Úspory energií

Naše snaha o poskytování pné podpory našim zákazníkům se odráži zejména v hlavní ideje a trendu naší práce, kterým je důraz na snižování spotřeb a úspory energií a hledání nových konstrukčních řešení s maximálním ohledem na skutečné potřeby zákazníků, čehož dosahujeme neustálým sledováním oborových trendů a aktivní prací na vlastním výzkumu.

 

Autorem níže uvedených informací je ing. Josef Fík

Hospodárný provoz průmyslových plynových spotřebičů

 

V průmyslových plynových spotřebičích, kterými jsou převážně plynové pece, se tepelně zpracovávají především výrobky z oboru hutnictví a strojírenství, sklářského a keramického průmyslu a výrobky dalších průmyslových oborů:

 

- ocelové výkovky, odlitky, konstrukční oceli, plechy, dráty

- výrobky z barevných kovů (hliník, měď, mosaz)

- užitkové a obalové sklo, laboratorní sklo, ploché sklo aj.

- výrobky pro stavebnictví ( vápno, cement, cihly, střešní krytina aj.

- užitková a sanitní keramika, umělecká keramika,obkladačky a dlaždice, žáruvzdorné materiály

- výrobky ropného průmyslu, suroviny pro výrobu barev aj.

 

Průmyslové spotřebiče však slouží i v dalších výrobních odvětvích:

 

- výroba potravin ( pekařské pece, sušárny sladu, vaření piva, pražírny oříšků a kávy)

- výroba osvětlovacích těles

- textilní výroba ( požehování tkanin)

 

 

1. Základní typy průmyslových spotřebičů

 

a) Strojírenství a hutnictví

 

• ohřívací pece (narážecí, krokové,hlubinné, komorové, vozové strkací, karuselové aj.)

• pece pro tepelné zpracování kovů

• tavicí pece pro barevnou metalurgii (hliník, bronz, mosaz, ložiskové kovy aj.)

• pece pro sušení slévárenských písků, forem a jader

• pece pro chemickou úpravu oceli (cementace, nitridace)

• vyvíječe ochranných a řízených atmosfér z plynných paliv

• pomocná ohřívací zařízení (ohřevy ocelových konstrukcí před svářením, ohřev licích pánví ve slévárnách, ohřev kovářských zápustek a pod.)

 

Obrázek znázorňuje průmyslovou plynovou pec pro ohřev a tepelné zpracování ocelových výrobků

 

 

 

b) Keramický průmysl

 

• tunelové pece pro výpal obkládaček, dlaždic, užitkové keramiky, sanitní keramiky a porcelánu
• komorové pece pro výpal kameniny
• pece pro výpal elektroporcelánu (izolátory, zapalovací svíčky)
• pece pro výpal žáruvzdorného materiálu (šamotové, dinasové a korundové normálky a tvarovky)
• pece pro výpal tuhových výrobků
• komorové pece pro výpal umělecké keramiky
• pece pro výpal zubolékařských surovin aj.

 

Na obrázku je komorová pec pro výpal užitkového porcelánu

 

 

 

c) Sklářský průmysl

 

- tavicí vanové a pánvové pece

- chladicí pece komorové, pásové (užitkové sklo) a válečkové (ploché sklo)

- roztáčecí pece (trumly) pro ruční výrobu skla

- stroje na výrobu brýlových skel

- automaty na výrobu skleněných tvárnic

- zařízení pro výrobu laboratorního křemičitého skla

- hořáky na opukávání a zapalování hran číší, sklenic a varného skla

 

d) Stavebnictví

 

- šachtové pece pro výpal vápna

- rotační pece pro výrobu cementu

- zařízení pro sušení omítek

- kruhové pece pro výpal cihel aj.

 

e) Chemický průmysl

 

- ohřevy chemických lázní

- fluidní sušárny

- vysokotlaké autoklávy

- tavicí kotle

- sulfonátory

- odparky aj.

 

f) Potravinářský průmysl

 

- pásové pece na pečení chleba

- vytahovací parní pece

- sušičky kakaových bobů

- sušárny sladu a pražírny karamelového sladu

- pražírny oříšků a kávy

- varny piva aj.

 

g) Výroba žárovek, výbojek a zářivek

 

- žárovkové automaty

- sintrovací pece na výrobu zářivek

- automaty pro zatavování výbojek

 

h) Zemědělství

 

- sušárny obilí, chmele, ovoce a zeleniny

- granulování píce

- vytápění skleníků

 

i) Textilní výroba

 

- hořáky pro opalování příze a tkanin

- ohřev válců pro potisk textilií

 

j) Spalovny odpadu

 

- pece pro spalování komunálního odpadu

- pece pro spalování nemocničního odpadu

- vysokoteplotní pece pro spalování škodlivých látek

 

Vedle klasických plynových pecí se v průmyslu používá zemního plynu k různým technologickým ohřevům otevřenými plameny plynových hořáků.Účinnost využití zemního plynu je u těchto ohřevů obvykle nízká, vzhledem k sálání plamene hořáků do volného prostoru a neomezenému přístupu sekundárního vzduchu do plamene hořáků. Nejčastějšími druhy technologických ohřevů jsou:

 

 

• sušení a ohřev vyzdívek slévárenských pánví před odléváním kovů
• sušení slévárenských forem
• ohřevy vody a technologických lázní (pro oplach strojních částí, paření vepřů na jatkách atd.)
• plamenné clony průběžných pecí s řízenými atmosférami
• ohřevy železničních nákolků před jejich demontáží
• opalování izolace starých plynovodních trub

 

Na obrázku je znázorněn ohřev slévárenské licí pánve plynovým hořákem.

 

 

 

2. Plynná paliva pro tepelné procesy v průmyslu

 

 

Plynná paliva jsou směsí hořlavých a nehořlavých plynů, které při spalování se vzduchem uvolňují teplo a používají se pro výrobu tepla v domácnostech, v sektoru služeb, v průmyslu a k vytápění. V současné době se v ČR pro tyto účely používá převážně zemní plyn z tranzitního plynovodu a zemní plyn dovážený z Norska. V menší míře se pro výrobu tepla používají kapalné uhlovodíkové plyny (propan a butan), které jsou vedlejším produktem při zpracování ropy.Převážná část produkce je určena pro maloodběratele, především pro domácnosti v oblastech, kde není k dispozici zemní plyn. Dalšími pl. palivy, používanými zejména v průmyslových podnicích, blízkých kamenouhelným dolům jsou zemní plyn z důlní degazace a zemní plyn karbonský. V podnicích hutní prvovýroby se pro technologické procesy v průmyslových pecích používá koksárenský plyn, který je vedlejším produktem při karbonizaci černých uhlí v koksovnách.

 

 

3. Plynové hořáky

 

Plynové hořáky jsou zařízení, ve kterých se chemická energie plynného paliva přeměňuje spalováním na energii tepelnou a slouží jako zdroj tepla pro plynové spotřebiče.

 

a) Hořáky s nuceným přívodem vzduchu

 

Hořáky s nuceným přívodem spalovacího vzduchu tvoří hlavní skupinu plynových hořáků a používají se převážně pro technologické ohřevy v průmyslových pecích. Tyto hořáky pracují obvykle s nízkým přetlakem plynného paliva (P_1p 5 kPa) a s přetlakem spalovacího vzduchu p1v =1 až 6 kpa. Zdrojem spalovacího vzduchu je obvykle radiální ventilátor. Podle způsobu směšování plynného paliva a vzduchu, podle tvaru a charakteru plamene se hořáky s nuceným přívodem spalovacího vzduchu dělí na tyto základní typy:

 

• souproudé, dlouhoplamenné hořáky
• polovířivé hořáky se středně dlouhým plamenem
• vířivé hořáky s krátkým plamenem
• impulzní hořáky s vysokou rychlostí spalin
• sálavé hořáky
• sálavé trubky se spalováním v uzavřeném prostoru

 

Většina plynových hořáků, používaných pro technologické ohřevy v průmyslu patří do skupiny hořáků s nuceným přívodem spalovacího vzduchu. Výjimku tvoří středotlaké injektorové hořáky. Typickým představitelem hořáků s nuceným přívodem spalovacího vzduchu je vířivý hořák, znázorněný na obrázku.

 

 

b) Injektorové hořáky

 

Středotlaké injektorové hořáky (viz obrázek) se používají výhradně pro průmyslové ohřevy, zvláště pro otop průmyslových pecí. Použití injektorových hořáků pro otop technologických spotřebičů má oproti hořákům s nuceným přívodem spalovacího vzduchu řadu předností:

 

 

 

Spalovací vzduch se do hořáku nassává ejekčním účinkem plynného paliva, takže odpadá nutnost instalace ventilátorů spal. vzduchu, vzduchového potrubí a jeho armatur. Současně vzniká úspora energie pro pohon ventilátorů ve výši přibližně 2 % tepelného příkonu pece.

 

Injektorové hořáky mají autoregulační schopnost, která umožňuje udržovat stálý spalovací poměr při změně výkonu hořáků

 

 

c) Sálavé trubky

 

Sálavé trubky jsou nízkotlaké plynové hořáky s nuceným přívodem vzduchu, se spalováním plynovzdušné směsi v uzavřené kovové, nebo keramické trubce a s odvodem spalin mimo vytápěný prostor. Nejrozšířenějším typem je plášťová sálavá trubka (obr.) s vestavěným kovovým rekuperátorem, ve kterém se ohřívá spalovací vzduch spalinami odcházejícími z trubky.Spalovací trubice plášťových sálavých trubek jsou zhotoveny z keramických segmentů nebo z rekrystalizovaného karbidu křemíku. Sálavé trubky se používají pro otop průmyslových pecí s nepřímým ohřevem při tepelném zpracování ocelí a barevných kovů v prostředí řízených atmosfér, kdy je styk vsázky se spalinami nežádoucí.

 

 

 

 

d) Impulzní hořáky

 

Impulzní hořáky pracují s vysokými výstupními rychlostmi spalin z ústí spalovacího kanálu (80 až 120 m.s-1 ) jejichž dynamickým účinkem vzniká v pracovním prostoru teplotně a tlakově homogenní prostředí. Na obrázku je impulzní hořák s tvarovkou zhotovenou z rekrystalizovaného karbidu křemíku.Hořáky s touto tvarovkou mohou spalovat zemní plyn se vzduchem předehřátým až na teplotu 600°C při teplotě ve spalovacím kanálu až 2000°C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na tomto obrázku je impulzní hořák s elektrickým zapalováním a ionizačním hlídáním plamene (Tepelná zařízení) při ověřovacích zkouškách.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e) Rekuperační hořáky

 

Rekuperační hořáky jsou hořáky s rekuperátory pro ohřev spalovacího vzduchu, vestavěnými v tělese hořáku.Princip jejich funkce spočívá v tom, že ohřev spalovacího vzduchu teplem spalin odcházejících z pracovního prostoru pece je na rozdíl od klasických rekuperátorů, které ohřívají spalovací vzduch centrálně pro všechny hořáky pece, decentralizován do většího počtu malých vysoce

účinných rekuperátorů.

 

Na obrázku je znázorněn rekuperační hořák pro otop průmyslových pecí, sestávající z těchto částí:

 

• plynového tělesa s regulačními a měřicími armaturami
• vzduchového tělesa s regulačními a měřicími armaturami
• rekuperátoru
• ejektoru pro odsávání spalin
• plynové a vzduchové trubky s tryskami
• tvarovky spalovacího kanálu
• zapalovací a hlídací elektrody

 

 

 

 

 

f) Regenerační hořáky

 

Regenerační hořáky na rozdíl od rekuperačních hořáků, které ohřívají spalovací vzduch kontinuálně, s přibližně konstantními teplotními parametry, pracují diskontinuálně. Topný a odtahový systém pecí vybavených regeneračními hořáky je rozdělen na dvě části, umístěné na protilehlých stěnách pece, z nichž střídavě jedna část pracuje jako topná a druhá část plní funkci odtahu spalin (viz obr.ázek). V časově regulovaných intervalech proběhne tzv. reverzace, při níž se změní směr proudění spalin do druhé soustavy regeneračních hořáků.Přes první (pracovní) soustavu proudí spalovací vzduch, který se ohřívá na vysokou teplotu (800°C až 1000°C) a stejně jako v případě rekuperace zvyšuje účinnost pece a snižuje spotřebu plynného paliva.

 

 

 

 

4. Úspory energíí - Tepelné ztráty průmyslových plynových pecí

 

Ztráty tepla plynových pecí představují část tepla plynových pecí dodaného spalováním plynného paliva, které se v pecích efektivně nevyužije:

 

 

 

 

• Ztráty tepla spalinami, odcházejícími z pracovního prostoru spotřebičů Qk

• Ztráty tepla stěnami spotřebičů Qs

• Ztráty tepla akumulací ve spotřebičích Qa

• Ztráty tepla sáláním z pracovních otvorů spotřebič Qo

 

 

 

 

 

 

 

 

Na obrázku je znázorněna závislost ztráty tepla spalinami, odcházejícími z plynové pece na jejich teplotě.

 

 

Ztráty tepla odcházejícími spalinami Qk tvoří u plynových pecí, stejně jako u všech typů plynových spotřebičů, největší ztrátovou položku. Podíl na celkových ztrátách pecí je však značně vyšší než u ostatních plynových spotřebičů a dosahuje až 70% celkového tepla dodaného peci oproti 10 až 15 % v případě plynových kotlů. Tento rozdíl je způsoben vysokými teplotami v pracovním prostoru pecí, při kterých probíhají technologické procesy (tavení oceli, skla, výpal keramiky, ohřev ocelí před tvářením aj.) a tím i vysokými teplotami spalin, odcházejících ze spotřebiče.

 

 

 

Účinnosti průmyslových pecí

 

Účinnost průmyslové pece se stanoví z rovnice:

 

η	Quz	*100%
	QD

 

Quz - množství tepla, potřebné k dosažení požadovaných technologických vlastností tepelně zpracovávaného výrobku [kJ.h-1,kWh]

 

QD - celkové množství tepla dodané peci spalováním plynného paliva [kJ.h-1,kWh]

 

 

V tabulce 1 jsou uvedeny průměrné hodnoty účinností starších typů průmyslových plynových pecí, dosud používaných ve strojírenstí.

 

Teplota pece (technologický proces)	Teplota vsázky		Průměrná účinnost pece
komorová (ohřev oceli) vozová (žíhání oceli) kelímková tavíce (AL) vozová sušící (písk. formy)	1150 950 730 450		26 28 30 32

 

 

V tabulce 2 jsou uvedeny průměrné hodnoty účinností nových typů plynových pecí s vláknitými izolacemi, zjištěné v provozních podmínkách při spalování zemního plynu se spalovacím vzduchem ohřátým v rekuperátoru, resp. v regenerátoru.

 

Teplota pece (technologický proces)	Teplota vsázky	Teplota spal. vzduch.	Průměrná účinnost pece
vozová (žíhání ocely) komorová (ohřev oceli) vozová (výpal porcelánu)	950 120 1380	350 600 850	35 45 58

Poznámka: v tabulce jsou teploty uvedeny v (°C) a účinnost v po (%).

 

5. Úspory energií při tepelných procesech v průmyslu

 

Vlivem útlumu hutních výrob a částečně i těžkého strojírenství se v posledních letech v ČR snížil počet provozovaných průmyslových pecí. Z původního počtu asi 1200 pecí je v současné době provozována cca jedna polovina pecí a dalších spotřebičů různých typů. U uživatelů průmyslových spotřebičů přetrvává i v současné době stav nehospodárného využívání energií. Měrné spotřeby tepla pecí, které jsou v ČR v současné době v provozu, značně převyšují světový průměr. Příčinou tohoto stavu není pouze technický stav pecí, ale i způsob jejich řízení a kvalifikace obsluhujícího personálu. Tento stav se podstatně nezlepšuje ani se zvyšováním cen energií, které dosud dostatečně nemotivují průmyslové odběratele ke snižování jejich spotřeby výměnou a obnovou pecního parku.

 

Cesta ke snížení spotřeb energií u průmyslových spotřebičů vede přes snížení jejich tepelných ztrát:

 

- využitím tepla spalin odcházejících z plyn. pecí k ohřevu spalovacího vzduchu (rekuperace, regenerace)

- používáním vyzdívek a tep. izolací s vysokým tepelným odporem (lehčené vyzdívky a vláknité izolace)

- vybavením spotřebičů moderními řídícími systémy pro ovládání tepelných režimů spotřebičů

 

Dalším významným prostředkem pro snižování spotřeb energií je optimalizace provozních režimů spotřebičů pro jednotlivé technologické procesy.

 

 

 

Využití tepla spalin odcházejících z plynových pecí:

 

V jednom m³ spalin zemního plynu s teplotou 1200°C je obsaženo cca 1870 kJ, tj. 0,52 kWh tepla. Po výstupu spalin z pracovního prostoru pece je toto teplo možno částečně využít pro ohřev spalovacího vzduchu, přiváděného do hořáků pece.O hodnotu takto využitého tepla se snižuje spotřeba zemního plynu. Úspora tepla ohřevem spalovacího vzduchu představuje snížení množství tepla, dodaného peci spálením plynu o teplo dodané peci ohřátým spalovacím vzduchem. Na obrázku je znázorněna závislost úspory zemního plynu (vztažená na spotřebu plynu při spalování se studeným vzduchem) na teplotách spalovacího vzduchu a spalin, při spalování zemního plynu s násobkem stechiometrického objemu spalovacího vzduchu n = 1,1.

 

 

 

 

Využití tepla spalin plynových pecí se dosahuje instalací výměníku "spaliny - vzduch" do odtahu spalin z pece. Pro ohřev spalovacího vzduchu se u plynových pecí používají tyto metody:

 

 

a) Rekuperace - kontinuální ohřev spalovacího vzduchu v kovových nebo keramických rekuperátorech, případně v rekuperačních hořácích

 

Na obrázku je rekuperátor zhotovený z ocelových žáruvzdorných trubek

 

 

 

 

 

 

 

Na obrázku vlevo je znázorněno místění tohoto rekuperátoru v odtahu spalin v peci.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na obrázku vpravo je sálavý rekuperátor pro ohřev spalovacího vzduchu pro velkou ohřívací karuselovou pec s příkonem 9 600 kW. Max teplota ohřátého vzduchu je 600°C. Úspora topného plynu činí ve srovnání s provozem na studený vzduch 40 % (Viz obr.). Rekuperátor je vysoký 6 m a průměr jeho sálavé části je 2 200 mm. (Tepelná zařízení).

 

Vedle rekuperátorů s centrálním ohřevem spalovacího vzduchu se pro ohřev spalovacího vzduchu používají rekuperační hořáky, jejichž popis je uveden výše. 

 

Na posledním obrázku je znázorněno umístění rekuperačních hořáků v komorové peci, kde plní funkci odtahu spalin:

 

b) Regenerace - diskontinuální ohřev spalovacího vzduchu v keramických regenerátorech, případně v regeneračních hořácích (obr.). Topný a odtahový systém pecí vybavených regeneračními hořáky je rozdělen na dvě části, umístěné na protilehlých stěnách pece, z nichž střídavě jedna část pracuje jako topná a druhá část plní funkci odtahu spalin. Spalovací vzduch se v regenerátorech a v regeneračních hořácích ohřívá až na 850°C, což podle grafu na obr. představuje 45 až 50 procent úspory plynu.

 

 

Snížení ztrát tepla stěnami spotřebičů

 

Další ztrátovou položkou, která snižuje hospodárnost provozu průmyslových plynových spotřebičů i spotřebičů vytápěných elektřinou je ztráta tepla stěnami spotřebiče. Tato ztráta činí u průmyslových pecí 8 až 12% tepla dodaného spotřebiči. Možnosti snížení těchto ztrát jsou omezené. Pouze v případěvyšších ztrát než jsou uvedené hodnoty je nutno uvažovat o zlepšení izolačních vlastností stěn spotřebiče, nebo o jeho výměně za nový spotřebič. Pro snížení ztrát tepla stěnami se pro průmyslové pece používají lehčené vyzdívací materiály a vláknité izolační materiály s vysokým tepelným odporem, které oproti tradičním materiálům ztráty tepla stěnami podstatně snižují. Náklady na novou izolaci stěn starších pecí jsou však vysoké a návratnost této investice v úsporách energie je závislá na velikosti spotřebiče a jeho ročním vytížení. U nově stavěných plynových pecí je použití moderních vyzdívacích a izolačních materiálů samozřejmostí.U starších pecí je výměna starých klasických vyzdívek za nové materiály, stejně jako v případě využití tepla spalin instalací rekuperátorů nebo regenerátorů ovlivněna finančními možnostmi provozovatelů pecí a dosud relativně nízkými cenami zemního plynu.

 

U starších pecí s klasickou vyzdívkou se používá metody tzv."tapetování" stávajících vyzdívek vláknitými materiály. Toto řešení spočívá v nalepení keramických modulů pomocí specielních tmelů na upravenou stávající vyzdívku. Tak je možno u periodicky pracujících pecí uspořit až 15 % tepla.

 

c) Snížení ztrát tepla akumulací ve spotřebičích

 

Ztráta tepla akumulací ve spotřebiči vzniká vychladnutím hmoty spotřebiče po skončení (případně při přerušení) provozu.Tato ztráta je podstatná zejména u spotřebičů s velkou hmotností vyzdívek a s krátkými pracovními cykly (např.plynové pece, u nichž po skončení provozu odejde teplo, obsažené ve hmotě stěn, stropu a nístěje spotřebiče bez užitku do prostoru v němž je pec umístěna). Možnosti snížení akumulačních ztrát u průmyslových pecí jsou stejné jako v případě ztrát tepla stěnami pecí, t.j.použitím lehčených izolačních materiálů. Tyto materiály mají totiž nejen lepší izolační vlastnosti, ale díky nižším hodnotám měrných tepelných kapacit i menší akumulaci tepla. Další možnosti snížení ztrát tepla akumulaci spočívají v organizaci provozního režimu spotřebiče.

 

d) Snížení ztrát tepla sáláním z pracovních otvorů

 

Ztráta tepla sáláním z pracovních otvorů spotřebičů vzniká v provozu otevřenými pracovními otvory spotřebiče(dveře, sázecí otvory, pozorovací otvory aj.) např.při manipulaci se vsázkou.

 

Možnost snížení této ztráty spočívá převážně v dodržování provozních předpisů pro spotřebiče.

 

 

e) Optimalizace provozních režimů průmyslových spotřebičů

 

O velikosti tepelných ztrát plynových pecí rozhodují vedle dosud uvedených činitelů i další vlivy, závislé na organizaci jejich provozu:

 

- kvalita řízení topného režimu pece

- skladba vsázky a způsob jejího uložení v peci

- stupeň vychladnutí pece mezi jednotlivými pracovními cykly

 

 

f) Kvalita řízení topného režimu pecí

 

Topné režimy pecí menšího technologického významu, bez zvláštních požadavků na kvalitu tepelného zpracování (malé kovářské komorové pece pro zápustkové a volné kování, tavicí kelímkové pece, pece pro sušení slévárenských písků, forem a jader, sklářské chladicí a roztáčecí pece a pod.) jsou v řevážné většině případů dosud řízeny ručně. Obsluha těchto spotřebičů (kováři, skláři) často nemá pro tuto činnost potřebnou kvalifikaci a obvykle nemá dostatečnou motivaci pro hospodárné řízení topného režimu pecí. Nejčastějšími nedostatky v řízení topného režimu těchto spotřebičů jsou:

 

- nesprávně seřízený spalovací poměr

- překračování technologických teplot

- trvalý provoz spotřebiče s maximálním příkonem

- provoz spotřebičů v provozních přestávkách bez založené vsázky

- neuzavřené sázecí otvory pecí

- otevřená komínová hradítka po skončení pracovního cyklu a pod.

 

Uvedené provozní nedostatky, způsobené nekvalitním řízením topného režimu spotřebičů způsobují zvýšení měrných spotřeb tepla spotřebičů až o 30% a současně i zvýšení nákladů na jejich údržbu a opravy.

 

Skladba vsázky a způsob jejího uložení

 

Tento faktor, který souvisí s optimálním vytížením pracovního prostoru, významně ovlivňuje měrné spotřeby tepla i u velkých moderních pecí, řízených programovatelnými automaty. Projevuje se hlavně ve strojírenských podnicích s malým počtem pecí a širokým sortimentem výrobků, které se v těchto univerzálních pecích tepelně zpracovávají. Např. při žíhání rozměrných členitých svařenců ve vozové peci je měrná spotřeba tepla podstatně vyšší, než při tepelném zpracování stejného objemu masivních odlitků. V těchto případech lze měrné spotřeby tepla částečně ovlivnit vhodnou skladbou vsázky a působem jejího uložení na voze pece.

 

Vychladnutí pece mezi jednotlivými pracovními cykly

 

Pokud jsou mezi jednotlivými pracovními cykly pece dlouhé pracovní přestávky (jednosměnné rovozy), zvyšuje se oproti provozu s malými přestávkami (vícesměnné a nepřetržité provozy), ztráta tepla akumulací ve vyzdívce. Rovněž tyto ztráty lze snížit organizačními prostředky.

 

 

6. Řídící systémy průmyslových plynových pecí

 

Realizace náročných technologických procesů, které se uskutečňují v průmyslových plynových pecích, není v současné době možná bez vybavení spotřebičů přístroji a armaturami, které umožňují kontrolu a řízení parametrů, hospodárný a bezpečný provoz pecí. Moderní řídící systémy jsou koncipovány jako programovatelné logické automaty, tvořené operátorskou a procesní částí. Operátorská část řídícího systému slouží jako komunikační prostředek mezi obsluhou pece a řídícím systémem. Operátorský panel umožňuje zobrazování provozních stavů, zadávání a uchování technologických parametrů, zobrazování a archivaci poruchových a provozních hlášení o stavu pece. Vliv obsluhy na řízení technologických procesů a ekonomii provozu je minimalizován a je omezen na zadání provozních parametrů (volbu teplotních křivek podle druhu a požadované kvality konečného produktu). Uvedené řídící systémy jsou velmi nákladné a používají se především pro specielní technologické procesy tepelného zpracování ocelí a dalších kovových materiálů s vysokými požadavky na jejich kvalitu. Vybavení průmyslových pecí moderními řídícími systémy vedle uvedených účinků snižuje i spotřebu energií o 15 až 20% oproti ručnímu řízení technologických procesů

 

desatero hospodárného provozu pro úspory energií:

1. U plynových pecí s výkonem větším než cca 500 kW a s teplotou v pracovním prostoru vyšší než 600°C, po předchozím zpracování technicko - ekonomického rozboru, využívat teplo spalin k ohřevu spalovacího vzduchu (rekuperace, regenerace).

2. Pro vyzdívání a tepelnou izolaci spotřebičů využívat lehčené žáruvzdorné materiály v kombinaci s vláknitými izolacemi, které snižují ztráty tepla stěnami a u cyklicky pracujících pecí snižují podstatně ztráty tepla akumulací

3. V závislosti na velikosti příkonu pece a jejím technologickém určení vybavit pec odpovídající měřicí a regulační technikou s cílem omezení možných negativních vlivů obsluhujícího personálu na hospodárnost topení (programovatelné logické automaty, regulace spalovacího poměru)

4. Při projektování topných systémů plynových pecí zvolit vhodné typy plynových hořáků pro daný technologický proces, jejich počet a výkony a jejich umístění v pracovním prostoru pece z hlediska dosažení rovnoměrné teploty a vysoké účinnosti ohřevu vsázky. Proudění spalin v pecích (zejména v průběžných pecích) organizovat tak, aby teplo obsažené ve spalinách bylo maximálně využito pro předehřev vsázky.

5. Hospodárnost provozu plynových pecí je závislá i na tahových podmínkách pece a na efektivní regulaci tlaku v pracovním prostoru pece. Přisáváním sekundárního vzduchu do pracovního prostoru pece se zvyšuje ztráta tepla spalinami a tím spotřeba zemního plynu. 20 Tepelné procesy v průmyslu – úspory energie

6. Při zakládání vsázky do pecí optimálně využívat objemovou kapacitu pece vhodnou skladbou uložením vsázky v pracovním prostoru pecí.

7. U cyklicky pracujících pecí organizovat provozní režim tak, aby se nová vsázka zakládala pokud možno do teplé pece. V pracovních přestávkách uzavírat u plynových pecí komínová hradítka. Manipulační otvory (dveře aj.) otevírat pouze na dobu nezbytně nutnou pro založení vsázky. Obsluhu pecí pravidelně školit ve znalostech zásad hospodárného provozu a zainteresovat ji na úsporách topné energie.

8. U plynových pecí pravidelně kontrolovat seřízení optimálních hodnot spalovacího poměru a funkci poměrových regulátorů tak, aby spalování zemního plynu probíhalo s minimálně nutným přebytkem spalovacího vzduchu. Při ohřevu spalovacího vzduchu v rekuperátorech, resp. regenerátorech vybavit pec regulací spalovacího poměru v závislosti na teplotě spalovacího vzduchu.

9. Pro zvýšení technické úrovně starších spotřebičů provádět jejich modernizace, při nichž se s relativně nízkými náklady docílí podstatného zlepšení parametrů pecí (výkonu, účinnosti, rovnoměrnosti teplot aj.)

10. Pro zjištění aktuálních účinností spotřebičů provádět pravidelná měření pro sestavení tepelných bilancí, které slouží ke zjištění účinnosti spotřebičů.

Při dodržení těchto zásad je možno očekávat podstatné úspory energií a vysokou návratnost vložených prostředků.

Ing. Josef Fík

Naše výhody

• Dlouholeté zkušenosti v oblasti úspor energií
• spolupráce s výzkumnými a zkušebními ústavy
• Zkušenosti v rekonstrukcích a modernizacích doložené řadou referencí

Reference

Za více jak deset let naší činnosti máme nespočet domácích i zahraničních referencí. Mezi nejzajímavější patří vozová pec 25 m3 na výpal magnezitu, několik vozokomorových pecí nad 20 m3, speciální hořáky a spalovacích zařízení, a podobně.

čtěte více

Rychlý kontakt

© 2009 Tepelná Zařízení Fík s.r.o.