C. Các lợi ích bổ sung
b) Bức xạ qua các khe hở với hình dạng khác nhau
chiều dày tường lò =D
x khe hở hẹp rất dài khe hở hình chữ nhật 2:1 khe hở hình vuông khe hở hình tròn (trụ) D x
Trong các lò nung công nghiệp, lượng nhiên liệu tiêu thụ có thể giảm được đáng kể bằng việc sử dụng lớp cách nhiệt bên ngoài hợp lý. Nhiều vật liệu với cách kết hợp lớp bảo ôn và quán tính nhiệt khác nhau cần được tính toán để giảm thiểu lượng nhiệt tổn thất qua các tường lò nung. Đối với các lò nung gián đoạn, việc sử dụng gạch chịu lửa có chất lượng và độ dày hợp lý có thể giảm khả năng giữ nhiệt của tường và giảm thời gian cần thiết để đưa lò nung tới nhiệt độ vận hành tới 60 – 70%.
Điều khiển thông gió của lò nung
Cần tránh để không khí tự do vào được lò nung. Tốt nhất là duy trì áp suất dư một chút trong lò nung để tránh thoát khí. Nếu có áp suất âm trong lò nung, khí sẽ dễ thoát ra qua các vết nứt và khe hở, từ đó ảnh hưởng tới mức kiểm soát tỉ lệ khí/nhiên liệu. Không chú ý tới áp suất lò nung có thể dẫn tới các sự cố như kim loại lạnh và nhiệt độ kim loại không đồng đều, gây ảnh hưởng tới cácquy trình tiếp theo như rèn và cán và có thể làm tăng lượng nhiên liệu tiêu thụ.
Nạp liệu cho lò nung
Một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới hiệu suất là quá trình nạp nguyên liệu. Có một mức nạp cụ thể mà tại đó lò nung sẽ vận hành ở hiệu suất nhiệt cao nhất. Nếu lò nung không được nạp đủ, sẽ có một lượng nhiệt nhỏ trong buồng đốt bị hấp thụ vào nguyên liệu và làm cho hiệu suất thấp. Biện pháp nạp tốt nhất thường đạt được bằng cách thử ghi lại khối lượng của vật liệu đưa vào mỗi lần nạp, thời gian để đạt tới nhiệt độ cho trước và lượng nhiên liệu được sử dụng. Cần hết sức chú ý khi nạp nguyên liệu cho lò nung ở tốc độ đạt được hiệu suất tối ưu, mặc dù các hạn chế để đạt được điều này đôi lúc được quy định bởi công việc hoặc các yếu tố khác nằm ngoài tầm kiểm soát vận hành.
Xếp vật liệu trong lò
Vật liệu nạp cần được đặt ở đáy lò theo cách:
y Vật liệu sẽ nhận được bức xạ nhiệt tối đa từ bề mặt nóng của buồng nung và ngọn lửa. y Các khí nóng luân chuyển hiệu quả quanh bề mặt nhận nhiệt
y Cần có khoảng cách hợp lý giữa các tấm vật liệu. Vật liệu xếp chồng lên nhau làm cho nhiệt phân bố không đồng đều nên cần phải tránh hiện tượng này.
Vật liệu nung không được để ở những vị trí sau:
y Trên đường đi trực tiếp của các mỏ đốt hoặc ở nơi ngọn lửa có khả năng chạm tới. y Trong khu vực có khả năng gây ra cản trở hoặc hạn chế hệ thống xả khí của lò nung. y Gần bất kỳ cửa hoặc khe hở nào có khả năng có hơi lạnh.
Thời gian nạp
Xét về lợi ích tiết kiệm nhiên liệu và chất lượng sản phẩm, các vật liệu bao gồm cả nguyên liệu nạp cần ở nguyên trong lò trong một khoảng thời gian quy định tối thiểu để đạt được các yêu cầu về luyện kim và vật lý. Khi vật liệu đạt được những đặc tính này, chúng cần được đưa ra khỏi lò để tránh hư hại và lãng phí nhiên liệu.
M 1 . 7 T h u hồi n h iệt t hải
M1.7.1 Thế nào là nhiệt thải?
Lò hơi, lò nung, lò nướng và lò nung tạo ra rất nhiều lượng khí xả nóng. Nếu một phần nhiệt thải này được thu hồi, thì chúng ta có thể tiết kiệm được một lượng nhiên liệu đáng kể.
Chúng ta khôngthể thu hồi được toàn bộ năng lượng mất trong các khí thải. Nhưng có thể thu hồi được phần lớn năng lượng trong khí thải và giảm thiểu tổn thất bằng cách thực hiện các biện pháp dưới đây.
M1.7.2 Các nguồn nhiệt thải
Khi xem xét tiềm năng thu hồi nhiệt, cần chú ý tới tất cả các khả năng, và để phân cấp mức độ nhiệt theo giá trị tiềm năng, như trong Bảng M.22.
M1.7.3 Thu hồi nhiệt thải từ khí xả
Sau khi xác định được các nguồn nhiệt thải và khả năng sử dụng, bước tiếp theo là chọn hệ thống thu hồi và thiết bị thu hồi nhiệt phù hợp để thu hồi và sử dụng. Có thể tiết kiệm tương đối lượng nhiên liệu bằng cách làm nóng trước khí đốt. Các thiết bị tiết kiệm nhiệt được sử dụng cho mục đích này là thiết bị thu hồi và thu phát nhiệt.
Bảng M.22: Các nguồn nhiệt thải
TT Nguồn Chất lượng
1 Nhiệt trong khí xả Nhiệt độ càng cao, giá trị thu hồi nhiệt càng lớn. 2 Nhiệt trong các dòng hơi nước Giống nhưở trên nhưng khi được ngưng tụ,
thì nhiệt ẩn cũng có thể thu hồi được. 3 Tổn thất nhiệt do bức xạ và đối lưu từ
vỏ ngoài thiết bị
Mức độ thấp—nếu tập hợp lại có thể sử dụng cho nung nóng buồng đốt hoặc gia nhiệt sơ bộ khí.
4 Tổn thất nhiệt khi làm lạnh nước Mức độ thấp—thu được nếu nhiệt được trao đổi với nước mới đưa vào. 5 Mất nhiệt khi cung cấp nước lạnh hoặc
khi thải nước lạnh
a./ Mức độ cao nếu nó có thểđược sử dụng để giảm nhu cầu làm lạnh.
b/ Mức độ thấp nếtu thiết bị làm lạnh được sử dụng dưới dạng bơm nhiệt.
6 Nhiệt trữ trong các sản phẩm thoát khỏi
Quy trình Chất lượng tuỳ thuộc vào nhiệt độ. 7 Nhiệt trong các quá trình thảichất lỏng
và khí Kém ncần có bếu bộ chuyị ô nhiển ễđổm ni nhiặng, do vệt hợp kim. ậy
Thiết bị thu hồi nhiệt
Trong thiết bị thu hồi nhiệt, quá trình trao đổi nhiệt diễn ra giữa khí thải và không khí qua vách kim loại hoặc gốm. Không khí cần gia nhiệt sơ bộ sẽ đi trong các ống dẫn hoặc đường dẫn, còn phía bên kia của thiết bị trao đổi sẽ mang dòng nhiệt thải.
Thiết bị thu hồi nhiệt ống gốm thường cồng kềnh và cản trở tương đối đối với quá trình truyền nhiệt vì khả năng dẫn nhiệt kém; chúng cũng có nguy cơ rò rỉ cao. Thiết bị thu hồi ống nhiệt kim loại ít có khả năng rỏ rỉ và giãn nở nhiệt và có thể kiểm soát được. Thiết bị thu hồi nhiệt ống kim loại thường dễ bảo
hồi nhiệt ống gốm thường được sử dụng hạn chế hơn so với loại ống kim loại. Một số cách bố trí dòng nhiệt thông dụng trong các thiết bị thu hồi được chỉ ra trong Hình M.19 - M.21. Thiết bị thu hồi nhiệt ống kim loại có 3 loại cơ bản, tuỳ thuộc vào phương thức truyền nhiệt ví dụ: bức xạ, đối lưu, hoặc kết hợp bức xạ và đối lưu.
Thiết bị thu hồi nhiệt ống gốm
Thiết bị thu hồi nhiệt ống gốm được phát triển để khắc phục hạn chế về nhiệt của thiết bị thu hồi kim loại (khoảng 1.000°C bên khí thải). Vật liệu sử dụng thiết bị thu hồi nhiệt ống gốm cho phép nhiệt độ bên khí thải lên tới 1.300°C và 850°C bên không khí cần gia nhiệt sơ bộ.
Hình M.19 Thiết bị thu hồi Hình M.20 Thiết bị thu hồi bức xạống kim loại
Hình M.21 cho biết cách phân loại thiết bị thu hồi dựa vào dòng nhiệt. Không khí từ
môi trường đi vào
Ngoài ống Đĩa ống Không khí đã được gia nhiệt sơ bộ Đĩa trung tâm Khói lò từ quá trình Lớp bảo ôn và vỏ kim loại Khí thải Không khí nóng đi tới quá trình Khói lò Không khí nguội đi vào
Hình M.21 Phân loại thiết bị thu hồi