Файл: Бельский В.И. Кладка промышленных печей и дымовых труб.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.06.2024
Просмотров: 138
Скачиваний: 0
ПОВЫШЕНИЕ МАСТЕРСТВА РАБОЧИХ СТРОИТЕЛЬСТВА И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
МИНИСТЕРСТВО МОНТАЖНЫХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ СССР
ГЛАВТЕПЛОМОНТАЖ
ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ КАДРОВ И УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИИ
В. И. БЕЛЬСКИЙ
КЛАДКА
ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПЕЧЕЙ И ДЫМОВЫХ ТРУБ
МОСКВА
С Т Р О П И 3 Д А Т
1974
6С6.2
Б 44 УДК 693.2 : (66.041+697.8)
Гос. публичная
научно-техническая
биолиотеиа i. .
ЭКЗЕМПЛЯР
ЧИТГАЛЬНОГО ЗА Л 4
у ^ -
4 ^
В. И. Бельский
Б 44 Кладка промышленных печей и дымовых труб. М., Стройиздат, 1974.
с. 192 с ил. (М-во монтажных и спец, строит, работ СССР. Главтепломонтаж и Гл. упр. кадров и учеб, заведений. Повышение мастерства рабочих стр-ва и пром-сти строит, материалов).
На обл. авт. не указан.
В книге приведены основные сведения о конструкции и ра боте промышленных печей и кирпичных дымовых труб, о мате риалах и изделиях для их кладки. Описаны инструменты, при способления и инвентарь. Изложены правила кладки отдельных элементов печей и наиболее распространенных типов печей, а также ствола и футеровки дымовых труб.
Книга предназначена для бригадиров и рабочих, занятых на строительстве промышленных печей и дымовых труб.
30207—251
БЗ—16—18—74 6С6.2
047(01)—74
(g) Стройиздат, 1974
ВВЕДЕНИЕ
Одним из основных видов оборудования заводов яв ляются промышленные печи. Они широко распростране ны в металлургической промышленности и машино строении, в промышленности огнеупорных и керамиче ских материалов, в нефтеперерабатывающей и химической промышленности и в промышленности строи тельных материалов.
В Советском Союзе ежегодно строится, реконструи руется и ремонтируется большое количество промыш ленных печей. Этой работой заняты десятки тысяч рабо чих и инженерно-технических работников печестроитель ных и печеремонтных организаций, а также заводских цехов ремонта печей.
Объем работ по строительству и ремонту печей из го да в год увеличивается.
Предусмотренное Директивами XXIV съезда партии увеличение производства промышленной продукции в де вятой пятилетке на 42—46% повлечет за собой еще боль шее развитие этих работ.
От качества строительства печей во многом зависит успешная работа завода. Неправильно построенная печь может вызвать брак продукции; при недоброкачествен ной постройке печь быстро выйдет из строя, что вызовет простой цеха или завода.
Огнеупорная кладка занимает самый большой объем работ при сооружении большинства печей. Долговеч ность печей зависит в основном от качества огнеупорной
кладки, так как |
она непосредственно соприкасается |
с раскаленными |
газами, расплавленными металлами |
и шлаками, испытывает истирающее действие от пере двигающихся по печи материалов и изделий и разруша ется в первую очередь. Поэтому огнеупорную кладку следует выполнять очень тщательно, из высококачест венных материалов.
Прочность и долговечность печи во многом зависит и от квалификации огнеупорщиков, производящих клад ку печей. Огнеупорщик должен хорошо разбиратьсй
1* |
4 |
в рабочих чертежах, знать правила кладки отдельных элементов промышленных печей, уметь устанавливать леса, подмости, кружала и опалубку при строительстве печей, а также уметь обрабатывать (тесать, резать) ог неупорные изделия. Помимо этого он должен хорошо разбираться в разных видах огнеупорных материалов, знать их свойства, особенности работы огнеупоров в от дельных печах.
Глава I
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О КОНСТРУКЦИИ
ИРАБОТЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ
1.Тепловые процессы, происходящие в промышленных печах
Промышленные печи служат для нагрева, обжига или плавки различных материалов. Тепло, необходимое для проведения этих процессов, получают путем сжига ния в печах топлива или превращения электрической энергии в тепловую. В печах применяют преимуществен но газообразное топливо (природный, доменный или коксовальный газы) или мазут. На твердом топливе — угле, коксе — работают в основном шахтные плавильные или обжиговые печи.
Горение топлива представляет собой процесс, при ко тором происходит химическое соединение горючих эле ментов топлива с кислородом воздуха. Это соединение осуществляется при высокой температуре и сопровож дается выделением тепла и света, Главным горючим эле ментом любого топлива является углерод. Помимо угле рода горючими составляющими топлива являются еще водород и сера. Воздух состоит по объему приблизитель но из Vs части кислорода и 4/s частей азота. При горении топлива одна частица углерода соединяется с двумя ча стицами кислорода, в результате чего получается угле кислый газ С + 20 = С 02; две частицы водорода соеди няются с одной частицей кислорода и образуется водя
ной пар |
2 H -f0 = H 20; одна |
частица серы соединяется |
с двумя |
частицами кислорода и дает сернистый газ |
|
S4-20 = |
S02. При недостаточном количестве воздуха |
|
с одной |
частицей углерода |
соединяется одна частица |
кислорода и получается окись углерода С + 0 = С0. В дальнейшем окись углерода, встречаясь с воздухом, сгорает, превращаясь в углекислый газ С0 + 0 = С02.
Тепло, выделяемое топливом, измеряется в единицах, называемых калориями. К а л о р и я — это такое количе ство тепла, которое надо затратить, чтобы подогреть 1 л
5
воды на 1°С. Количество тепла, выделяемое при сгора нии 1 кг жидкого или твердого топлива или 1 м3 газо образного, называется теплотой сгорания топлива.
Для того чтобы поддерживать горение топлива, необ ходимо непрерывно подводить к нему воздух. Чем лучше топливо будет перемешано с воздухом, тем полнее оно
будет |
сгорать и |
тем |
больше будет выделяться тепла. |
|
Для |
сжигания |
топлива применяются специальные |
||
устройства. Т в е р д о е |
т о п л и в о |
сжигается в топках |
||
с колосниковой решеткой (см. рис. |
5) или в шахтных пе |
чах. Камера топки выкладывается из огнеупорного кир пича. Колосниковая решетка состоит из отдельных квад ратных стальных брусьев, как это показано на рисунке, или из чугунных колосников, уложенных с зазорами ме жду ними.
Иногда колосниковая решетка выполняется из чугун ных плит с отверстиями. Топливо ровным слоем забра сывается на колосниковую решетку, а под нее в зольник подается воздух для горения, откуда он через отверстия в решетке проходит сквозь слой раскаленного топлива. При этом происходит соединение кислорода воздуха с горючими элементами топлива, и топливо сгорает. Продукты сгорания попадают в рабочее пространство и отдают тепло нагреваемому материалу, повышая его температуру.
Часто в зольник подают только часть воздуха, необ ходимого для сгорания топлива. При этом процесс горе ния заканчивается на решетке не полностью (углерод превращается в окись углерода), и образующиеся при этом продукты сгорания, которые содержат много окиси углерода и водород, дожигаются в рабочем пространст ве печи, куда подается дополнительный воздух для горе ния, как показано на рис. 5. Это делается для того, что бы частично перенести горение топлива в рабочее про странство печи с целью получения в нем более высоких температур прй одновременном снижении температуры в топке. Такие тонки называются п о л у г а з о в ы м и .
Ж и д к о е - тНнливо сжигается в распыленном со стоянии. Мелкие капельки топлива хорошо перемешива ются с воздухом, и сгорание их происходит очень быст ро. В связи с этим сжигание жидкого топлива произво дится, как правило, непосредственно в рабочем простран стве печи без топки. Распыление мазута производится посредством фо р с у н о к . В форсунках высокого давле
6
ния (рис. 1) мазут подается по внутренней трубке. При выходе из нее он подхватывается сильной струей сжато го воздуха или пара, подаваемого по наружной трубке, и распыляется. Сжатый воздух или пар подаются под давлением 2—6 кгс/м2; мазут — под давлением 0,5— 1 кгс1м2. В форсунки низкого давления (рис. 2) воздух подается вентилятором под давлением 300—1000 мм вод. ст.
Газообразное топливо, так же как и жидкое, сжига ется чаще всего в рабочем пространстве печи. Переме шивание газа и воздуха производится при помощи горе лок. Наиболее распространены два типа горелок: с при нудительной подачей газа и воздуха (рис. 3) и инжекционные (рис. 4). В горелках первого типа газ и воздух подводятся под небольшим давлением (порядка 100—500 мм вод.ст.) и, выходя из горелки с большой скоростью, хорошо перемешиваются. Такие горелки назы вают горелками низкого давления.
Вгорелках второго типа газ подается под большим давлением (1500—10 000 мм вод. ст.) и засасывает (ин жектирует) воздух, необходимый для горения, при этом газ и воздух хорошо перемешиваются.
Вкрупных нагревательных и плавильных печах го релки иногда выкладывают из огнеупорного кирпича. Они выполняются обычно в виде двух каналов, выло женных под углом друг к другу. По одному каналу по
дается воздух, по второму — газ. При выходе из кана лов газ и воздух перемешиваются. Примером таких го
релок могут служить головки |
мартеновских печей или |
горелки стекловаренных печей, |
показанные на рис. 12 |
и 22. |
|
Образующиеся при сгорании топлива газообразные продукты поступают из топки в рабочее пространство
печи, отдают |
часть тепла |
нагреваемым материалам |
и кладке печи, |
нагревая их, |
и затем отводятся боровом |
в дымовую трубу (рис. 5). Движение газов в печи про исходит вследствие того, что газы при нагревании рас ширяются, становятся легче холодного воздуха, окру жающего печь, и поэтому стремятся подняться вверх. Холодный воздух, более тяжелый, вытесняет в трубу легкие дымовые газы. Стремление горячего газа подни маться вверх (вытеснение его холодным воздухом) на зывают е с т е с т в е н н о й тяг ой.
Продукты сгорания иногда отводят из печи путем ис-
7
Рис. 2. Форсунка низкого давления
еаз
Рис. 1. Форсунка вы |
Рис. 3. Горелка низкого давления |
сокого давления |
Рис. 5. |
Схема |
работы |
печи |
/ — фундамент; 2 — выстилка; |
3 — стены; |
4 — свод; 5 — под; 6 — нагреваемый |
|
материал; 7 — боров; 8 — шибер; 9 — загрузочное |
окно; 10 — дымовые пролеты; |
||
// — рабочие окна; 12 — арки; |
13 — колосниковая |
решетка; 14 — воздухопровод |
|
вторичного |
воздуха |
|
кусственной тяги, создаваемой дымососами (специаль ными вентиляторами, предназначенными для отвода га зов с температурой 300—600°С).
2. Классификация и основные элементы кладки промышленных печей
Промышленные печи классифицируют по трем ос новным признакам: технологическому назначению, ис точнику тепловой энергии, конфигурации рабочего про странства.
По технологическому назначению печи разделяются
на: плавильные — для плавки металла, |
стекла; нагрева |
||
тельные — для нагрева металла перед |
прокаткой, ков |
||
кой, |
штамповкой; термические — для |
нагрева материа |
|
лов |
с целью термической обработки; |
обжиговые — для |
обжига керамики, огнеупоров, цемента и других мате риалов; сушила — для удаления влаги из материалов или высушивания окрашенных изделий; печи для пере гонки продуктов — нефтеперерабатывающие, химиче ские и т. п.