirli bir tüp setini ısıtan hücrelerde düzenlenebilen birden fazla brülör olabilir. Brülörler ayrıca tasarıma bağlı olarak zemine, duvara veya tavana monte edilebilir. Alevler, tüpleri ısıtır, bu da sırayla fırının radyant bölümü olarak bilinen birinci bölümünde içindeki sıvıyı ısıtır. ateş kutusu. Yanmanın gerçekleştiği bu odada ısı esas olarak radyasyon etrafındaki tüplere ateş odasında.

Isıtılacak akışkan, tüplerin içinden geçerek istenen sıcaklığa kadar ısıtılır. Yanmadan kaynaklanan gazlar şu şekilde bilinir: Baca gazı. Baca gazı yanma odasından çıktıktan sonra, çoğu fırın tasarımında bir konveksiyon havalandırmadan önce daha fazla ısının geri kazanıldığı bölüm atmosfer içinden baca gazı bacası. (HTF = Isı Transfer Sıvısı. Endüstriler ayrıca fırınlarını, ikincil bir sıvıyı anti-pas, paslanma ve yüksek ısı transfer verimliliği. Bu ısıtılmış sıvı daha sonra ürün veya malzeme uçucu veya eğilimli olabileceğinden, ürün hattını doğrudan ısıtmak yerine ısıya ihtiyaç duyulan her yerde kullanılacak ısı eşanjörlerine tüm tesis çevresinde dolaştırılır. çatlama fırın sıcaklığında.)

Bileşenler

Radyant bölüm

Radyant bölümün ortası

Radyant bölüm, tüplerin neredeyse tüm ısısını radyasyon alevden. Dikey, silindirik bir fırında borular dikeydir. Tüpler dikey veya yatay olabilir, dayanıklı duvar, ortada vb. veya hücreler halinde düzenlenmiştir. Çiviler tutmak için kullanılır yalıtım birlikte ve fırının duvarında. Bir fırının iç tarafının bu resminde yaklaşık 300 mm (1 ft) aralıklarla yerleştirilirler.

Kırmızımsı kahverengi olan, aşağıda gösterilen tüpler aşınma, vardır karbon çelik tüpler ve radyant bölümün yüksekliğini çalıştırın. Tüpler yalıtımdan uzakta olduğundan, üniform bir tüp duvar sıcaklığı sağlamak için radyasyon tüplerin arkasına yansıtılabilir. Üst, orta ve alttaki tüp kılavuzları tüpleri yerinde tutar.

Konveksiyon bölümü

Konveksiyon bölümü

Konveksiyon bölümü, ek ısının geri kazanılması için daha soğuk olduğu radyan bölümün üzerinde bulunur. Isı transferi tarafından yer alır konveksiyon burada ve borular ısı transferini arttırmak için kanatlı. Konveksiyon bölümünün altındaki ve ışıma bölümünün üstündeki ilk üç tüp sırası, çıplak tüplerin (kanatçıksız) bir alanıdır ve kalkan bölümü ("şok tüpleri") olarak bilinir, bu nedenle hala yanma kutusundan bol miktarda radyasyona maruz kalırlar ve ayrıca normal olarak yanma kutusundaki yüksek sıcaklıklara karşı daha az dirençli malzeme olan konveksiyon bölümü tüplerini koruma görevi görür.

Baca gazı kalkan bölümüne ve köprü bölgesi adı verilen konveksiyon bölümüne girmeden hemen önceki ışıma bölümünün alanı. Geçiş, konveksiyon bölümü çıkışından ışıma bölümü girişine bağlanan tüptür. Çapraz boru tesisatı normalde dışarıda bulunur, böylece sıcaklık izlenebilir ve konveksiyon bölümünün verimliliği hesaplanabilir. Üstteki gözetleme camı, personelin alevin şeklini ve desenini yukarıdan görmesine ve alev çarpması olup olmadığını görsel olarak incelemesine olanak tanır. Alev borulara temas ettiğinde ve çok yüksek sıcaklıkta küçük izole noktalara neden olduğunda alev çarpması meydana gelir.

Radyant bobin

Bu, uçlardan (180 ° dirsekli) veya konstrüksiyonda sarmal olarak bağlanan yatay / dikey firkete tipi bir tüp serisidir. Radyant bobin ısıyı radyasyon yoluyla emer. İzin verilen proses tarafı basınç düşüşüne bağlı olarak tek geçişli veya çok geçişli olabilirler. Radyan bobinler ve dirsekler, radyan kutuya yerleştirilmiştir. Radyant bobin malzemeleri, düşük sıcaklık hizmetleri için karbon çeliğinden yüksek sıcaklık hizmetleri için yüksek alaşımlı çeliklere kadar değişir. Bunlar radyan yan duvarlardan desteklenir veya radyan çatıdan asılır. Bu desteklerin malzemesi genellikle yüksek alaşımlı çeliktir. Radyant bobin tasarlanırken, genleşme (sıcak koşullarda) için hazırlık yapılmasına dikkat edilir.

Brülör

Fırın brülörü

Yukarıdaki gibi dikey, silindirik fırında bulunan brülör zemine yerleştirilir ve yukarı doğru ateşlenir. Tren gibi bazı fırınlarda yandan ateşlemeli brülörler bulunur lokomotifler. Brülör kiremit yüksek sıcaklıkta refrakterden yapılmıştır ve alevin bulunduğu yerdir. Brülörün altında ve hava üfleyicinin çıkışında bulunan hava kayıtları, alevin şeklini ve şeklini kontrol eden hareketli kanatlı veya kanatlı cihazlardır. Alev çarpmasına neden olacağından alevler çok fazla yayılmamalıdır. Hava kayıtları, havanın ne zaman verildiğine bağlı olarak birincil, ikincil ve varsa üçüncül olarak sınıflandırılabilir.

Birincil hava kayıt birimi, brülöre ilk giren birincil havayı sağlar. Birincil havayı desteklemek için ikincil hava eklenir. Brülörlerde, brülöre verilmeden önce daha iyi yanma için hava ve yakıtı karıştırmak üzere bir ön karıştırıcı bulunabilir. Bazı brülörler, havayı önceden ısıtmak ve yakıt ile ısıtılmış havanın daha iyi karışmasını sağlamak için ön karışım olarak buhar bile kullanır. Fırının zemini çoğunlukla duvardan farklı bir malzemeden yapılmıştır, tipik olarak teknisyenlerin bakım sırasında zeminde yürümesine izin vermek için sert dökülebilir refrakterdir.

Bir fırın küçük bir pilot alevi veya bazı eski modellerde elle. Günümüzde pilot alevlerinin çoğu bir ateşleme transformatörü tarafından yakılmaktadır (tıpkı bir arabanın bujileri gibi). Pilot alevi sırayla ana alevi yakar. Pilot alevi doğal gaz kullanırken ana alev her ikisini de kullanabilir dizel ve doğal gaz. Sıvı yakıtlar kullanılırken bir püskürtücü kullanılır, aksi takdirde sıvı yakıt basitçe fırın tabanına dökülür ve bir tehlike haline gelir. Fırını aydınlatmak için pilot alevi kullanmak, manuel ateşleme yöntemine (bir kibrit gibi) kıyasla güvenliği ve kolaylığı artırır.

Kurum üfleyici

Kurum üfleyiciler, konveksiyon bölümünde bulunur. Bu bölüm ışıma bölümünün üstünde olduğundan ve kanatlardan dolayı hava hareketi daha yavaş olduğundan, is burada birikme eğilimindedir. Kurum üfleme normalde konveksiyon bölümünün etkinliği azaldığında yapılır. Bu, çapraz borulardaki ve konveksiyon bölümü çıkışındaki sıcaklık değişimine bakılarak hesaplanabilir.

Kurum üfleyiciler, birikintileri tüplerden çıkarmak için su, hava veya buhar gibi akan ortamları kullanır. Bu genellikle bakım sırasında hava üfleyici açıkken yapılır. Kullanılan birkaç farklı kurum üfleyici türü vardır. Döner tip duvar üfleyiciler, konveksiyon boruları arasında çıkıntı yapan fırın duvarlarına monte edilir. mızrak uzunluğu boyunca aralıklarla delikler açılmış bir buhar kaynağına bağlanır. Açıldığında, döner ve kurumu tüplerden ve yığından dışarı üfler.

Yığın

Yığın damperi

baca gazı bacası tüm ısı transfer odalarının tepesinde yer alan silindirik bir yapıdır. yarma hemen altında baca gazını toplar ve personeli tehlikeye atmayacak şekilde yüksek atmosfere çıkarır.

Yığın sönümleyici gibi işlerin içinde kelebek vana ve düzenler taslak (hava girişi ve hava çıkışı arasındaki basınç farkı), baca gazını konveksiyon bölümünden çeken şey budur. Baca damperi ayrıca, istif boyunca kaybedilen ısıyı düzenler. Damper kapandıkça, bacadan fırından kaçan ısı miktarı azalır, ancak basınç veya fırındaki hava akımı artar ve bu da fırında hava sızıntıları varsa çevresinde çalışanlar için risk oluşturur, alevler daha sonra ateş kutusundan çıkabilir veya basınç çok yüksekse patlayabilir.

İzolasyon

İzolasyon, ısıtılmış odadan ısı kaçışını en aza indirerek verimliliği artırdığı için fırının önemli bir parçasıdır. Gibi refrakter malzemeler ateş tuğlası, dökülebilir refrakterler ve seramik elyaf izolasyon amaçlı kullanılmaktadır. Fırının zemini normalde dökülebilir tipte refrakter iken, duvarlardakiler yerine çivilenmiş veya yapıştırılmıştır. Seramik elyaf, genellikle fırının çatısı ve duvarı için kullanılır ve yoğunluk ve ardından maksimum sıcaklık derecesi. Örneğin, 8 # 2.300 ° F, 8 lb / ft anlamına gelir3 2.300 ° F maksimum sıcaklık derecesine sahip yoğunluk. Seramik elyaf için gerçek servis sıcaklığı oranı, maksimum nominal sıcaklıktan biraz daha düşüktür. (yani 2300 ° F, kalıcı doğrusal büzülmeden önce yalnızca 2145 ° F'ye kadar iyidir).

Vakıflar

Beton direkler, ısıtıcının üzerine monte edildiği temeldir. Dört numara olabilirler. daha küçük ısıtıcılar için ve 24 adede kadar olabilir. büyük boy ısıtıcılar için. Direklerin ve tüm temelin tasarımı, toprağın yük taşıma kapasitesine ve bölgede hakim olan sismik koşullara göre yapılır. Isıtıcının montajı yapıldıktan sonra temel cıvataları temelde harçlanır.

Erişim kapıları

Isıtıcı gövdesi, çeşitli yerlerde erişim kapıları ile sağlanır. Erişim kapıları yalnızca ısıtıcının kapatılması sırasında kullanılacaktır. Erişim kapısının normal boyutu 600x400 mm'dir ve bu da erkeklerin / malzemenin ısıtıcıya girip çıkması için yeterlidir. Çalışma sırasında erişim kapıları, sızdırmaz yüksek sıcaklık contaları kullanılarak uygun şekilde cıvatalanır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ a b Jenkins, Barrie; Mullinger, Peter (2011-08-30). Endüstriyel ve Proses Fırınları: Prensipler, Tasarım ve Çalıştırma. Butterworth-Heinemann. ISBN  9780080558066.
  • Gray, W.A .; Muller, R (1974). Işınımla ısı transferinde mühendislik hesaplamaları (1. baskı). Pergamon Press Ltd. ISBN  0-08-017786-7.
  • Fiveland, W.A., Crosbie, A.L., Smith A.M. ve Smith, T.F. (Editörler) (1991). Radyasyonla ısı transferinin temelleri. Amerikan Mekanik Mühendisleri Topluluğu. ISBN  0-7918-0729-0.CS1 bakım: birden çok isim: yazar listesi (bağlantı) CS1 bakimi: ek metin: yazarlar listesi (bağlantı)
  • Savaşan, R.H (1982). Vanalar, borular ve boru hatları el kitabı (1. baskı). Körfez Yayıncılık Şirketi. ISBN  0-87201-885-7.
  • Dukelow, Samuel G (1985). Kazan verimliliğini artırmak (2. baskı). Instrument Society of America. ISBN  0-87664-852-9.
  • Whitehouse, R.C. (Editör) (1993). Vana ve aktüatör kullanım kılavuzu. Makine Mühendisliği Yayınları. ISBN  0-85298-805-2.CS1 bakimi: ek metin: yazarlar listesi (bağlantı)
  • Davies, Clive (1970). Fırın teknolojisinde hesaplamalar (1. baskı). Pergamon Basın. ISBN  0-08-013366-5.
  • Goldstick, R .; Thumann, A (1986). Atık ısı geri kazanım prensipleri. Fairmont Press. ISBN  0-88173-015-7.
  • ASHRAE (1992). ASHRAE El Kitabı. Isıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemleri ve ekipmanları. ASHRAE. ISBN  0-910110-80-8. ISSN  1078-6066.
  • Perry, R.H. ve Green, D.W. (Editörler) (1997). Perry'nin Kimya Mühendisleri El Kitabı (7. baskı). McGraw-Hill. ISBN  0-07-049841-5.CS1 bakım: birden çok isim: yazar listesi (bağlantı) CS1 bakimi: ek metin: yazarlar listesi (bağlantı)
  • Lieberman, P .; Lieberman Elizabeth T (2003). İşleme Ekipmanı Çalışma Kılavuzu (2. baskı). McGraw-Hill. ISBN  0-07-139087-1.

Dış bağlantılar