Файл: Михелев, А. А. Печи хлебопекарного и кондитерского производств. (Устройство и эксплуатация).pdf

в) обеспечивать простое и надежное электрическое и механи­ ческое соединение с токоподводами;

г) быть технологичным в изготовлении.

Серийно изготавливаемые в настоящее время лампы КГ-220-1000 не удовлетворяют в полной мере всем этим требованиям, что может являться одной из причин досрочного выхода из строя таких ламп. При этом происходит оплавление

ствие коррозии токоподводящих шин и увеличения при этом контакт­ ного электросопротивления на цоколе лампы. В этих условиях пе­ регрев цоколя неизбежен. Кроме того, при достижении цоколем температуры 300° С и более высокой тонкая молибденовая фольга — вакуумное звено цоколя — начинает окисляться с внешней стороны цоколя. При этом, так как окислы молибдена занимают больший объем, чем чистая молибденовая фольга, в кварцевом стекле цоколя возникают напряжения, превышающие допустимые, что при­ водит к разрушению цоколя и преждевременному выходу лампы из строя.

Для предотвращения этого явления на Рижском электролампо­ вом заводе В. Ю. Граковским была разработана новая конструкция цоколя лампы КГ-220-1000. Особенность этого цоколя заключается в том, что в нем имеется гибкий элемент (рис. 4), выполненный из никелевой полосы толщиной 0,2 мм с пазом. Полоса вязкая, мягкая, легко деформируется, не разрушаясь, и сохраняет эти свойства в условиях высоких температур и повышенной влажности рабочих камер печей хлебопекарного и кондитерского производств.

Гибкий элемент цоколя соединен с молибденовыми электродами, подводящими напряжение на нить накала. В свою очередь, гибкий элемент самым простым и надежным способом, с помощью винта с гайкой, продетого в паз гибкого элемента, соединяется с токопод­ водящей арматурой. При этом обеспечивается надежный электри­ ческий и механический контакт с токоподводом; компенсируются

31

температурные деформации и перекосы арматуры; благодаря нали­ чию паза (длиной 21 мм) не требуется высокой точности при расста­ новке токоподводов, что упрощает монтаж и обеспечивает полную взаимозаменяемость ламп. Первая опытная партия таких ламп проходит производственные испытания на печах ПИК-8.

Из сказанного выше ясны преимущества высокотемпературных световых излучателей с кварцевыми трубками, которые в основном заключаются в следующем [61:

1.Значительная энергетическая освещенность объектов облу­ чения, равномерность облучения и возможность длительных пере­ грузок.

2.Значительный срок службы и стабильность лучистого потока

втечение всего этого срока.

3.Очень малая термическая инерция.

4.Высокая термостойкость кварцевой трубки, которая позволя­

ет осуществлять быстрый ее нагрев до температуры 80° С и выше.

5.Простота устройства цоколей, обеспечивающих удобство монтажа, возможность легкой замены излучателей, нагрева их до температуры, превышающей температуру цоколя зеркальных ламп. Благодаря этому, для кварцевых излучателей не требуется специаль­ ного охлаждения цоколей, если температура их не превышает 250—300° С. Это значительно упрощает конструкцию печи и повы­ шает к. п. д. излучателей.

6.Высокая механическая прочность и стойкость в отношении воздействия водяных паров и агрессивных сред, содержащихся в ра­ бочих камерах печей хлебопекарного и кондитерского производств.

Благодаря значительным преимуществам, инфракрасные квар­ цевые излучатели в ближайшее время найдут еще более широ­ кое применение в хлебопекарной и кондитерской промышлен­

ности.

В процессе эксплуатации кварцевых излучателей необходимо соблюдать некоторые требования, главные из которых приведены ниже:

1. Излучатели можно длительно использовать только в горизон­ тальном положении (отклонение от горизонтального положения не должно превышать 5°). В излучателях, расположенных верти­ кально, может иметь место провисание спирали и нарушение йод­ ного цикла в связи с повышением концентрации йода в нижней час­ ти трубки.

2. Излучатель следует периодически протирать спиртом для снятия с него жира и других возможных внешних отложений. В про­ тивном случае в местах загрязнения кварцевой трубки возможен ее перегрев и быстрое разрушение (задолго до гарантийного срока работы излучателя).

32

5. Топочные устройства современных печных агрегатов. Схемы автоматизации работы топок

Для новых типов современных тоннельных печей с рециркуля­ цией продуктов сгорания необходимы новые типы топочных устройств, принципиально отличающихся от таковых в печах ста­ рого типа с кирпичной обмуровкой и полным удалением продуктов сгорания.

Топочные устройства печей с рециркуляцией продуктов сгора­ ния состоят из соосно расположенных цилиндрических металли­ ческих камер сгорания (топки) и смешения. Цилиндр топки по раз­ мерам меньше цилиндра камеры смешения. Оба они располагаются так, что глухая торцовая стенка (на которой в топочном цилиндре размещается горелочное устройство) для них общая. Между ними имеется кольцевой зазор для прохода рециркулирующих газов. За открытым, выходным, торцом топочного цилиндра в цилиндре камеры смешения и происходит перемешивание продуктов сгорания и рециркулирующих газов. (Подробное описание и изображение современных топочных устройств приводится в главе II при описа­ нии конкретных типов печей, в которых они применяются).

Помимо сжигания топлива, в этих топочных устройствах про­ исходит охлаждение продуктов сгорания рециркулирующими га­ зами (температура tpii которых обычно колеблется в пределах 250—350° С и значительно ниже как теоретической температуры сгорания топлива tT*, так и температура продуктов сгорания на выходе из топочного цилиндра — на входе в камеру смешения, которая обычно составляет 1000—1300° С) до температуры рабочих газов tp — газов на выходе из камеры смешения (на входе в рабочее пространство печи). Процесс горения в топке сопровождается тепло­ отдачей к омывающим ее рециркулирующим газам и излучением факела через выходное отверстие топочного цилиндра в камеру сме­ шения. В результате теплоотдачи в топочном цилиндре происходит охлаждение факела, температура даже в ядре его не достигает мак­ симально возможной температуры горения (которая имела бы мес­ то в условиях адиабатического, без теплоотдачи, сгорания и предель­ ной величиной для которой является теоретическая температура горения). В конце топочного цилиндра имеет место так называемая температура на выходе из топки Ту.

Дальнейшее охлаждение продуктов сгорания до температуры

расхода воздуха приближается к 2000QС.

массообмена (сложного теплообмена и перемешивания) рецирку­ лирующих газов и продуктов сгорания.

К топочным устройствам печей с рециркуляцией продуктов сго­ рания так же, как и к устанавливаемым на них горелочным устрой­ ствам (так как топочные и горелочные устройства следует рассматри­ вать в неразрывной связи), предназначенным для сжигания газооб­ разного и жидкого топлив (твердое топливо не используется в печах с рециркуляцией продуктов сгорания), предъявляют особые требо­ вания, связанные как с конструктивными особенностями печей, на которых они устанавливаются, так и с особенностями работы самих топочных устройств. Главные из этих особенностей состоят

в^следующем.

Всвязи с тем, что покидающие топку продукты сгорания смеши­ ваются с рециркулирующими газами и охлаждаются ими до темпера­

туры tp = 350—550° С, т. е. значительно ниже, чем температура, при которой еще возможно горение топлива (минимальная темпера­ тура, при которой еще обеспечивается необходимая скорость про­ текания химических реакций, связанных с горением, составляет примерно 1100° С), к полноте сгорания топлива в пределах топоч­ ного цилиндра предъявляются жесткие требования. Таким образом, конструкция горелки и топки должна обеспечить хорошее пере­ мешивание топлива с окислителем (воздухом), устойчивое поджигание топливовоздушной струи и небольшую длину факела, такую, чтобы она не превышала длину цилиндра топки. При сжигании жидкого топ­ лива необходимо также обеспечить хорошее распыливание топлива.

При этом следует также иметь в виду, что из соображений умень­ шения размеров печей, цилиндры топок имеют сравнительно не­ большие размеры: длина — от 600 до 2000 м, диаметр — от 300 до 600 мм (в зависимости от типа печи). Таким образом, объем топоч­ ного цилиндра в таких печах также невелик. Например, объем топки печи БН составляет примерно 0,08 м3. (Габаритные размеры топок различных конструкций и их технические характеристики приводятся в главе II при описании конкретных типов печей и их сравнительном анализе). Это приводит к тому, что при средних рас­ ходах топлива (расход природного газа, сжигаемого в топочном устройстве печи с рециркуляцией продуктов сгорания, колеблется

нагрузки в значительной степени затрудняют процесс сжигания топ­ лива и повышают требования к работе горелочных устройств печи: к качеству и длине пути перемешивания топлива с воздухом и распыливанию топлива (при сжигании жидкого топлива).

34

Устойчивое горение в топке печи возможно при условии, что тепловыделение в ней меньше теплоотдачи к стенкам топки. При этом температура самой холодной части факела должна быть выше мини­ мальной, при которой обеспечивается необходимая скорость протека­ ния химических реакций, связанных с окислением топлива. Для компенсации внешней теплоотдачи, которая, как уже отмечалось, имеет место при сгорании топлива в топках печей хлебопекарного и кондитерского производств с рециркуляцией продуктов сгорания, напряжение горения в объеме светящегося факела должно удовле­ творять неравенству [9]

Для топок печей с рециркуляцией продуктов сгорания, на­ пример БН, в которых факел заполняет весь топочный объем, можно принять следующее значение величин в неравенстве (26): <2ф = 200 • 103 ккал/ч\ Уф = 0,08 м3; йф = 0,34 м. При сгорании природного газа в качестве первого приближения температуру фа­

идля жидкого топлива.

Всвою очередь, для сжигания газообразного топлива использу­ ются два вида горелочных устройств: двухпроводные горелки тур­ булентного перемешивания газа с воздухом и инжекционные го­ релки. Двухпроводными горелками оснащаются в основном печи, поставляемые по импорту: БН, «Термоэлектро», «Полин» и др. Инжекционные горелки устанавливаются на печах отечественного производства: ПХС и ПХК.

Вдвухпроводных горелках используется природный газ низкого давления (200—300 кГ/м2). Воздух для сгорания подается от инди­ видуального вентилятора обычно высокогодавления (300—400 кД/л2).. Турбулентное; перемешивание газа е воздухом происходит на выходе

35