Використання технології регенерації тепла для підвищення теплової ефективності обертових печей

2023

Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»: Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження», Iss 3 (2023)

Розглянуто проблему підвищення енергетичної ефективності обертових печей, які використовуються в різних галузях промисловості для термічної обробки матеріалів. Одним з важливих аспектів їх експлуатації є енергетична ефективність, яка залежить від багатьох факторів і загалом характеризує ступень використання теплоти палива для нагрівання матеріалу. Тому вкрай актуальною є проблема пошуку та використання методів зменшення теплових втрат і використання теплоти. У цьому контексті, підігрів вторинного повітря може виявитися одним з важливих методів для підвищення теплової ефективності обертових печей особливо тих, які працюють в режимі для піролізного випалювання таких матеріалів як вугілля, деревина, торф тощо. У роботі досліджена можливість підвищення енергетичної ефективності обертових печей за допомогою підігріву вторинного повітря шляхом регенерації використаного тепла. Запропоновано використання спірального теплообмінника, який дозволяє передавати тепло від корпусу печі до вторинного повітря без перешкоджання обертанню печі. Розроблено математичну модель для числового розрахунку спірального теплообмінника, що дозволяє оцінювати теплові і температурні характеристики теплообмінника. Показано, що за рахунок тепла корпусу можливо підігрівати вторинне повітря до температури 270 °С в кількості необхідній для забезпечення роботи пальника. Проведено аналіз місця встановлення теплообмінника та використання ізоляційного покриття, що дало можливість суттєво зменшити його розміри без зміни сумарного теплового ефекту в порівнянні з теплообмінником встановленим на всю довжину корпусу печі. Показано ефективність використання теплової ізоляції, що дає можливість при її товщині 7 мм додатково підвищити температура повітря на 50 °С. Отримані результати можуть бути корисними для подальших розробок та оптимізації проектів, спрямованих на поліпшення теплообмінних систем в напрямах ефективного використання теплових ресурсів при розробці та експлуатації обертових печей. Результати розрахунку приведені в електронному додатку до статті у вигляді відеофайлу.

article

English
Ukrainian

Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2023.

обертова піч, футерівка, енергоефективність, температура, теплоізоляція, теплообмінник, Ecology, QH540-549.5, Chemical engineering, TP155-156