EuroWire January 2007

русский

основании этих данных, заключается в том, что скорость псевдоожижения в псевдоожиженном слое может меняться в достаточно широком диапазоне значений, не оказывая влияния на интенсивность теплопередачи и, соответственно, качество продукции.

поток ожижающего воздуха имеет аналогичные характеристики, а температура регулируется либо за счет дросселирования подачи газа, либо с помощью двухпозиционного регулятора подачи газа, при одновременном поддержании непрерывности притока воздуха. Обычно выбор размерности частиц для псевдоожиженного слоя и определение скорости подачи воздуха в каждую зону выполняются в следующем порядке: тепловую нагрузку и тепловую нагрузку для зоны №1, исходя из максимального расчетного количества обрабатываемой проволоки (кг/ч); 2) по результатам расчета нагрузки для зоны №1 определить расход топлива, требуемого для передачи указанного количества тепла на нити проволоки; 3) определить скорость подачи воздуха в зону №1, которая требуется для полного сжигания топлива (с учетом 5-10 % избытка воздуха для компенсации неоднородности смешения и погрешности оборудования для регулирования расхода); 4) с учетом скорости подачи проволоки и количества нитей проволоки определить длину и ширину зоны; 5) выбрать такой размер частиц песка, чтобы скорость воздушного потока в зоне обеспечивала адекватную скорость псевдоожижения – преимущественно в диапазоне значений 3-5 x U mf . Обычно размер частиц выбирается в диапазоне №№ 60-70 (200-250 мкм). В типичном случае конструктивное решение, которое мы получили на 1) определить общую

основе вышесказанного, обеспечивает постоянное горение в зоне №1 в режиме полной загрузки печи, при дросселировании или поочередном включении и отключении подачи газа в последующие зоны и при идентичном притоке воздуха в каждой зоне. Для того чтобы стандартная проволока из низкоуглеродистой стали достигла температуры отжига 710 °C в нагретом до 730 °C псевдоожиженном слое, общее количество тепла, поглощенного проволокой, должно составлять около 446,8 кДж/кг. В трехзонной печи приблизительно 65,8 % этого количества тепла будет поглощаться в зоне №1, 25 % – в зоне №2, а остальные 9,2 % – в зоне №3. При полной нагрузке печь будет работать в следующем режиме. Следует отметить, что не существует эффективной разности в том, какая система регулирования подачи газа используется – дросселирование или включение и отключение подачи. Оба способа дают идентичные результаты с точки зрения расхода топлива. Как можно увидеть из таблицы 1, в то время, как зона №1 работает при 5 % избыточного воздуха (согласно расчетам) в режиме 100 % нагрузки, зоны №2 и №3 работают при высоком уровне избыточного воздуха. В результате выделяемая топливом тепловая энергия не только идет на нагревание обрабатываемой детали, но она также должна обеспечить энергию для нагрева не используемого при горении избыточного воздуха до температуры печи, составляющей 730 °C. Фактически эта энергия расходуется на тепловые потери, поскольку она не используется для нагрева обрабатываемых деталей. Ситуация еще больше осложняется, если печь эксплуатируется не при полной нагрузке. К примеру, если бы описанная выше печь должна была работать при 50 % максимальной нагрузки, результирующие значения времени включения подачи газа и коэффициента избыточного воздуха имели бы вид, представленный в нижеприведенной таблице 2. В результате удельный расход топлива возрастает с приблизительно 26,9 куб. м газа на тонну продукции до 39,2 куб. м газа на тонну продукции, т.е. увеличение расхода топлива составляет 45 %. Очевидно, что псевдоожиженный слой с конфигурацией параметров для работы во всех зонах, настроенных на одинаковую скорость псевдоожижения, не может эффективно поддерживаться при малых нагрузках.

Обсуждение В большинстве

случаев

для

создания слоя, предназначенного для термообработки нитей проволоки, используются три и более контролируемых зон. Каждая зона имеет собственную систему терморегулирования, однако преимущественно все зоны имеют одинаковую длину и настраиваются на одну или почти под одну и ту же температуру и скорость псевдоожижения. Ненагретая проволока поступает в печь через зону №1, в которой в результате значительной разницы температур между проволокой и слоем происходит поглощение большого количества тепла. Затем проволока поступает в зону №2, в которой проволоке передается пропорционально меньшее количество тепла, поскольку действующая в это время разница температур между слоем и проволокой меньше, и, наконец, достигает зоны №3, в которой происходит еще меньшее поглощение тепла. При правильной конструкции печи проволока достигает температуры отжига в зоне №3, после чего она выходит из печи для охлаждения и дальнейшей обработки. В основном, поступающий в каждую зону псевдоожиженного

Рис. 2. Сравнительный анализ расхода топлива в зависимости от тепловой нагрузки печи с использованием трех разных схем регулирования ▼

96

EuroWire – январь 2007 г.