info@npotk.ru

Отдел продаж: +7 (495) 775-71-65 / +7 (925) 740-89-29

Статьи

//ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И МОДЕРНИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ И ТЕПЛОВЫХ АГРЕГАТОВ

В настоящее время в различных отраслях промышленности работают десятки тысяч промышленных печей, спроектированных и построенных в 60-70 годах прошлого столетия, которые не отвечают современным требованиям технического прогресса.

Предприятие НПО «ТеплоКонструкция» (до 2010 г. ООО ПКП «С.В.С.») осуществляет строительство новых, а также ремонт и модернизацию действующих промышленных печей с переводом их на современные высокоэффективные футеровочные материалы и системы газового и электрического нагрева.

Одним из важнейших направлений  решения задач энергосбережения в строительстве и модернизации промышленных печей  и других тепловых агрегатов является применение волокнистых огнеупорных и теплоизоляционных материалов при тепломонтажных и футеровочных работах.  Производство таких материалов в достаточно большом количестве и широком ассортименте освоено на производственно-технологической базе НПО «ТеплоКонструкция»

Технические характеристики волокнистых изделий «ТеплоКонструкция»

Наименование Размер (мм) Температура и область применения Коэффициент теплопроводности при 800 оС
(Вт/мК)
Предел прочности (кг/см2) Объемная масса (кг/см2)
1.Прямые плиты шамотно-стекловолокнистые ТУ 5767-001-19756456-03
ШВП-350 Стандартные Стандартные: 1000*700*100; 1000*500*100; 500*500*100; нестандартные: любые на заказ Футеровка промышленных печей и котлов до 1200 оС 0,18÷0,29 3,5÷4,0 325÷400
ШВП-550 Стандартные 0,25÷0,32 5,5÷6,5 525÷600
ШВП-750 Стандартные Футеровка промышленных печей и котлов до 1300 оС 0,27÷0,40 8,5÷10,5 700÷750
ШВПХ-550 Стандартные 0,25÷0,32 5,5÷6,5 525÷600
ШВПХ-750 Стандартные 0,27÷0,40 8,5÷10,5 700÷750
2. Перлито-волокнистые изделия (теплоизоляционные) ТУ 5767-002-19756456-03
ПВП-280 Стандартные Скорлупы 1000х500х100; 500х500х50÷100 R=0,5÷1,5м Обмуровка энергетических котлов, футеровка печей до 950 оС 0,16÷0,2 1,5÷2,0 200÷300
3.Плиты вермикулито-волокнистые плотные ТУ 5767-004-19756456-06
ПВП-500 Стандартные Скорлупы 1000х500х100; 500х500х50÷100 R=0,5÷1,5м Обмуровка энергетических котлов, футеровка печей до 1100 оС 0,16÷0,2 1,5÷2,0 200÷300
4. Фасонные легковесные изделия (волокнистые)
Скорлупы,
цилиндры, сложные формы
Любые по проектам заказчика Футеровка цилиндрических поверхностей печей и котлов до 1200 оС 0,2÷0,25 4,0÷6,0 4,5÷6,5 450÷550
Универсальный подвесной блок 500х500х160±50 Футеровка сводов промышленных печей до
1200 оС
0,2÷0,25 4,0÷6,0 4,5÷6,5 450÷550
5. Z-блоки универсальные модульные
Универсальный модульный Z-блок 300*300*200 600*300*200 и по чертежам заказчика Футеровка стен и сводов промышленных печей до
1425 оС
0,13 - 160÷250

Волокнистые материалы сочетают в себе высокие огнеупорные и теплоизоляционные характеристики, такие как низкую теплопроводность, малую плотность и, вместе с тем, достаточную механическую прочность, что позволяет широко применять их вместо традиционных материалов для футеровки практически всего парка термического оборудования, котлов, трубопроводов, агрегатов химической промышленности и др. Применение этих материалов благодаря легкой обрабатываемости обеспечивает значительное снижение трудоемкости футеровочных  работ и высокую ремонтопригодность футеровки. Другим существенным достоинством волокнистых огнеупорных материалов на основе муллитокремнеземных волокон является высокая степень черноты, для диапазона температур 1000 – 1200°С она составляет 0.9 ÷ 0.95. Для сравнения степень черноты шамота при тех же температурах  -0.6 ÷ 0.72. Еще одним достоинством волокнистых материалов является большое количество теплосмен (до 1000 и более) без значительных изменений качества материала. 

Основой для производства волокнистых материалов ШВП-350, ШВП-550,  ШВПХ-550 являются муллитокремнеземистые волокна, состоящие из окислов Al2O3 и SiO2 в примерном соотношении по объему 1:1, и высокотемпературные неорганические связующие, а для плит вермикулито-волокнистых ПВВП-500 и перлито-волокнистых ПВП-280 композиции муллито-кремнеземистого волокна и, соответственно, вспученного вермикулита или перлита и также высокотемпературные неорганические связующие.

Сочетая в себе свойства огнеупоров и теплоизоляции, изделия из волокнистых материалов позволяют создавать новые, легкие конструкции футеровок стен, рабочих заслонок (дверей) и сводов промышленных печей. Низкая теплопроводность позволяет уменьшать габариты печи за счет толщины футеровки, что вместе с низкой плотностью делает возможным в несколько (до 8÷10) раз снизить массу футеровки и, соответственно,  в 2-3 раза массу металлоконструкций печи, что, кстати,  косвенно также способствует энергосбережению.  Теплота, аккумулируемая футеровкой за время выхода на рабочую температуру, уменьшается также в несколько раз. Резко сокращается время разогрева печи, позволяя экономить не только энергоресурсы, но и уменьшая непроизводительное время работы печи и обслуживающего персонала.  Особенно эффективно применение новых футеровочных материалов в термических печах периодического действия, с частыми сменами термических программ и, следовательно, периодов нагрева и охлаждения. За эти качества волокнистые материалы часто называют малоинерционными.

Футеровка из волокнистых материалов как правило выполняется многослойной. Например, внутренний  огнеупорный слой обычно выполняется из шамотно-волокнистых плит ШВП-350 или ШВП-550  (ШВПХ-550 или ШВПХ-750)  , второй слой-теплоизоляционный, из более дешевых материалов, например, из вермикулито-волокнистых плит ПВВП-500 или перлито-волокнистых  плит ПВП-280, а третий слой, также теплоизоляционный, в виде плит из базальтового волокна. В каждом конкретном случае выбор материалов зависит от максимальной температуры и скорости продуктов сгорания или воздушной (защитной) среды в рабочей камере соответственно газовой или электрической печи. Благодаря многослойности футеровки используются лучшие качества всех материалов. Первый слой рассчитан на более высокую температуру эксплуатации, у следующих слоев ниже теплопроводность в данном интервале температур и, кроме того, они существенно дешевле. Таким образом, применение многослойных футеровок из волокнистых материалов позволяет добиться оптимального соотношения цены и качества.

Вторым важным мероприятием повышения эффективности работы электропечей является применение проволочных нагревателей из современных нагревательных сплавов высокого омического сопротивления  ЕВРОФЕХРАЛЬ GS 23-5, СУПЕРФЕХРАЛЬ GS SYи др. Данные сплавы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными сплавами «Фехраль» и дорогостоящей нихромовой  проволокой, такими как более высокая температура эксплуатации электропечи(до 1350 °С), более длительный срок службы до 2-2,5 раз. В печах с футеровкой из волокнистых материалов проволочные электронагреватели как правило размещают на керамических трубках, что улучшает технологичность монтажа и ремонта.

Третье мероприятие - применение принудительной конвекции с целью сокращения времени термообработки (и нагрева и охлаждения) особенно в печах отжига, отпуска  наряду с герметизацией затворов подовых тележек, дверей, заслонок, крышек с использованием современных  прошивных рулонных, шнуровых, тканевых и др. муллитокремнеземистых материалов. Это дает не только существенную экономию энергоносителей, но и повышает качество обрабатываемых материалов и производительность термического оборудования.

Четвертое  - применение систем управления тепловым режимом на базе тиристорных блоков, современных микропроцессорных терморегуляторов и контроллерной модульной техники (Siemens, Samsung и др.).

Данные системы управления могут быть локальными, когда печь управляется со своего пульта (щита) управления и не объединяется с другими агрегатами или общими, включающими не только один агрегат (печь), а всю технологическую линию. Локальная система управления печью представляет собой шкаф управления, в котором смонтированы один или несколько микропроцессорных регуляторов, блок коммутации и управления нагревательными элементами печи, операторская панель, элементы световой сигнализации, регулирующая, запорная и защитная арматура, обеспечивающие автоматизацию термообработки.

Общие системы управления обеспечивают полную автоматизацию термообработки изделий. В них тепловые агрегаты могут управляться как непосредственно со своих операторских пультов, так и дистанционно, с верхнего уровня системы, в котором обычно находится локальный компьютер либо общая компьютерная сеть предприятия.

Оснащение тепловых агрегатов автоматизированными системами управления технологическими и теплотехническими процессами на базе управляющих контроллеров дает возможность наиболее экономично вести технологический процесс, оптимизировать работу печи и получить экономию энергоносителей до 5 –10 %, а также добиться повышения качества выпускаемой продукции.

Среди наиболее энергоэффективных промышленных печей, изготовленных НПО «ТеплоКонструкция» и находящихся в эксплуатации:

электропечи сопротивления с выдвижным подом для термообработки металлов, сплавов и крупногабаритных сварных  изделий до 1150 °С, с объемом рабочего пространства от 1,5 до 130 м3, 

  1. в частности электропечи объемом 130 м3 для ОАО «Савеловский машиностроительный завод»
  2. 28 м3 для ОАО «Наро-Фоминский машиностроительный завод» и 
  3. 4 м3  для  ОАО «НИИМТ», г.Ижевск
  4. шахтная электропечь сопротивления для термообработки заготовок длиной до 4,0 м до температуры 1000 °С для ОАО «НИИМТ», г. Ижевск
  5. шахтная электропечь для ОАО «ОРМА», г.Санкт-Петербург
  6. газовые камерные печи для предприятий ОАО «РЖД»

Значительное место в деятельности НПО «ТеплоКонструкция» занимают работы по техническому перевооружению и модернизации печей, а также по монтажу технологических систем.

  1. Наиболее крупные работы по этому направлению:
  2. ремонт и модернизация в 2007-2009 г.г. нескольких печей СНО 70÷80 годов выпуска на ОАО РСК «МИГ»;
  3. монтаж системы дожигания и дымоудаления вредных выбросов общей протяженностью дымопроводов 130 м на высотах 6÷13 м (ММПП «Салют»);
  4. монтаж вентиляционной системы на Кудиновском кирпичном заводе.

Эффективность мероприятий по снижению энергопотребления на основе анализа опыта эксплуатации промышленных печей производства НПО «ТеплоКонструкция» представлена в таблице.

Эффективность мероприятий по снижению энергопотребления в промышленных печах:

№ п/п Мероприятия Эффект от применения
1 Применение волокнистых высокоэффективных огнеупорных и теплоизоляционных материалов для футеровки промышленных печей Экономия электроэнергии до 30%. Снижение габаритов печи за счет толщины кладки. Снижение массы футеровки печи до 5-8 раз. Снижение массы металлоконструкций печи в 2-3 раза. Сокращение сроков выхода на режим до 1,5 – 2,5 часов. Увеличение числа теплосмен до 1000-2000. Снижение трудоемкости монтажа футеровки в несколько раз.
2 Применение новых современных нагревательных элементов марок «Фехраль» и «Суперфехраль» с температурой применения до 1350 °С Повышение температуры эксплуатации электропечей до 1350 °С. Повышение срока службы электрогагревателей (до 2-2,5 раз). Повышение технологичности монтажа и ремонта. Исключение печных трансформаторов при ремонте и модернизации электропечей.
3 Применение принудительной конвекции с целью сокращения времени термообработки (как нагрева, так и охлаждения) и герметизация затворов, заслонок, крышек Экономия электроэнергии 5-10 %. Повышение производительности оборудования Повышение качества обрабатываемой продукции.
4 Автоматизация процессов нагрева в печах различного назначения Экономия топлива до 10%. Повышение качества термообработки. Улучшение условий работы персонала.

Представленные данные указывают на необходимость осуществления предприятиями комплексного подхода при проведении мероприятий по энергосбережению при строительстве новых и модернизации действующих тепловых агрегатов, который позволяет не только  снизить энергопотребление на 40-50%, снизить капитальные затраты при строительстве и модернизации тепловых агрегатов, но и увеличить производительность технологического оборудования, повысить качество выпускаемой продукции, а также улучшить условия работы обслуживающего персонала.

Наверх