Теплотехнические расчеты установок стройиндустрии

2. Описание работы и конструкции установки.
2.1. Назначение и устройство.
Кольцевые печи получили наибольшее распространение в производстве строительного глиняного кирпича. Они отличаются высокой тепловой экономичностью и производительностью, возможностью использования любых видов топлива с переключением печи на ходу с одного вида твердого топлива на другой без каких-либо конструктивных изменений. К недостаткам этих печей относятся тяжелые условия обслуживания и трудность полной механизации процессов загрузки и выгрузки кирпича.
По этим причинам новые кольцевые печи в настоящее время почти не строят.
Схема работы кольцевой печи показана на рис. 1, ее поперечный разрез дан на рис. 2.

Печь представляет собой замкнутый сквозной канал 1 овальной формы без внутренних перегородок, являющийся рабочим пространством (называется обычно обжигательным каналом). В наружных стенах печи имеются отверстия 2 (ходки) для загрузки сырца (по стрелке А) и выгрузки обожженного кирпича (по стрелке Б). Каждая часть обжигательного канала, расположенная между двумя соседними ходками, условно считается

камерой. Во внутренней стене печи устроен дымовой канал 3, в поду которого имеется колодец 4, соединяющий дымовой кан
ал с дымососом 11 (или дымовой трубой). Обжигательный канал соединен с дымовым посредством очелков 5 во внутренней стене печи. На каждую камеру обжигательного канала приходится один дымовой очелок, снабженный подъемным коническим клапаном 6 (дымовым конусом). При помощи этих конусов дымовой канал может подключаться к обжигательному либо отключаться от него. Над дымовым каналом проложен жаровой канал 7, предназначенный для использования воздуха, нагретого за счет охлаждения обожженных изделий. Этот канал может подключаться к обжигательному посредством жаровых очелков 8, снабженных коническими клапанами 9 (жаровыми конусами).
При установившемся режиме, когда печь находится в непрерывной эксплуатации, обжигательный канал почти целиком заполнен обжигаемым материалом. Свободными остаются лишь две-три камеры с открытыми ходками, через которые непрерывно загружается сырец, и выгружаются обожженные изделия. Топливо подают через отверстия 10, находящиеся в своде обжигательного канала и называемые топливными трубками. Каждая часть обжигательного канала, расположенная между двумя соседними поперечными рядами топливных трубок, называется «подсадкой». Загруженное в печь топливо попадает на раскаленные изделия, от них загорается и сразу начинает подогревать садку. Ту часть канала, куда подается топливо, называют зоной обжига; в ней дымовые и жаровые конусы закрыты, в связи с этим дымовые газы движутся по каналу веред и попадают в зону подогрева. Здесь они нагревают сырец до температуры, превышающей температуру воспламенения сжигаемого в печи топлива. Отработанные дымовые газы удаляются из зоны подогрева в дымовой канал 3 через очелки, открытые конусы и колодец 4, попадают в дымосос 11 и выбрасываются в атмосферу. Воздух засасывается в обжигательный канал через открытые ходки в свободных камерах печи, движется вдоль канала через садку обожженного кирпича и охлаждает его (в зоне охлаждения). Затем поток нагретого воздуха раздваивается: часть его продолжает двигаться по каналу вперед и поступает в зону обжига, где участвует в горении топлива. Другая часть нагретого воздуха отсасывается в жаровой канал 7, а из него поступает в камеры со свежепосаженным сырцом и здесь выполняет роль сушильного агента (зона досушки сырца).
Часть зоны охлаждения, из которой воздух не отсасывается в жаровой канал, а направляется дальше по обжигательному каналу 1, называется зоной закала. Для создания направленного движения воздуха в сторону зоны
охлаждения камеры зоны досушки отделяют от свободных камер, от зоны подогрева и друг от друга бумажными ширмами 12. Таким образом, в кольцевой печи тепло дымовых газов, покидающих зону обжига, утилизируется для подогрева сырца, а тепло обожженных изделий — для досушки сырца и подогрева воздуха, участвующего в горении топлива. Благодаря этому достигается довольно высокая тепловая экономичность. Все технологические зоны кольцевой печи непрерывно перемещаются по обжигательному каналу, а обжигаемые изделия в течение всего цикла обжига остаются неподвижными и подвергаются последовательно досушке, подогреву, обжигу, закалу и охлаждению.

Когда в подсадке зоны подогрева, примыкающей к зоне обжига, сырец прогреется до температуры самовоспламенения топлива, его начинают туда загружать (подсадку «принимают на взвар»). В это время на задней подсадке зоны обжига, граничащей с зоной охлаждения, созревание керамического черепка уже заканчивается и загрузку топлива прекращают (подсадку «отбрасывают). В результате зона обжига перемещается на длину одной подсадки. Когда зона обжига переместится на длину одной камеры, на границе зон подогрева и досушки прожигают очередную бумажную ширму. При этом к зоне подогрева подключается камера зоны досушки, и зона подогрева перемещается вперед на длину одной камеры. Так как сырец загружают в печь непрерывно, то в момент прожига очередной бумажной ширмы оказывается загруженной свежим сырцом одна камера. В ней устанавливают новую бумажную ширму, после чего зона досушки также продвигается на камеру вперед. За время загрузки одной камеры свежим сырцом другую камеру (в зоне охлаждения) полностью разгружают от обожженных изделий, поэтому участок расположения свободных камер тоже непрерывно продвигается в направлении движения огня. Аналогично продвигаются зоны охлаждения и закала.

В практике встречаются видоизменения описанной схемы. Например, существуют печи без жарового канала, когда отсутствует зона досушки, а зона охлаждения не имеет специального участка, именуемого зоной закала. В другом случае горячий воздух поступает в жаровой канал и направляется из него не в зону досушки, как обычно, а в зону подогрева, в связи с чем к ней присоединяется зона досушки. Таким образом, создается единая зона подготовки.