1. Принципиальная схема печи перегрева водяного пара и ее описание (по [1], [9])

Горение – сложный физико-химический процесс взаимодействия топлива с окислителем, сопровождающийся интенсивным выделением теплоты и быстрым подъемом температуры.

Если топливо и окислитель находятся в одинаковом фазовом состоянии, то горение называется гомогенным. Если топливо и окислитель находятся в разных фазовых состояниях, то горение называется гетерогенным. Горение газового топлива является гомогенным процессом, а, например, горение кокса в потоке воздуха – гетерогенным. В данной работе мы имеем дело с процессом гомогенного горения.

Нагревание топочными газами – самый старый способ обогрева в химической промышленности. Этим способом осуществляется нагревание до температур 180 – 1000 ⁰С. Дымовые (топочные) газы образуются при сжигании газообразного топлива (преимущественно при атмосферном давлении) в топках или печах различной конструкции (см. рис.1).

Промышленная печь представляет собой энерготехнологический агрегат, предназначенный для термической обработки материалов с целью придания им необходимых свойств.

Современные печные установки часто представляют собой крупные механизированные и автоматизированные агрегаты высокой производительности. Они отличаются высокой тепловой эффективностью, т. к. теплота предается трубчатой поверхности не только конвекцией, но и радиацией.

Трубчатые печи могут сооружаться высокой тепловой мощности, поэтому являются достаточно компактными агрегатами. Однако по сравнению с паровыми котлами они обладают меньшими коэффициентами на внутренней поверхности трубок, что снижает эффективность использования теплообменной поверхности.

Трубчатая печь представляет собой непрерывный змеевик, по трубам которого прокачивают перерабатываемый продукт. Змеевик такой печи составлен из прямых труб, соединенных между собой калачами или специальными перепускными двойниками. Обычно трубчатые печи относятся к радиационно-конвективному типу. Только конвективные или только радиационные печи применяются редко.

С хема рассматриваемой в данной курсовой работе печи перегрева водяного пара изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема печи перегрева водяного пара

1 - топка; 2 - топочная камера; 3 - окно; 4 - вентилятор; 5 - змеевик; 6 - шахта; 7 - боров.

Топочные газы образуются в топке 1, куда вводится газообразное топливо и необходимый для горения воздух. В топочном пространстве в топочную камеру 2 через окно 3 вентилятором 4 нагнетается воздух. Топочные газы омывают трубный змеевик 5, расположенный в шахте 6, а затем удаляются через боров 7.

Первая часть по ходу движения печи называется радиантной (в ней основная часть тепла передается трубному змеевику путем излучения), вторая - конвективной (в ней тепло передается трубам главным образом путем конвекции).

Пар поступает в печь через змеевик, двигается по нему, при этом происходит теплообмен между топочными газами и стенками змеевика, а затем – между стенками змеевика и паром, в результате чего пар нагревается.