что такое каркас нагревательной печи

Что такое каркас нагревательной печи

Каркасные печи

Если печь облицовывают мелкоразмерными листами из асбестоцемента или металла, кроме уголков, формирующих верхний и нижний пояса каркаса, используют полосовую сталь, которую устанавливают в местах стыковки облицовочного материала. При возведении быстромонтируемых печей каркас можно изготовить с болтовыми соединениями.

К фронтальной раме каркаса крепят топочную гарнитуру, прочистные дверки и другие металлические изделия. Количество сборочных операций на монтаже сводится к минимуму. Одновременно с подготовкой каркаса по шаблонам нарезают облицовочный материал и красят его в цвет, сочетающийся с интерьером помещения.

Процесс кладки быстромонтируемых каркасных печей состоит из следующих операций. Собирают и устанавливают каркас. На уголки нижнего пояса укладывают металлический лист (рис. 41), служащий внутренней поверхностью газоходов нижнего обогрева. Затем устанавливают облицовочные листы нижнего пояса печи и приступают к кладке газоходов, зольника и топливника. Закончив кладку первого пояса, ставят подмости, с которых ведут последующие работы: облицовку верхнего пояса, кирпичную кладку конвективной системы надтопочного пространства и оформление перекрыши. Кирпичную кладку выполняют на глиняном растворе, соблюдая перевязку швов. Дымовые газы из каркасных печей отводятся через металлический патрубок в коренную трубу или трубу, расположенную в стене. Наличие каркаса и применение облицовки позволяет использовать тонкостенные конструкции в надтопочной части, что значительно сокращает время сооружения печи: монтаж каркасных печей выполняют за 4 ч.

Печь сооружают, начиная с установки каркаса и заполнения нижнего пояса днищем из листовой стали 1, которую покрывают слоем глиняного раствора толщиной около 10 мм. На него укладывают 1-й ряд из трех полномерных кирпичей, ложки которых обращены в сторону асбестоцементной облицовки, расположенной с фронта печи. С левой стороны помещают один полномерный тычковый кирпич и половинку, занимающую левый задний угол. Таким образом образуется сплошная кладка, называемая выстилкой 3.

Начиная с 3-го ряда, кладку ведут из огнеупорного кирпича.

4-й ряд начинают со стесанных кирпичей, укладываемых на постель слева и справа от топочной дверки. Сзади них размещают стесанный полномерный кирпич и две стесанные половинки. Таким образом образуется шахта для скатывания углей.

5-й и 6-й ряды, которые состоят из кирпичей, уложенных на ребро, заканчивают формирование стен топливника.

8-й ряд, который содержит чистку 13, формируют из кирпичей, уложенных на ребро вдоль стенок печи. В этом же ряду начинают выкладывать рассечку, образующую восходящий 6 и нисходящий 10 каналы.

На 9, 10, 11 и 12-м рядах формируют насадку из уложенных на ребро кирпичей, которая увеличивает массу, следовательно, и аккумулирующую способность печи.

Печь состоит из металлического каркаса, в который заключен корпус, облицованный асбестоцементными листами толщиной 5 мм. Конструкция топливника аналогична топливнику печи № 8.

Перекрытие расположено на чугунном листе 5 и покрыто глиняным слоем 6. Дымовой патрубок 7 входит в печь на уровне 8-го ряда. Кладку перекрыши покрывают глиняным слоем 8 и облицовывают асбестоцементным листом 9.

Рис. 44. Каркасная тонкостенная печь № 10

Горячие газы из топливника по восходящему каналу, расположенному в центре корпуса, поднимаются под перекрышу печи. Отдав часть теплоты восходящему каналу и перекрыше, продукты сгорания опускаются по четырем периферийным каналам до 10-го ряда, где собираются в горизонтальном газоходе и направляются в дымоотводящий патрубок.

Рис. 45. Каркасная тонкостенная печь № 11

Функциональная схема печи № 11 аналогична печи № 8. Горячие газы из топливника выходят через центральный квадратный проем размером 125×125 мм (9-й ряд) и поднимаются по газоходу сечением 125×250 мм который начинается с 10-го ряда и содержит три чистки. Чтобы увеличить теплоемкость печи и достичь необходимых скоростей движения продуктов сгорания, площадь сечения газоходов уменьшают установленными на ребро кирпичами, доходящими до перекрыши. По этим каналам дымовые газы опускаются до уровня десятого ряда и по горизонтальному сборному коллектору движутся к дымовому патрубку. Для топки можно использовать дрова, кусковой торф, торфяные брикеты, каменный уголь, антрацит.

Каркас печи выполняют из уголковой стали 30×30×4 мм. По центру надтопочной части проходит вертикальный канал, по которому поднимаются газы из топливника. Вокруг вертикального канала расположены опускные газоходы, завершающиеся в 10-м ряду.

Рациональность конструкции и высокий КПД позволяют использовать печь для массового жилищного строительства усадебного типа.

Каркас печи выполняют из уголковой стали 30×30×4 мм. По центру надтопочной части проходит вертикальный канал, по которому поднимаются газы из топливника. Вокруг канала расположены опускные газоходы, завершающиеся в 10-м ряду.

Рациональность конструкции и высокий КПД позволяют использовать эту печь, как и печь № 12, в жилищном строительстве усадебного типа. Следует отметить, что масса печи № 13 превосходит предельный критерий, допускающий установку отопительных устройств без фундаментов (750 кг). Не прибегая к устройству дополнительных несущих конструкций, ее следует располагать в непосредственной близости от стен здания.

Источник

Быстровозводимая и эффективная каркасная печь

Рассматривая варианты установки печи в небольших помещениях часто единственным решением считается современный бурельян или традиционная буржуйка. Однако, эффективно отопить помещение объемом в 100 квадратных метров для буржуйки будет сложно, а бурельян без дополнительного аккумулятора тепла поддерживать температуру не сможет. Вот и получается, что наилучшим вариантом здесь выступает каркасная тонкостенная печь, которая и эффективно нагревает помещение и долго сохраняет тепло.

Каркасные тонкостенные печи особенности конструкции

Популярность этого вида отопительных приборов связана с их простотой конструкции и небольшими размерами, легкостью возведения и эффективностью работы. Каркасная печь представляет собой тонкостенную кирпичную конструкцию, основой которой выступает не кирпичная кладка, а каркас печи, выполненный из металлических уголков.

Внешний каркас обеспечивает прочность соединения, он принимает на себя основную нагрузку. Как правило, для печи используются стальные уголки в виде решетки, они соединяются между собой при помощи электросварки, болтовым соединением и на заклепках. Кстати, кованый каркас считается самым интересным, особенно когда для обшивки используется стальной лист с тиснением, а дверка топки выполняется из жаростойкого стекла.

В кладке работы выполняются по классической технологии также используется красный и огнеупорный кирпич, колосниковая решетка и дымоход из сэндвич панели. Ввиду того, каркасная тонкостенная печь имеет кладку кирпича на ребро, снаружи она часто обшивается асбестовыми листами или делается оштукатуривание с обязательным использованием штукатурной металлической или синтетической сетки.

Снаружи каркасная печь обшивается металлом, керамической плиткой, оштукатуривается и покрывается слоем жаростойкой краски. Этот тип отопительных приборов раньше рекомендовался для установки в небольших помещениях для временного или постоянного проживания, а в торговую сеть поступали специальные комплекты из металлических деталей для самостоятельной сборки.

Что лучше каркасная или металлическая печь

Сравнение этих видов отопительных печей разумно было бы начать с обзора их целевого назначения. Каркасная печь — это сугубо отопительный прибор. В своей конструкции она использует тонкостенную кирпичную кладку и установка дополнительной варочной поверхности в ней просто невозможна. Классические металлические печи могут быть как только отопительные, так и иметь модификации с варочной поверхностью, например печь canada 00 варочная или печь новаслав огнев пов-100.

Каркасная печь в работе отапливает помещение с помощью теплового излучения, в то время как металлические нагревают как при помощи излучения, так и при помощи конвекции. Пример классической печи из металла новаслав огнев пов-100 – в ней устанавливаются металлические экраны, обеспечивающие создание конвективных тепловых потоков. Также и в печи canada 05 классик – воздух проходит через трубы из которых состоит корпус и таким образом быстро прогревает помещение.

Но вот что касается аккумуляции тепла, то здесь каркасная тонкостенная печь обладает большим преимуществом – после окончания топки, тепло нагретых кирпичей еще 4-6 часов продолжает обогревать помещение. В то время как металлическая печь остывает уже через 2 часа после того как топливо прекратило горение.

Третий вопрос — габариты. Что каркасная печь, что металлическая требуют, чтобы вокруг них было достаточно места. Вот только металлическая обязательно должна быть удалена от сторонних предметов, а монтаж ее для обогрева нескольких помещений крайне проблематичен. С другой стороны, каркасная печь может быть вмонтирована в стену, и таким образом, обеспечить прогрев нескольких комнат.

Оба вида приборов условно можно отнести к мобильным объектам. Металлические печи легко перемещаются, достаточно снять дымоход, закрыть дверки и корпус готов к перемещению. Каркасная печь теоретически также может быть перемещена – большинство моделей строятся на каркасе с ножками, что дает возможность переместить даже собранную конструкцию, вес большинства моделей составляет всего 350-500 кг.

Ну а что касается долговечности то здесь первенство за металлическими печами – при правильном уходе и разумном использовании срок службы составляет 50 лет. Каркасная печь рассчитана всего на 10-12 лет правильной эксплуатации, увы, тонкостенная конструкция, пусть и стянутая металлическим каркасом просто не выдерживает более длительной эксплуатации и требует капитального ремонта.

Правила выполнения каркасных печей

Каркасная печь относится к классу быстровозводимых конструкций за счет использования простой одинарной кладки кирпича и металлического каркаса. Каркас такой печи состоит из вертикальных стоек и горизонтальных поперечин. Вертикальные стойки выполняются из стального уголка 25 или 35 мм, горизонтальные поперечины нижнего яруса из уголка 45 или 50, верхних ярусов из полосы 25,30, 35 или 40 мм. Накладки могут выполняться из листовой стали или быть сборными из полосы и металлических вставок. Печная фурнитура усиливается металлическими стяжками в виде полосы или уголка. В стандартных печных наборах дверки поддувала и топки сразу идут в комплекте металлических деталей.

При сборке каркасной печи чаще всего используется сварочное соединение, это легче и проще, в комплектах поставки для этого как в детских конструкторах в местах сварки сделаны метки. Для быстровозводимых каркасов используется болтовое соединение – здесь заранее просверлены отверстия и нарезана резьба. А вот в каркасах, выполненных по индивидуальным заказам часто используется ковка – на заклепки посажен весь каркас и он считается неразъёмным, поэтому при монтаже требуется немало усилий чтобы просто внести эту решетку в помещение.

Кладка основания и поддувала выполняется из красного полнотелого кирпича. Топка, как и у других печей, выполняется из огнеупорного шамотного кирпича. Дымоход может быть выполнен как из красного, так и из шамотного кирпича.

Каркасные печи – технология строительства своими руками

Практически для всех каркасных печей порядовый план кладки имеет одну и ту же схему. Различия состоят только в том какую печь предстоит возводить – тонкостенную, где кирпич становится на ребро или толстостенную, где кирпич ложится стандартно.

Порядовка кладки выглядит следующим образом:

Как видно, каркасная печь вполне удобное и простое сооружение для самостоятельной сборки, при наличии всех материалов и схемы порядовой кладки собрать ее вполне возможно, даже начинающему печнику.

Источник

Трубчатые печи: конструкция и характеристики

Назначение

Трубчатая печь является аппаратом предназначенным для передачи нагреваемому продукту тепла выделяющегося при сжигании топлива в топочной камере печи.

Рис.1 – Трубчатая печь

Характеристики

Основными характеристиками трубчатых печей являются: производительность печи, количество сырья, нагреваемое в трудных змеевеках в единицу времени.

Полезная тепловая нагрузка – это количество тепла переданного в печи сырью МВатт, ГКалл в час. Она зависит от тепловой мощности и размеров печи.

Коэффициент полезного действия печи и экономичность ее эксплуатации выражается отношением количества полезно используемого тепла к общему количеству тепла, которое выделяется при полном сгорании топлива.

Принцип работы

Наибольшее практическое применение на НПЗ получили радиантно – конвекционные печи. Они имеют две отделенные друг от друга секции.

В радиантной секции – тепло передается за счет радиационной теплопередачи путем поглощения у чистого тепла.

Рис.2 – Радиантная секция

В конвекционной секции – тепло передается за счет конвективной передачи тепла путем омывания поверхности труб дымовыми газами.

Внутри печи расположен многократный изогнутый стальной трубопровод змеевик, по которому непрерывно прокачивается нагреваемой смесь. Смесь подается в конвекционную секцию после чего проходит радианную секцию. Жидкое и газообразное топливо сжигают в горелках радиантной камеры.

В результате повышается температура дымовых газов и светящегося факела представляющего собой раскаленные частицы горячего топлива. Тепловые лучи падают на наружные поверхности труб и внутренние поверхности стен радиантной камеры печи.

Нагретые поверхности стен в свою очередь излучают тепло, которые также поглощается поверхностями радиантных труб. Большая часть используемого тепла передается в радиантные секции остальное в конвекционные секции.

Дымовые газы проходят конвекционную секцию, омывают находящиеся там трубы отдавая тепло. Эффективность передачи тепла конвекцией обусловлено скоростью движения дымовых газов. Пройдя конвекционную камеру дымовые газы уходят в дымовую трубу.

Конструкция

Рассмотрим конструкцию на примере радиантно – конвекционной печи. Печь представляет собой сдвоенный блок из двух печей вертикально факельного типа объединенных общей дымовой трубой установленной на потолочной раме.

Каркас

Нагрузка от веса печных труб, двойников, кровли площадок и лестниц в большинстве конструкций воспри­нимается каркасом, состоящим из стоек, ферм и связующих элементов. В зависимости от размеров печи принимается та или иная система каркаса.

Каркас каждой из печей входящих в блок выполнен в виде 6 пролетной пространственной конструкции состоящий из п-образных рам установленных на фундаментные опоры и связанных между собой сводовой и подовой рамами.

Каркасы обеих печей связаны горизонтальными балками по высоте радиантных камер, торцевыми балками потолочный рамы. Дымовая труба шибером устанавливается на потолочную раму.

Всегда предусматривают защиту каркаса от излиш­него перегрева путем применения тепловой изоляции или оста­вления зазоров между стойкой каркаса и обмуровкой.

Змеевик

Нагреваемый продукт движется в змее­вике, расположенном в п е чи. Змеевик состоит из труб и соеди­нительных частей. Различают однопоточные, двухпоточные и многопоточные змеевики.

Соедините льные части — двойники (ре турбенды) и калачи дают возможность очищать внутренние по­верхности труб от отложений солей и различных загрязнений, осматривать их и замерять толщины стенок труб в различных местах змеевика.

При полном отсутствии загрязнения внутрен­ней поверхности змеевика и наличии надежных способов кон­троля толщины стенки трубы возможно применение цельно­сварного змеевика (без ретурбендов).

Змеевик изготовляют из гладких бесшовных труб с толщиной стенок от 4 до 30 мм в за­висимости от температуры, давления и диаметра. В некоторых конвекционных печах для деструктивной гидрогенизации с целью увеличения поверхности нагрева применяют толстостен­ные трубы из легированной стали с ребристой насадкой из угле­родистой стали.

Выбирая материал труб, нужно учитывать разность темпе­ратур при передаче тепла через ряд тепловых сопротивлений. Во время эксплуатаций печи эти сопротивления не остаются по­стоянными и в какой-то период температура стенки трубы по­вышается до некоторого предела, когда дальнейшая работа мо­жет привести к аварии.

В данном примере, все сырьевые змеевики горизонтального типа. Радиантные и конвективные змеевики каждой печи, входящих в блок, 4-х поточные. Радиантные змеевики размещены вдоль фронтовых стен радиантных камер по одному потоку с каждого фронта. Направление потока снизу вверх.

Рис.4 – Змеевики печи

На сводовую раму установлено три блока конвекционных труб. Трубы конвективного змеевика размещены в блоке в шахматном порядке. Входные и выходные трубы змеевика уплотнены в торцевых панелях и крышках, а также в торцевых конвекционных решетках.

Трубные решетки

Трубные решетки яв­ляются опорами для труб продуктового змеевика.

Трубные решетки, омывае­мые дымовыми газами с температурой до 800° С, изготовляют из серого чугуна марки СЧ 21-40, а иногда из листовой стали.

В зависимости от количества опирающихся труб трубные решетки радиантной секции делятся на двух-, трех-, четырех-, пяти- и шеститрубные. Решетки покрывают слоем термоизо­ляции.

Трубные подвески

Трубные подвески поддерживают радиантные трубы в про­лете между трубными решетками и предотвращают их прови­сание.

Трубные подвески устанавливают внутри топочной камеры, где температура дымовых газов достигают 1100° С.

Панели

Обмуровка выполнена в форме панели. Каждая панель состоит из короба лист пяти миллиметровой усиленной ребрами жесткости с бортами заполняего легким жаростойким бетоном приготовленного из сухой смеси на высоком глиноземистом цементе с вермикулитово – керамзитовым наполнителем.

Горелки

Короба герметично по периметру сварены между собой и с каркасом. В каждой печи установлены по 12 газомазутных горелок. На каждой основной горелке установленные сигнализаторы наличия пламени и постоянно действующая пилотная горелка.

На фронтовых стенах установлены по 12 гляделок по числу горел. С каждого торца каждой печи блока расположены двери-лазы и по одному взрывному клапану – взрывному окно.

Предохранительное окно топочной камеры – пред­назначено для ослабления действия силы взрыва, а также для инспекции топочной камеры. Рамы и дверцы изготовляют из се­рого чугуна СЧ 15-32, ось из стали марки Ст. 3.

Смотровое окно – служит для наблюдений за горел­ками в период эксплуатации печи и за состоянием труб ради­антной секции. Материал корпуса и крышки — серый чугун СЧ 15-32, рукоятки и оси–сталь марки Ст. 3.

Шибер

Шибер слу­жит для регулирования тя­ги. Материал для лопасти шибера — серый чугун СЧ 15-32.

Лестницы и площадки

Система лестниц и площадок обслуживания включает: три яруса замкнутых площадок вокруг блока печей, 5 ярусов торцевых площадок для обслуживания блоков камер конвекции и торцевых гляделок. Основные площадки соединены маршевыми лестницами.

Рис.6 – Система лестниц

Схемы трубчатых печей

Ниже приведены распространенные схемы отечественных трубчатых печей.

Печи типа СС

Печи типа СС – секционные с горизонтально расположенным змеевиком, отдельно стоящей конвекционной камерой, встроенным воздухоподогревателем и свободного вертикально-факельного сжигания топлива. Трубный змеевик каждой секции состоит из двух или трех транспортабельных пакетов заводского изготовления. Змеевик каждой секции самонесущий и устанавливается непосредственно на поду печи.

Печи типа ЦС – цилиндрические с пристенным расположением труб змеевика в одной камере радиации и свободного вертикально-факельного сжигания комбинированного топлива. Печи выполняются в двух вариантах: без камеры конвекции и с камерой конвекции (рис. XXI-12).

Цилиндрическая камера радиации установлена на столбчатом фундаменте для удобства обслуживания газовых горелок, размещенных в поду печи. Радиантный змеевик собран из вертикальных труб на приваренных калачах; в центре пода печи установлена газомазутная горелка. Змеевики упираются на под печи, вход и выход продукта осуществляется сверху.

Печь типа ЦД4

Печь типа ЦД4, продольный разрез которой показан на рис. XXI-13, является радиантно-конвекционной, у которой по оси камеры радиации имеется рассекатель-распределитель в виде пирамиды с вогнутыми гранями, представляющими собой настильные стены для факелов горелок, установленных в поду печи.

Рассекатель-распределитель разбивает камеру радиации на несколько независимых зон теплообмена (см. рис. XXI-13, их четыре) с целью возможной регулировки теплонапряженности по длине радиантного змеевика. Внутренняя полость каркаса рассекателя разбита на отдельные воздуховоды; в кладке грани рассекателя по высоте грани есть каналы прямоугольного сечения для подвода вторичного воздуха к настильному факелу каждой грани. Каждый воздуховод оснащен поворотным шибером, управляемым с площадки обслуживания.

В кладке граней рассекателя на двух ярусах по высоте граней расположены каналы прямоугольного сечения для подвода вторичного воздуха из воздуховодов к настильному факелу каждой грани. Изменяя подачу воздуха через каналы, можно регулировать степень выгорания топлива в настильном факеле, что позволяет выравнивать теплонапряженность по высоте труб в камере радиации.

Радиантный подвесной змеевик состоит из труб, расположенных у стен цилиндрической камеры. Настенные радиантные трубы размещены в один ряд и имеют одностороннее облучение, а радиальные с двусторонним облучением размещены в два ряда.

Печи типа КС

Печи типа КС – цилиндрические с кольцевой камерой конвекции, встроенным воздухоподогревателем, вертикальными трубными змеевиками в камерах радиации и конвекции и свободного вертикально-факельного сжигания топлива (рис. XXI-14). Комбинированные горелки расположены в поду печи. На стенах камеры радиации установлен одно- или двухрядный настенный трубный экран. Конвективный змеевик так же, как и воздухоподогреватель, набирают секциями и располагают в кольцевой камере конвекции, установленной соосно с цилиндрической радиантной камерой.

Печи типа КД4

Печи типа КД4 – цилиндрические четырехсекционные с кольцевой камерой конвекции, встроенным воздухоподогревателем, дифференциальным подводом воздуха по высоте факела, вертикальным расположением змеевика радиантных и конвекционных труб, настильным сжиганием
комбинированного топлива.
Печи выполняются в двух конструктивных исполнениях: с дымовой трубой, установленной на печи или стоящей отдельно.

Источник