Оценка энергоэффективности подвесной нагревательной системы электрической печи для тепловой обработки сыпучих материалов

Исследование процессов теплопереноса в рабочем пространстве модулей обжига электрической печи для выявления дополнительных возможностей снижения энергоемкости обжига сыпучих материалов, при новой нагревательной системе. В ходе исследования проводилось моделирование процесса переноса лучистой энергии от нагревательных элементов на термообрабатываемую среду по методу сальдо-потоков. Кроме того, проводился сравнительный анализ новых данных, а также полученных ранее на прежних модификациях нагревательных систем аналогичных печей при обжиге вермикулита. Разработана конструкция новой подвесной нагревательной системы модулей обжига электрических модульно-спусковых печей, обеспечивающая качественное вспучивание вермикулита при сниженной на 22,1% удельной энергоемкости. Расчетным путем определена температура поверхности зерен вспучивающегося вермикулита, получено уравнение связи температур нагревателей и поверхностей зерен при установившемся температурном режиме. Проведенные исследования доказали эффективность новой конструкции подвесной нагревательной системы модулей обжига электрических модульно-спусковых печей. Расчеты показали, что при прочих равных условиях применение подвесной нагревательной системы в модулях печи обеспечивает полноценный обжиг вермикулита при пониженном до 79,3 кВт потреблении электрической мощности.

электрическая модульно-спусковая печь, подвесная нагревательная система, теплоперенос, лучистая энергия, удельная энергоемкость обжига, потребляемая мощность, температура нагрева, надежность печи

1. Rashad A.M. Vermiculite as a construction material - A short guide for Civil Engineer. Construction and Building Materials. 2016. Vol. 125. P. 53-62.

2. Fuks L., Herdzik-Koniecko I. Vermiculite as a potential component of the engineered barriers in low- and medium-level radioactive waste repositories // Applied Clay Science. 2018. Vol. 161. Р. 139-150.

3. Kariya J., Ryu J., Kato Y. Development of thermal storage material using vermiculite and calcium hydroxide // Applied Thermal Engineering. 2016. Vol. 94. P. 186-192.

4. Kim Hung Mo, Hong Jie Lee, Michael Yong Jing Liu, Tung-Chai Ling. Incorporation of expanded vermiculite lightweight aggregate in cement mortar // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 179. P. 302-306.

5. Sevim İşçi. Intercalation of vermiculite in presence of surfactants // Applied Clay Science. 2017. Vol. 146. P. 7-13.

6. Кременецкая И.П., Беляевский А.Т. Аморфизация серпентиновых минералов в технологии получения магнезиально-силикатного реагента для иммобилизации тяжелых металлов // Химия в интересах устойчивого развития. 2010. № 18. С. 41-49.

7. Кременецкая И.П., Корытная О.П., Васильева Т.Н. Реагент для иммобилизации тяжелых металлов из серпентиносодержащих вскрышных пород // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2008. № 4. С. 33-40.

8. Нижегородов А.И. Опыт эксплуатации электрических модульно-спусковых печей различных модификаций для обжига вермикулитовых концентратов // Огнеупоры и техническая керамика. 2014. № 9. С. 27-34.

9. Нижегородов А.И., Звездин А.В. Энерготехнологические агрегаты для переработки вермикулитовых концентратов. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2015. 250 с.

10. Нижегородов А.И. Факторы надежности энерготехнологических агрегатов для обжига вермикулита // Строительные и дорожные машины. 2015. № 5. С. 13-18.

11. Телегин А.С., Швыдкий В.С., Ярошенко Ю.Г. Тепломассоперенос. М.: Академкнига, 2002. 455 с.

12. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. М.: Энергоатомиздат, 1990. 367 с.

13. Нижегородов А.И., Звездин А.В., Брянских Т.Б. Уточненная модель теплоусвоения вермикулита при обжиге в электрических печах с учетом новых экспериментальных данных // Строительные материалы. 2017. № 3. С. 96-99.

14. Zvezdin A.V., Bryanskikh T.G. Nizhegorodov A.I. Аnalytical model of absorption reflec-tion properties of vermiculite under thermal / Refractories and industrial ceramics. 2017. Vol. 57. No. 1.