THE BRONX GROUP

Технологические решения для индустрии проката с покрытиями

Home » Information » Технологии » Термические системы на непрерывных линиях окрашивания рулонного металла

Термические системы на непрерывных линиях окрашивания рулонного металла

Автор: Крис Болдвин — инженер-термист компании Bronx International

Современные линии окрашивания рулонного металла спроектированы так, чтобы соответствовать требованиям максимально возможной производительности, наилучшего качества покрытия при минимальной стоимости производства и капитальных вложений.

При планировании проекта по установке и запуску непрерывной линии окрашивания необходимо обратить особое внимание на термическое оборудование, которое должно обязательно соответствовать сегодняшним и завтрашним требованиям к выпускаемой продукции и природозащитным нормам. Существует несколько путей определения, какая именно термическая система должна быть использована в том или ином проекте.
Типичная непрерывная линия окрашивания состоит из следующих узлов, которые включают в себя термическое оборудование:

  • Камера нанесения покрытия
  • Печь сушки покрытия
  • Дожигатель паров растворителя
  • Теплообменник
  • Соединительные воздуховоды
  • Главная труба воздуховода

 

Главное условие, которое необходимо учесть — природоохранные нормы по содержанию летучих органических соединений (ЛОС) и методы их контроля.
Есть несколько типов систем, которые отводят ЛОС из печи сушки, но самая распространенная и проверенная система основана на принципе термического дожигания.
Чтобы успешно разрушить ЛОС, воздух, насыщенный парами растворителя, нагревают до минимальной температуры 760 °С в течении 0,5с (минимально). Однако в странах в более строгими требованиями по контролю выбросов, дожигатели проектируют таким образом, что время дожигания составляет до 1,5с.

Самые распространенные типы дожигателей, которые используются на линиях окрашивания, являются рекуперативный и регенеративный типы.

Рекуперативный термический дожигатель

использует принцип утилизации горячего воздуха посредством теплообменника (обычно это основной теплообменник), чтобы предварительно нагревать пары, находящиеся в печи сушки, до того, как они попадают в камеру сжигания.
Температура предварительного нагрева обычно составляет от 300 до 500 °C.
Более высокая температура преднагрева увеличивает стоимость первоначального нагрева, но в то же время сокращает расход энергии в процессе производства.

После предварительного нагрева в основном теплообменнике пары растворителя поступают в камеру дожигания и находятся там при температуре 750 °C необходимое количество времени.

Регенеративный термический дожигатель

работает на основе принципа нагрева потока паров с помощью горячей огнеупорной кирпичной кладки, таким образом достигается температура дожигания 760 °C.
На стандартной линии окрашивания пары воздуха насыщены парами растворителя в концентрации, которой достаточно для поддержания горения без дополнительного источника нагрева (это относится к автоматическим термическим системам).
После прохождения процесса дожигания пары проходят через второе отделение регенеративного дожигателя (аналогичное по устройству с первым) с огнеупорной кирпичной кладкой, в это время происходит нагрев кладки с помощью горячего воздуха.
После приблизительно 90с кирпичная кладка в первом отделении начинает остывать, а во втором — нагреваться, поэтому направление потока продуктов сгорания изменяется на противоположный и используется для нагрева кирпичной кладки в первом отделении. Этот цикл продолжается непрерывно в процессе работы линии окрашивания.
По причине особо жестких требований к выбросам в некоторых странах, включая страны Европы и Австралию, регенеративный дожигатель состоит из трех отделений, чтобы избежать «пика» содержания ЛОС во время изменения направления движения потока воздуха.
В США метод определения концентрации ЛОС в выбросах иной, и хотя требования к максимально допустимым концентрациям такие же, как и в Европе, «пик» концентрации не регистрируется, поэтому там используются дожигатели с двумя отделениями.
Обычно, когда есть требование в установке регенеративного дожигателя, капитальные вложения в это оборудование составляют приблизительно в два раза больше, чем вложения в рекуперативный дожигатель.
Однако термический коэффициент полезного действия регенеративного дожигателя приблизительно 95%, а рекуперативного — около 50% (без дополнительных систем теплообмена), поэтому общие затраты при использовании рекуперативного дожигателя на 30% меньше. Исходя из этого, высокие капитальные затраты на оборудование компенсируются со временем низкими затратами на производство.
Распространённое заблуждение, что рекуперативные дожигатели гораздо больше в размерах, чем регенеративные — первые выше, но объем места, который занимают обе системы, приблизительно одинаков.
В таблице обозначены сравнительные размеры рекуперативного дожигателя, регенеративного дожигателя с двумя и тремя отделениями.

Исходя из термического КПД и относительно короткого срока окупаемости затрат на приобретение регенеративных систем дожигания, они обычно более популярны.

Однако, существуют отлично зарекомендовавшие себя рекуперативные системы дожигания, которые позволяют снизить использование всех газовых горелок,кроме основной, до минимума.
Эти системы используют горячий воздух с парами для непрямого нагрева чистого воздуха до 650 °С. Предварительно нагретый воздух используется для обеспечения нагрева печи и с помощью дополнительных теплообменников для нагрева баков с растворами в секциях очистки и химобработки.
Как следствие печи, секции очистки и химобработки не требуют установки газовых горелок, так как тепла из дожигателя достаточно для производства на линии. Это тепло обеспечивается возгоранием паров растворителя, который содержится в ЛКМ. Это система высокоэффективна (при минимальных периодах простоя оборудования), но обычно устанавливается на высокоскоростных линиях.
Определившись с методом термического дожигателя, можно приступать к принятию решения относительно типа печей сушки покрытия, которое наносится на рулонный металл.

Дисклеймер: данная статья носит информативный характер, за получением технических деталей обращайтесь к нашим технологам.

Загрузить статью: Термические системы на линиях окрашивания — дожигатели

Свяжитесь с Bronx International