Расчет теплотехнического оборудования. Камера ямного типа

     3 — швеллер водяного затвора;

     4 — опорное ребро водяного затвора  (гидрозатвора);

     5 — уплотняющее ребро;

     6 — крышка камеры;

     7 — деревянные прокладки;

     8 — асбестоцементный лист;

     9 — фольгоизол;

     10 — экраны из стеклопластика;

     11 — цементная стяжка

     

     Рис. 6.5 Схема конструкции перегородочной стенки ямной камеры [2]

     1 — цементная стяжка;

     2 — прокладки;

     3 — фольгоизол;

     4 — экраны;

     5 — металлический каркас 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Основным  источником потерь теплоты в ямных  камерах были массивные стены из тяжелого бетона. Значительное количество теплоты они отдавали в окружающую среду; много теплоты расходовалось на их разогрев; кроме того, теплота терялась при охлаждении и разгрузке камер. Поэтому для стен ямной камеры предложены легкие теплоизолирующие конструкции (рис. 6.4). Наружная стена камеры состоит из железо-бетонного каркаса 1, на котором монтируются экраны 10 с воздушными прослойками. Шаг прослоек регулируется деревянными прокладками. Вся конструкция экранов с обеих сторон гидроизолируется фольгоизолом по которому прокладывается асбестоцементный лист 8. Претерпел изменения и гидрозатвор, для уплотнения которого кроме опорного ребра 4 введено дополнительное уплотняющее ребро 5.[3]

     На  рис. 6.5 показана схема конструкции  перегородочной стенки, применяемая при блокировке камер. Стенка имеет металлический каркас 5 с обязательным антикоррозионным покрытием. Внутри каркаса устроена изоляция, состоящая из трех стеклопластиковых экранов. Экраны изолируются от среды с двух сторон фольгоизолом 3.[3]

     Кроме того, разработаны разделительные стенки с бетонным каркасом и экранной изоляцией. Для внутренних и наружных стен с экранной изоляцией разработаны конструкции с металлической изоляцией. Рассмотренные стеновые конструкции обладают малой массой, хорошей теплоизоляционной способностью и почти не аккумулируют теплоту.

     

     Рис. 6.6. Схема конструкции плоской  крышки ямной камеры [3]

     1 — металлический каркас;

     2 — минераловатиая плита;

     3 — нижняя и верхняя стальные  обшивки;

     4 — стальные экраны; 5 -г- опорное ребро;

     6 — швеллер гидравлического затвора

     Претерпели  изменение и конструкции крышек ямных камер. Значительно увеличилась толщина теплоизоляционного слоя. Плоские крышки (рис. 6.6) снабжаются стальным экраном для стока конденсата в гидравлический затвор и для предохранения поверхности изде¬лия от попадания конденсата. Глубина швеллера 6, используемого в качестве гидравлического затвора, не менее 100 мм (а в большинстве случаев доводится до 150 мм)

     Все рассмотренные конструктивные изменения  в значительной мере увеличивают количество полезно используемой теплоты на тепловлажностную обработку изделий. Однако основной недостаток, заложенный в конструкции ямной камеры, продолжает оставаться. При загрузке изделий в камеры краном они ударяются о борта камеры, о гидравлический затвор, постепенно нарушая герметизацию. Пар начинает выбивать через неплотности, и его расход через определенное время начинает возрастать.

2. Организация подачи пара.[2]

     Одним из условий рационального расходования пара на тепловлажностную обработку изделий в ямных камерах, а также на создание равномерного нагревания этих изделий является организация подачи пара. Как правило, в качестве паропровода используют кольцевую перфорированную (с отверстиями через 100—150 мм) трубу, проложенную по основанию периметра камеры. В этом случае по высоте камеры наблюдается неравномерное температурное поле, которое приводит к неодинаковому нагреванию изделия, а значит и к разной прочности. В одном месте изделие получило 80% прочности марочной, в другом 60%, в третьем 40%. Все это заставляет удлинять сроки тепловой обработки и увеличивать удельные расходы пара. Поэтому организации подачи пара в ямные камеры уделяется большое внимание.

     Существуют  различные схемы снабжения паром  ямных камер. На рис. 6.7 показана схема  паропровода с вертикальными стояками. Пар от магистрали через подводящий паропровод 1 подается в камеру. Регулировка подачи пара осуществляется вентилем 3. Пар поступает в горизонтальный разводящий паропровод 5расположенный по нижнему периметру камеры, откуда попадает в стояки 6, где через перфорации (отверстия) под небольшим избыточным давлением поступает в камеру. Такая подача пара создает циркуляцию, позволяющую уменьшить неравномерность прогрева изделий.

     

     Рис. 6.7. Схема паропровода с вертикальными  стояками

     1 — паропровод;

     2, 4 — вентили;

     3 — регулирующий вентиль;

     5 — горизон¬тальная разводка;

     6 — перфорированные стояки 

     Более рациональная система снабжения  паром ямных камер заключается в интенсификации циркуляции пара (рис. 6.8), для чего предусмотрена основная ветвь подачи пара из магистрали, снабженная регулятором 3; обводная ветвь включается в случае отказа регулятора 3. Обе магистрали снабжены запорными вентилями 2, для включения их в работу раздельно.

     

     Рис. 6.8. Схема парораспределения в  камере

     а — камера в разрезе;

     б — парораспределение;

     1 — подача пара;

     2 — вентили;

     3 — регулятор;

     4 — подводящий паропровод;

     5,6 — нижний и верхний паропроводы  с соплами;

     7 — сопла;

     8 — съемная дроссельная шайба 

     По  магистрали пар разводится в нижний и верхний паропроводы — коллекторы, расположенные по противо-положным стенам камеры и снабженные соплами 7. В нижнем коллекторе, находящемся на уровне 0,2—0,3 h (высоты камеры) сопла направлены вверх и создают циркуляцию по ходу выброса пара. Верхний коллектор расположен'на высоте 0,7—0,8 h. В нем сопла направлены вниз. Такое расположение сопел создает доста¬точную циркуляцию для равномерного нагревания изделий. Паропровод 4 снабжен съемной дроссельной шайбой для стока конденсата, образующегося при транспортировке пара.

     

     Рис. 6.9. Схема парораспределения с  внешним эжектором

     а — схема паропроводов; б —схема эжектора 

     Схема рационального парораспределения  с внешним эжектором (рис. 6.9). Принцип  ее работы заключается в следующем. Пар из паровой магистрали 5 подается через регулирующий клапан 6 в эжектор 7, а затем в верхние раздаточные коллекторы 1 с соплами 2, направленными вниз. В нижней части камеры создается эжектором отрицательное давление, которое заставляет паровоздушную смесь засасываться в перфорированные трубопроводы 3. Тем самым в камере создается необходимая циркуляция паровоздушной смеси.

     Отобранная  паровоздушная смесь поступает  в перфорированные трубопроводы 3 внизу камеры через трубопровод 4, а затем в эжектор 7 и за счет давления, созданного паром, выбрасываемым через сопло 9, эжектируется в смесительную камеру эжектора 8. В смесительной камере свежий пар смешивается с паровоздушной смесью и поступает в коллекторы 1 для подачи в камеру через сопла 2.

     Рассмотренная схема, как и предыдущие, позволяет  создать необходимую циркуляцию в камере и повысить равномерность обработки бетона. 

     

     Рис. 6.10. Схема пропарочной камеры, работающей в среде чистого пара (вентиляционное устройство и траверсы не показаны)

     Для тепловлажностной обработки шлакобетонных  изделий необходима температура порядка 373 К. В ямных камерах она может быть достигнута при следующем принципе организации снабжения пара (рис. 6.10). Камера оборудуется нижней 1 и верхней 2 раздачей пара, кроме этого, устраивается труба 3 с запорным вентилем 4, снабженная змеевиком с проточной холодной водой. В камеру подается пар П, а из нее удаляется конденсат К. После загрузки камеры включается нижняя перфорированная труба 1, закрывается вентиль подачи пара в верхнюю трубу и вентиль 4 на трубе 3. Камера и изделия одновременно нагреваются до темпе¬ратуры порядка 355—360 К.

     Общее давление в камере атмосферное (≈0,1 МПа); оно складывается из парциального давления пара и парциального давления воздуха. При достижении температуры 355—360 К отключают нижнюю подачу пара и включают верхнюю. Пар начинает поступать в верхнюю часть камеры.

     Открывают вентиль, и паровоздушная смесь  начинает через трубу 3 вытесняться  из камеры. Воздух выходит в цех, а пар вследствие охлаждения трубы 3 холодной водой конденсируется и  стекает по желобу. Как только вся паровоздушная смесь будет вытеснена из камеры, термометр у устья трубы 3 покажет 373 К. Тогда вентиль 4 закрывают. Следовательно, весь воздух из камеры вытеснен; в ней находится чистый пар (0,1 МПа). Дальнейший процесс аналогичен процессу обработки изделий в ямной камере.

     Пропарочные ямные камеры работают по циклу 12—15 ч. Цикл включает время на загрузку, разогрев изделий, изотермическую выдержку при максимальной температуре, охлаждение и выгрузку изделий. Удельный расход пара в ямных камерах колеблется в зависимости от их состояния. Средний удельный расход пара составляет 250—300 кг/м³ бетона. В хорошо оборудованных и правильно эксплуатируемых камерах удельный расход пара может быть снижен до 130—150 кг/м³ бетона. 

Сравнительная характеристика тепловых установок  

Сравнительная характеристика тепловых установок  приведена в таблице 1. 

 

  

  Таблица 1