No. 308, Gongxin Yolu, Endüstri Parkı, Dongxing Kasabası, Jingjiang Şehri, Jiangsu Eyaleti, Çin
[email protected]/ [email protected]
Modern endüstriyel Radyant Tüp Isıl işlem fırınlarında çalışan sistemlerde ısıl verimler elde edilmektedir. @ ila 75 boru konfigürasyonuna, brülör teknolojisine, fırın tasarımına ve ısı geri kazanım sisteminin entegre olup olmadığına bağlıdır. Reküperatif veya rejeneratif brülör sistemlerinde bu aralığın üst sınırı aşağıdakilere kadar uzanır: u ila 85 — geri kazanılmış radyant borulu fırınların, kontrollü atmosfer uygulamalarında dolaylı gaz yakıtlı ısıtma için mevcut termal açıdan en verimli konfigürasyonlar arasında yer alması. (Kaynak: Endüstriyel Isıtma Ekipmanları Birliği, Yanma Verimliliği Kılavuzları; Kuzey Amerika Yanma El Kitabı, 3. Baskı, 1986.)
Radyant tüpün verimliliği sabit bir sayı değildir; yanma verimliliği, tüp duvarı emisyonu, baca gazı ısı geri kazanımı, fırın geometrisi ve çalışma sıcaklığının karşılıklı etkileşimiyle belirlenen dinamik bir performans özelliğidir. Bu değişkenlerin her birini ve bunların nasıl etkileşime girdiğini anlamak, radyant borulu ısıtma sistemlerini maksimum üretkenlik potansiyelinde belirlemek, işletmek ve sürdürmek için çok önemlidir. Aşağıdaki bölümler, radyant tüp verimliliğinin her önemli boyutunu, her bir noktayı destekleyecek spesifik veriler ve operasyonel örneklerle ayrıntılı olarak incelemektedir.
Radyant tüp, kontrollü atmosfer fırınlarında iş parçalarını yanma ürünlerine maruz bırakmadan ısıtmak için kullanılan, tipik olarak içinden brülör alevinin geçtiği kapalı alaşımlı çelik veya seramik tüp olan dolaylı gazla çalışan bir ısıtma elemanıdır. Boru, yanma ısısını iç alevden emer ve ısıl işlem prosesinin gerektirdiği kontrollü atmosferi (azot, hidrojen, endotermik gaz veya diğer koruyucu atmosferler) koruyarak fırın odasına ve yüke doğru dışarıya yayar.
Verimlilik sorusu, birbiriyle bağlantılı iki nedenden dolayı radyant tüp seçimi ve işletiminin merkezinde yer alır. Öncelikle yakıt maliyeti: Doğal gazın yanması çoğu ısıl işlem tesisinde en büyük işletme maliyetidir ve termal verimlilik, yüke iletilen ısı birimi başına gaz tüketimini doğrudan belirler. 10 radyant tüplü fırını p verimlilik yerine P termal verimlilikle çalıştıran bir tesis, aynı üretim çıktısı için @ daha fazla gaz tüketir; bu, bir yıllık çalışma boyunca endüstriyel ölçekte önemli ölçüde artan bir maliyet farkıdır. İkincisi, tüpün servis ömrü: çalışma verimliliği, tüp içindeki sıcaklık dağılımını ve tepe sıcaklıklarını etkiler; bu da doğrudan tüp malzemesinin bozulma oranını ve değiştirme sıklığını belirler.
(Kaynak: ABD Enerji Bakanlığı, Enerji İpuçları — Proses Isıtma: Yanma Sisteminizi Geliştirin; IHEA Yanma Teknolojisi Kılavuzu.)
Radyant tüpün termal verimliliği, fırın atmosferine iletilen ısının ve yükün, giriş yakıtının yanması sonucu açığa çıkan toplam ısıya oranı olarak tanımlanır. Şu şekilde ifade edilir:
Isıl Verim (%) = (Isı Girişi - Baca Gazı Isı Kaybı - Diğer Kayıplar) / Isı Girişi x 100
Herhangi bir gazla çalışan radyant tüp sistemindeki baskın kayıp mekanizması, tüpten çıkan egzoz (baca) gazlarında taşınan ısıdır. Herhangi bir ısı geri kazanımı olmayan basit bir düz geçişli radyant tüpünde, tüp çıkışındaki baca gazı sıcaklıkları genellikle 800 ila 1.100 derece C 900 ila 1.150 derece C arasındaki fırın çalışma sıcaklıklarında - kullanılmadan bacaya boşaltılan orijinal yanma ısısının önemli bir kısmını temsil eder. Bu, radyant tüp sistemi tasarımcılarının geri kazanım, rejenerasyon ve tüp geometrisi optimizasyonu yoluyla ele aldığı temel verimlilik sorunudur.
Radyant borunun geometrik konfigürasyonu (düz, U boru, P boru, W boru veya tek uçlu reküperatif (SER)), herhangi bir ısı geri kazanımı uygulanmadan önce temel termal verimliliği belirleyen temel yapısal değişkendir. Her konfigürasyon alevi ve yanma ürünlerini boru uzunluğu boyunca farklı şekilde dağıtır, bu da ısı transferinin düzgünlüğünü ve baca gazı çıkış sıcaklığını etkiler.
| Tüp Yapılandırması | Tipik Verimlilik Aralığı | İyileşme ile | Birincil Başvuru |
| Düz geçişli (I-tüp) | 5 ila 45 | U ila 65 | Basit fırın geometrileri; düşük profilli konfigürasyonlar |
| U-boru (çift geçişli) | E ila 55 | ` ila 70 | Sürekli bantlı fırınlar; silindirli ocak fırınları |
| P tüpü (üç geçişli) | P ila X | c ila 72 | Daha uzun ısı transfer uzunluğu gerektiren yüksek sıcaklık prosesleri |
| W-tüp (dört geçişli) | R ila b | e ila 75 | Toplu fırınlar; geniş ocaklı itici fırınlar |
| Tek Uçlu İyileştirici (SER) | U ila 65 | p ila 85 (integral iyileşme) | Yüksek verimli kurulumlar; Maksimum verimliliğin belirtildiği yeni fırınlar |
U, P ve W tüpü konfigürasyonlarının düz geçişli tüplere göre verimlilik avantajı, sıcak yanma gazlarının egzozdan önce tüp içinde kalma süresinin artmasından kaynaklanmaktadır. Düz bir boruda, sıcak yanma ürünleri çıkmadan önce boru boyunca bir kez hareket eder. Bir U-boruda, aynı gazlar paralel bir geri dönüş ayağı yoluyla geri yönlendirilir, böylece boru duvarına ısı transferi için mevcut süre etkili bir şekilde iki katına çıkar. Her ilave geçiş, baca bacasına ulaşmadan önce aynı yanma gazlarından daha fazla ısı çeker.
Termodinamik sonuç, birim boru uzunluğu başına ölçülebilir derecede daha düşük baca gazı çıkış sıcaklığıdır. Düz geçişli bir boruyla aynı brülör girişine ve fırın sıcaklığına sahip bir W boru konfigürasyonu, tipik olarak baca gazı çıkış sıcaklıklarına ulaşır 150 ila 250 derece C daha düşük düz konfigürasyon yerine - bu sıcaklık farkını doğrudan bacaya boşaltmak yerine fırına iletilen geri kazanılan ısıya dönüştürür. (Kaynak: Flanagan, P.J., "Radyant Tüps — A Review", Journal of the Iron and Steel Institute, 1970; Steel Technology International Annual Review.)
Tek uçlu reküperatif (SER) radyant tüpü, geleneksel radyant tüp teknolojisinde ulaşılabilecek en yüksek verimlilik standardını temsil eder. Bir SER konfigürasyonunda, brülör ve baca çıkışı borunun aynı ucunda bulunur; brülör merkezi bir iç boruyu ateşler, yanma ürünleri kör uçta tersine döner ve iç boruyu çevreleyen halka şeklindeki dış boşluktan geri döner, bu sırada gelen yanma havasını brülör ucundan çıkmadan önce iç borunun duvarından önceden ısıtırlar. Bu entegre geri kazanım, baca gazı ısısının önemli bir kısmını geri kazanır ve onu yanma havasına geri göndererek belirli bir alev sıcaklığını sürdürmek için gereken yakıtı azaltır.
Yüksek performanslı metalik geri kazanıcılara sahip SER tüpleri, yanma havasını önceden ısıtarak 400 ila 650 derece C Brülörde yakıtla karıştırılmadan önce - net ısıl verimliliği artıran yanma havası ön ısıtması Yüzde 15 ila 25 puan ortam sıcaklığındaki yanma havasıyla çalışan aynı tüp geometrisiyle karşılaştırıldığında. (Kaynak: WS Warmeprozesstechnik GmbH, "Radyant Tüpler için Kendini Reküperatif Brülör Sistemleri", Metallerin Isıl İşlemi, 2003; Gaz İşlemcileri Birliği Mühendislik Veri Kitabı.)
Genel radyant tüp sisteminin termal verimliliği, yanma verimliliğiyle başlar; yani yakıt gazındaki kimyasal enerjinin, tüp içindeki brülör alevi tarafından ısı olarak serbest bırakılmasının bütünlüğü. Borunun yukarı akışındaki zayıf yanma verimliliği, boru geometrisinin ne kadar iyi optimize edildiğine bakılmaksızın boru duvarına transfer için mevcut ısıyı azaltır.
Bir gaz yakıcının yanma verimliliği, yanma noktasındaki hava-yakıt oranına kritik derecede bağlıdır. Stokiyometrik yanma (tüm yakıt karbonu ve hidrojenin tam olarak mevcut oksijenle oksitlendiği teorik olarak mükemmel oran), yakıt birimi başına maksimum ısıyı açığa çıkarır. Uygulamada, brülörler az miktarda hava fazlalığıyla çalışır (tipik olarak %5 ila 15 fazla hava radyant tüp uygulamalarındaki ön karışımlı brülörler için) tam yanmayı sağlamak ve karbon monoksit oluşumunu önlemek için.
Fazla havanın verimlilik cezası açıktır: Yanma için gerekli olmayan her metreküp fazla hava hala alev tarafından ısıtılır ve yanma kimyasına hiçbir katkısı olmayan ısıyı da beraberinde taşıyarak sıcak egzoz olarak tüpten çıkmak zorundadır. hava fazlalığında, yanma verimliliği kaybı mütevazı düzeydedir - yaklaşık olarak Yüzde 1 ila 2 puan 1.000 derece C'nin altındaki fırın sıcaklıklarında. 0 hava fazlalığında - kötü ayarlanmış veya bozulmuş brülör kontrol sistemlerinin ortak bir sonucu - ceza şu şekilde artar: yüzde 4 ila 8 puan önemli ve tamamen önlenebilir bir verimlilik kaybı. (Kaynak: ABD Enerji Bakanlığı, Yanma Verimliliği Hesaplamaları, Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Bilgi Formu.)
Radyant tüp sistemlerinde yanma verimliliğini korumanın pratik aracı, kalibre edilmiş bir zirkonyum oksit oksijen analizörü kullanılarak tüp çıkışındaki baca gazı oksijen içeriğinin sürekli izlenmesidir. İyi ayarlanmış bir radyant tüplü brülörden çıkan baca gazlarındaki hedef oksijen içeriği Hacimce %1,5 ila %3,5 O2 — önemli miktarda oksijen israfı olmadan hafif fakir (fazla hava) yanmayı gösterir. Hedef baca gazı oksijenini korumak için yakıt-hava oranının sürekli olarak ayarlandığı otomatik oksijen ayarı kontrolüne sahip sistemler, manuel olarak ayarlanan sistemlerden sürekli olarak daha yüksek yanma verimliliği elde eder ve hassas hava-yakıt kontrolünün ek verimlilik değerini geri kazanır.
Radyant tüpte kullanılan brülör tasarımı, hem yanma verimliliğini hem de tüp uzunluğu boyunca ısı dağılımını derinden etkiler. Alevi eksenel olarak borunun aşağısına yönlendiren yüksek hızlı brülörler, yüksek türbülans ve hızlı karıştırma sağlayarak kısa alev uzunluğu içinde tam yanmayı teşvik eder. Aşamalı yanma (yakıt açısından zengin birincil bölge ve ardından ikincil hava enjeksiyonu) kullanan düşük NOx brülörleri, alevi uzatır ve ısıyı boru boyunca daha düzgün bir şekilde dağıtarak boru malzemesi bozulmasını hızlandıran en yüksek sıcak nokta sıcaklıklarını azaltır; bazen yüzde 1 ila 2 aralığında küçük bir yanma verimliliği maliyetiyle olsa da, hem termal bütünlüğü hem de boru hizmet ömrünü iyileştirir. (Kaynak: Baukal, C.E., "Endüstriyel Brülörler El Kitabı", CRC Press, 2003.)
Radyant tüp egzoz gazlarından ısı geri kazanımı, genel sistem verimliliğini artırmak için en etkili tek müdahaledir. Radyant boru sistemlerine iki temel ısı geri kazanım teknolojisi uygulanır: reküperatif sistemler (ısıyı baca gazından gelen yanma havasına metalik bir ısı eşanjörü yoluyla sürekli olarak aktaran) ve rejeneratif sistemler (zamanlanmış döngülerde egzoz ısısını absorbe etmek ve serbest bırakmak için alternatif sıcak çakıl yatağı veya seramik matris depoları kullanan).
Reküperatif radyant borulu brülör, sıcak egzoz gazlarının bacaya doğru geçtiği ve gelen yanma havasının ters yönde (karşı akış) geçtiği, tipik olarak yüksek sıcaklık alaşımlı çelik veya silisyum karbürden yapılmış metalik bir ısı eşanjörü içerir. Bu ters akışlı ısı değişimi, yanma havasını brülöre girmeden önce ön ısıtır ve işlem için gereken alev sıcaklığına ulaşmak için gereken yakıt enerjisini azaltır.
Geri kazanımdan elde edilen verimlilik kazancı, elde edilen yanma havası ön ısıtma sıcaklığıyla doğrudan ilişkilidir:
(Kaynak: Thekdi, A. ve Nimbalkar, S.U., "Endüstriyel Atık Isı Geri Kazanımı - Potansiyel Uygulamalar", ABD Enerji Bakanlığı Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Ofisi, 2014.)
Metalik reküperatör ön ısıtma sıcaklığının pratik üst sınırı, reküperatör malzemesinin yüksek sıcaklıktaki mekanik özellikleriyle sınırlandırılmıştır - standart östenitik paslanmaz çelik reküperatörler yaklaşık 700 derece C baca gazı giriş sıcaklığıyla sınırlıdır; silisyum karbür seramik reküperatörler, yüksek sıcaklıklı fırın uygulamaları için 1.300 derece C'ye kadar giriş sıcaklıklarını idare edebilir.
Rejeneratif radyant borulu brülörler, dönüşümlü olarak ateşleyen bir çift brülör kullanır; bir brülör radyant borusu aracılığıyla ateşlerken, karşı uçtan gelen baca gazı, egzoz ısısını emen seramik bir çakıl yatağı veya bal peteği matrisi içinden çekilir. Ateşleme döngüsü tersine döndüğünde, yeni ateşlenen brülörün taze yanma havası sıcak seramik yataktan geçerek depolanan egzoz ısısını emer ve çok yüksek sıcaklıkta yanma bölgesine girer.
Rejeneratif sistemler, reküperatif sistemlere göre daha yüksek yanma havası ön ısıtma sıcaklıklarına ulaşır - tipik olarak 800 ila 1.000 derece C ön ısıtma 1.000 ila 1.200 derece C arasındaki fırın sıcaklıklarında — yakıt tasarrufu sağlar @ ila 55 eşdeğer işlem koşullarında soğuk hava yanması ile karşılaştırıldığında. Bu, rejeneratif radyant tüp sistemlerini, yüksek sıcaklıkta sürekli ısıl işlem operasyonları için mevcut en yüksek verimli konfigürasyon haline getirir. Bunun karşılığında artan sermaye maliyeti, daha karmaşık kontrol sistemleri ve rejeneratif brülör sistemlerine özgü olan anahtarlama valfi düzenekleri ve seramik yatak ortamı için daha yüksek bakım gereksinimleri söz konusudur. (Kaynak: Patel, N. ve diğerleri, "Isıl İşlem Fırınları için Rejeneratif Brülör Teknolojisi", Thermal Processing Magazine, 2015.)
Radyant tüpün yapıldığı malzeme, verimliliği iki mekanizma yoluyla etkiler: tüp yüzeyinin emisyonu (ısıyı fırın yüküne ne kadar etkili bir şekilde yaydığını belirler) ve tüpün termal iletkenliği ve maksimum çalışma sıcaklığı (malzeme bozulması çalışma yoğunluğunu sınırlamadan önce tüp duvarından ne kadar ısının aktarılabileceğini belirler).
Bir radyant tüp, ısıyı öncelikle termal radyasyon (sıcak tüp yüzeyinden daha soğuk fırın duvarlarına ve iş parçalarına elektromanyetik enerji emisyonu) yoluyla çevreye aktarır. Bu radyasyon transferinin verimliliği, 0 ile 1 arasında boyutsuz bir değer olan ve 1'in mükemmel bir kara cisim radyatörünü temsil ettiği tüp yüzeyi emisyonu (epsilon) tarafından yönetilir.
Boru yüzeyinden yayılan ısı akışı Stefan-Boltzmann yasasıyla tanımlanır:
Q = epsilon x sigma x A x (T_tube'den 4. kuvvete - T_furnace'den 4. kuvvete)
Sigma, Stefan-Boltzmann sabiti olduğunda (5,67 x 10 üzeri -8 W/m2K4 gücünde), A boru yüzey alanıdır, T_tube mutlak boru yüzey sıcaklığıdır ve T_furnace mutlak fırın sıcaklığıdır. Dördüncü kuvvet sıcaklık bağımlılığı, tüp yüzey sıcaklığındaki küçük artışların bile yayılan ısı akışında büyük artışlara yol açtığı ve tüm radyasyon terimini çoğaltan emisyonun yayılan güç çıkışı üzerinde doğrudan ve doğrusal bir etkiye sahip olduğu anlamına gelir. (Kaynak: Incropera, F.P. ve diğerleri, "Fundamentals of Heat and Mass Transfer", 7. Baskı, Wiley, 2011.)
| Tüp Malzemesi | Çalışma Sıcaklığında Emissivite (epsilon) | Maksimum Çalışma Sıcaklığı | Anahtar Özellikler |
| HK40 (25Cr-20Ni) | 0,80 ila 0,88 | 1.050 derece C | İyi oksidasyon direnci; yaygın olarak kullanılır; orta maliyet |
| HP (25Cr-35Ni-Nb) | 0,82 ila 0,90 | 1.100 derece C | Yüksek sürünme direnci; yüksek sıcaklıkta sürekli servis için mükemmel |
| 35Cr-45Ni alaşımı | 0,83 ila 0,91 | 1.150 derece C | Üstün oksidasyon ve karbürizasyon direnci; uzatılmış servis ömrü |
| Silisyum Karbür (SiC) | 0,85 ila 0,93 | 1.400 derece C | En yüksek sıcaklık kapasitesi; mükemmel emisyon; kırılgan – dikkatli kullanım gerektirir |
| Mullit / Alümina seramik | 0,82 ila 0,90 | 1.350 derece C | Mükemmel kimyasal direnç; reaktif atmosfer fırınlarına uygun |
Emisyon, tüp malzemesinin sabit bir özelliği değildir; zamanla yüzey durumuna göre değişir. Yeni üretilmiş bir alaşım radyant tüpü, başlangıçtaki yüksek sıcaklıktaki çalışma (şartlandırma veya baharatlama adı verilen bir işlem) sırasında yüzeyinde bir krom oksit tabakası oluşturur. emisyonu artırır üretildiği haliyle cilalanmış yüzeyle karşılaştırıldığında. Tipik olarak 10 ila 50 mikrometre kalınlığındaki bu pul tabakası, 0,85 ila 0,92 aralığında emisyon değerlerine sahiptir; bu, alttaki 0,70 ila 0,80 olan alaşım metal yüzeyinden daha yüksektir. Bu nedenle, uygun şekilde koşullandırılmış alaşımlı radyant tüpler, yeni, koşullandırılmamış tüplerden daha verimli bir şekilde ışık yayar; bu, doğru devreye alma prosedürlerinin öneminin altını çizen, mantığa aykırı bir bulgudur.
Ancak tüpler yaşlandıkça kireç büyümesi optimal koruyucu tabakanın ötesinde devam eder ve pul pul dökülmeye başlar ve dahili karbürizasyon ve oksidasyon tüp duvarını bozar. Ağır kireçlenmiş, içten karbürlenmiş tüpler, yanma tarafından yayılan dış yüzeye ısı transferini bozan, geliştirilmiş kireç katmanının emisyon avantajını kısmen dengeleyen azaltılmış etkili duvar termal iletkenliği geliştirebilir.
Radyant tüp uzunluğu boyunca sıcaklık dağılımının düzgünlüğü hem bir verimlilik parametresi hem de bir kalite parametresidir. Düzgün olmayan sıcaklık dağılımı, ısı transferi için mevcut boru yüzey alanını boşa harcar ve boru malzemesinin bozulmasını hızlandıran termal stres konsantrasyonları yaratır.
Düz geçişli (tek geçişli) bir radyant tüpünde, brülörden gelen alev, brülör ucunun hemen aşağısında en sıcaktır ve sıcaklığın tüpün geri kalanını önemli ölçüde aştığı tüp uzunluğunun ilk ila 30'unda lokalize bir sıcak bölge oluşturur. Bu sıcak bölge sıcaklıklara ulaşabilir Ortalama tüp yüzey sıcaklığının 100 ila 200 derece C üzerinde Tek geçişli konfigürasyonlarda radyant tüp arızasının en yaygın başlangıç noktası olan yoğun termal stres ve hızlandırılmış oksidasyon ve sürünme bölgesi oluşturur.
Sıcak bölge aynı zamanda bir tür verimlilik israfını da temsil eder; bu bölgenin aşırı yüksek sıcaklığı, yerel olarak çok yüksek radyasyon yoğunluğuna neden olur, ancak sıcak bölgenin altındaki tüp uzunluğunun büyük kısmı, verimli ısı transferi için gerekenden önemli ölçüde daha soğuktur. Bu nedenle tüpten gelen toplam ısı transferi, çok geçişli veya düşük NOx kademeli yanma konfigürasyonunda aynı ısı girdisinin üreteceğinden daha az düzgün bir şekilde dağıtılır.
Başlangıçta gaz yanmasından kaynaklanan nitrojen oksit emisyonlarını azaltmak için geliştirilen düşük NOx brülör teknolojisi, tüp uzunluğu boyunca daha düzgün sıcaklık dağılımı üretme gibi faydalı bir yan etkiye sahiptir. Yanmayı aşamalandırarak (yakıtın yoğunlaştırılmış birincil alev yerine tüp boyunca iki veya üç ardışık bölgede yakılması) tepe sıcaklığı azaltılır ve ısı salınımı daha uzun bir tüp uzunluğuna yayılır. Radyant tüp uygulamalarında bu durum şunları sağlar:
(Kaynak: Baukal, C.E. ve Waibel, R.T., "NOx Handbook for the Metals Industry", Gaz Araştırma Enstitüsü Teknik Raporu; American Gas Association Laboratories.)
Radyant tüp sisteminin sağladığı verimlilik yalnızca tüp ve brülör tasarımına değil aynı zamanda tüp dizisinin fırın yapısına nasıl entegre edildiğine de bağlıdır. Çeşitli fırın tasarım faktörleri sistemin termal verimliliğini önemli ölçüde etkiler.
Radyant tüp dizisi ile fırın yükü arasındaki görüş faktörü (boru yüzeyinden çıkan radyasyonun hangi kısmının doğrudan yüke ulaştığını tanımlayan geometrik parametre), tüpün yayılan enerjisinin iş parçasını ne kadar verimli bir şekilde ısıtacağını belirler. Boruların çok geniş aralıklarla yerleştirilmesi, fırın yan duvarının geniş alanlarını doğrudan yüke maruz bırakarak, yükün, sıcak tüp yüzeyi yerine daha soğuk fırın duvarı ile radyasyon alışverişine neden olmasına neden olur. Çok yakın aralıklı yerleştirilmiş tüpler, iş parçası yerine bitişik tüplerin ısıtılması sırasında birbirlerinin yük (borudan tüpe radyasyon alışverişi) ve atık tüp yüzey alanının görüşünü engeller.
Radyant tüplü bir fırında en uygun tüp aralığı, tipik olarak tüpün dış çapı (OD) ve fırın yüksekliği tarafından belirlenir. Yaygın bir tasarım kuralı, tüpleri merkezden merkeze mesafeye yerleştirmektir. Tüp dış çapının 2 ila 3 katı tüpler fırının yan duvarlarına monte edildiğinde, yük yaklaşık olarak eşit bir mesafede konumlandırıldığında Tüp aralığının 1 ila 1,5 katı tüp yüzünden. Bu geometri, yeterli yanma havası ve yakıt besleme erişimini korurken, boru dizisinin yüke yönelik birleşik görüş faktörünü maksimuma çıkarır. (Kaynak: Trinks, W. ve Mawhinney, M.H., "Endüstriyel Fırınlar", Cilt 1, 6. Baskı, Wiley, 2003.)
Fırın duvar yalıtım kalitesi iki mekanizma aracılığıyla sistem verimliliğini doğrudan etkiler. Zayıf yalıtım, fırın duvarları ve çatı boyunca önemli ısı kaybına neden olur; ısı, radyant tüpler tarafından üretilir ancak yükü ısıtmak yerine yapıdan çıkar. Bu duvar kaybı, tüpler tarafından iletilen ısının doğrudan verim kaybıdır. Modern fırın yapımında seramik elyaf yalıtımı, duvar ısı akısı değerlerine ulaşır. 500 ila 1.500 W/m2 çalışma sıcaklığında karşılaştırıldığında 3.000 ila 6.000 W/m2 eski tuğla yalıtımlı fırın duvarları için - duvar ısı kaybında ` ila u oranında azalma, bu da doğrudan genel sistem verimliliğinin iyileştirilmesi anlamına gelir.
Fırın termal kütlesi - fırının soğuktan çalışma sıcaklığına ulaşmasından önce sağlanması gereken, fırın duvarlarında ve yapısında depolanan ısı enerjisi - öncelikle sık ısıtma döngüleri olan toplu fırın operasyonlarında verimliliği etkiler. Yüksek termal kütleli tuğla fırınları, fırını sıcaklığa getirmek için düşük termal kütleli seramik elyaf yalıtımlı tasarımlara göre döngü başına önemli ölçüde daha fazla yakıt enerjisi gerektirir. Vardiya başına birden fazla ısıtmanın olduğu toplu işlemler için, fırın yapısının ısıtılmasında tüketilen yakıt enerjisi şu şekilde ifade edilebilir: ila toplam yakıt tüketiminin oranı — yalnızca kararlı durum çalışma verimliliğine odaklanan sistem karşılaştırmalarında genellikle göz ardı edilen bir verimlilik bileşeni.
Baca gazlarından ısı geri kazanımının verimliliği, radyant tüp egzozları ile reküperatör veya baca arasındaki kanal tasarımından da etkilenir. Uzun, yalıtımsız baca gazı kanalları, sıcak egzozun reküperatöre ulaşmadan önce soğumasını sağlar, havanın ön ısıtılması için mevcut sıcaklık itici gücünü azaltır ve ısının çevreye israfını azaltır. İyi tasarlanmış sistemler, baca gazı kanallarını seramik elyaf veya mineral yün ile yalıtarak kanalın ısı kaybını en aza indirir ve maksimum geri kazanım etkinliği için baca gazı sıcaklığını korur.
Radyant tüp verimliliği statik değildir; tüpün ve brülör sisteminin çalışma ömrü boyunca sürekli olarak değişir. Ekipman yaşlandıkça ve süreç koşulları değiştikçe verimliliğin tasarım değerinden aşağı doğru kaymasını önlemek için sistematik izleme ve önleyici bakım esastır.
Aşağıdaki ölçülebilir parametreler radyant tüp sistemi verimliliğinin gerçek zamanlı ve periyodik değerlendirmesini sağlar:
Aşağıdaki programlı bakım eylemleri, radyant tüp sistemi verimliliğini tüpün hizmet ömrü boyunca tasarım değerlerinde veya bunlara yakın tutar:
Radyant tüp verimliliğini anlamak bağlam gerektirir; endüstriyel ısıl işlem uygulamalarında kendisiyle rekabet eden alternatif ısıtma teknolojileriyle karşılaştırıldığında nasıldır?
| Isıtma Teknolojisi | Tipik Isıl Verimlilik | Atmosfer Uyumluluğu | Sıcaklık Tavanı |
| Radyant Tüp (no recovery) | 5 ila 62 | Tam kontrollü atmosfer uyumluluğu | 1.150 dereceye kadar C (alaşım); 1.400 derece C (SiC) |
| Radyant Tüp (with recuperation) | ` ila 85 | Tam kontrollü atmosfer uyumluluğu | 1.150 dereceye kadar C (alaşım); 1.400 derece C (SiC) |
| Doğrudan Ateşlemeli Gaz (açık alev) | @ ila 70 (iyileşmeyle birlikte) | Uyumlu değil — yanma ürünleri yükle temas ediyor | 1.400 derecenin üzerinde sıcaklık mümkün |
| Elektrik Rezistanslı Isıtma | � ila 95 (ısıya elektrik girişi) | Tam kontrollü atmosfer uyumluluğu | Uygun elemanlarla 1.800 derece C'ye kadar |
| Elektrikli İndüksiyonlu Isıtma | U ila 75 (güç elektroniği kayıpları dahil) | Vakum ve koruyucu atmosferlerle uyumlu | Uygun bobin tasarımıyla 1.200 derece C'nin üzerinde |
Elektrik dirençli ısıtma, elektrik girişi bazında ölçüldüğünde, gazla çalışan radyant tüplere göre daha yüksek kullanım noktası verimliliği sağlar. Bununla birlikte, birincil enerji verimliliği dikkate alındığında, elektrik enerjisi üretimi ve iletimindeki verimlilik kayıplarının hesaba katılması (tipik olarak 5 ila 40 üretim verimliliği şebeke ortalamalı fosil yakıtlı enerji santralleri için) — üretim seviyesinde elektrik rezistanslı ısıtmanın birincil enerji verimliliği yalnızca 0 ila 5'tir; buna karşılık, yakıtın yanması noktasında geri kazanılmış gazla çalışan radyant tüpler için bu oran ` ila �'tir. Yenilenebilir elektrik penetrasyonunun yüksek olduğu pazarlarda, bu birincil enerji karşılaştırması elektrikli ısıtma açısından olumlu yönde değişiyor; bu, şebekelerin karbondan arındırılmasıyla giderek daha önemli bir husus haline geliyor. (Kaynak: IEA Dünya Enerji Görünümü; EPA Enerji Üretimi Verimliliği Verileri.)
Kontrollü atmosfer ısıl işlem uygulamaları için (karbürleme, karbonitrasyon, nötr sertleştirme, tavlama ve temperleme) radyant tüp, atmosfer uyumluluğu ve gaz ateşlemeli verimliliğin tercih edilen kombinasyonu olmaya devam ediyor Kaynak enerji hesaplaması uygulandığında elektrik dirençli ısıtmaya yaklaşan birincil enerji verimliliği sağlayan geri kazanılmış konfigürasyonlarla.
Maksimum verimlilik için optimize edilmemiş mevcut radyant tüp fırınlarını çalıştıran tesisler için aşağıdaki önlemler, tipik geri ödeme süresine göre sıralanan en önemli ve uygun maliyetli iyileştirmeleri sunar.
Uygulama maliyeti: düşük. Geri ödeme süresi: anında. O2, CO, CO2 ve yanma verimliliğini aynı anda ölçmek üzere kalibre edilmiş taşınabilir bir baca gazı analizörü kullanılarak yapılan tek bir yanma analizi ölçümü ve brülör ayarlama oturumu, iyileşme sağlayabilir. Yakıt tüketiminin %5 ila 15'i Hava-yakıt kontrolünün zayıf olduğu sistemlerde. Bu, mevcut olan en erişilebilir ve en hızlı geri ödeme verimliliği müdahalesidir ve herhangi bir radyant tüp verimliliği iyileştirme programında ilk eylem olmalıdır.
Uygulama maliyeti: orta ila yüksek (boyut ve konfigürasyona bağlı olarak tüp başına 15.000 ila 80.000 ABD Doları). Geri ödeme süresi: Tipik endüstriyel doğal gaz fiyatlarında 12 ila 36 ay. Daha önce geri kazanılmamış bir radyant tüpüne reküperatif bir brülör sisteminin kurulması, yakıt tüketimini şu şekilde azaltabilir: ila 35 900 ila 1.050 derece C çalışma sıcaklıklarında. Çok sayıda radyant borulu brülöre sahip fırınlar için (sürekli bantlı veya silindirli ocak tasarımları için fırın başına 8 ila 20 brülör tipiktir), toplam yakıt tasarrufu önemli düzeydedir ve geri ödeme süreleri buna bağlı olarak kısadır.
Kapı contaları, elektrot portları, termokupl girişleri ve konveyör açıklıkları yoluyla fırın odalarına hava sızması iki verimlilik sorununa neden olur: kontrollü atmosferi seyreltir (atmosfer gaz tüketimini artırır) ve radyant tüplerinin ısıtması gereken soğuk havayı vererek üretken bir çıktı olmadan yakıt tüketimini artırır. Kapılarda seramik elyaf halat contalar, konveyör açıklıklarında temizleme contaları ve alet girişlerinde mineral yün ambalaj kullanılarak hava sızma yollarının sistematik olarak sızdırmaz hale getirilmesi yakıt tüketimini şu şekilde azaltabilir: %5 ila 12 sızdırmazlığı bozulmuş eski fırınlarda.
Bozulmuş refrakter tuğlanın fırın duvarları ve çatısındaki seramik fiber modül yalıtımıyla değiştirilmesi, sabit durum duvar ısı kaybını ve termal kütleyi aynı anda azaltarak hem sürekli çalışma verimliliğini hem de toplu döngü verimliliğini artırır. Orijinal tuğla yalıtımlı, 15 ila 20 yıldan daha eski fırınlar için, yalıtım iyileştirmeleri tipik olarak yakıt tasarrufu sağlar. ila 25 Fırın büyüklüğüne ve çalışma saatlerine bağlı olarak 2 ile 5 yıl arasında geri ödeme süresine sahiptir. (Kaynak: DOE Endüstriyel Teknolojiler Programı, "Fırın Verimliliğinin Artırılması için Atık Isı Azaltımı ve Geri Kazanımı"; IHEA Fırın Yalıtımı Teknik Bülteni.)
Bizim Radyant Tüp ürün yelpazesi, termal verimlilik ve hizmet ömrü eşdeğer mühendislik öncelikleri olacak şekilde tasarlanmış ve üretilmiştir. Serimizdeki her tüp, özenle seçilmiş yüksek kromlu nikel alaşımlarından (HK40, HP modifiyeli ve 35Cr-45Ni kaliteleri dahil) üretilir; kompozisyon kontrolü ve döküm kalitesi yüksek yüzey emisyonu, düşük iç oksidasyon oranı ve zorlu sürekli fırın ortamlarında hem radyasyon verimliliğini hem de hizmet ömrünü en üst düzeye çıkaran sürünme direnci için optimize edilmiştir.
Radyant tüp serimizin operasyonel verimliliği destekleyen temel mühendislik özellikleri şunları içerir:
Uygulama, ister işlenen birim başına yakıt maliyetinin temel ekonomik ölçüt olduğu yüksek hacimli sürekli bir otomotiv karbürleme hattı, ister sıcaklık homojenliğinin baskın gereklilik olduğu hassas bir havacılık sertleştirme fırını, ister SiC tüp teknolojisinin maksimum sıcaklık kapasitesinde çalışan özel bir seramik sinterleme fırını olsun, radyant tüp serimiz, tüpün hizmet ömrü boyunca en yüksek verimlilikte çalışmak için gereken malzeme kalitesini ve geometrik hassasiyeti sağlar.
Radyant tüplü ısıtıcı, kapalı bir metal tüpün içindeki yakıtı yakarak ve termal enerjiyi doğrudan altındaki nesnelere, insanlara ve zeminlere yayarak sıcaklık üreten, gazla ç...
READ MOREBüyük bir depo, uçak hangarı veya yoğun bir fabrika katını yönetiyorsanız, muhtemelen tavana asılı ısıtma sistemlerinin altından geçmişsinizdir ve bazı alanların hemen ısındı...
READ MOREYüksek sıcaklıktaki alaşımlı borular, özel olarak formüle edilmiş alaşımlardan, tipik olarak nikel, krom veya kobalt bazlı bileşimlerden üretilen, dayanıklılık mukavemeti...
READ MORERadyant tüpler, karbon monoksit ve diğer baca gazları da dahil olmak üzere yanma yan ısıları kapalı tüpten güvenli bir şekilde çıkarmak ve bunları uygun boyutlarda bir ba...
READ MORESize en kısa sürede cevap vereceğiz.
satılık özel alaşımlar
toptan farklı alaşımlar
