Печи Технология KELLER ICS

Туннельные печи

Известные во всём мире туннельные печи KELLER ICS являются важнейшим звеном огромного числа заводов, выпускающих керамические изделия.

Инновационные концепции управления в сочетании с ультрасовременными горелочными устройствами и инновационной экологической технологией гарантируют оптимальный режим обжига продукции, высочайшее качество и при этом максимальную степень эффективности и надежности.

Экологические технологии будущего

Спектр услуг, оказываемых компанией KELLER ICS заказчикам в течение многих лет, включает в себя, кроме прочего, рассчитанные на заказчика предложения, учитывающие требования охраны окружающей среды и сбережения энергии.

Независимо от того, для нового завода или для модернизации существующего оборудования, - такие меры, как использование когенерационных установок с комбинированным использованием электроэнергии и отходящего тепла, использование тепла печи для сушилки, регенеративное термическое дожигание дымовых и полукоксовых газов – это лишь три примера из многих, которые показывают, что именно компания KELLER ICS понимает под технологиями будущего  для грубой керамической промышленности.

Печь «Энвиро» – новая концепция печи

Вопрос перехода на альтернативные источники энергии, обсуждаемый в Германии уже на протяжении многих лет, является задачей всего общества, находя поддержку как у большинства населения, так и в широких политических кругах. К 2050 году энергообеспечение в Германии должно быть в максимально возможной степени переведено на возобновляемые источники энергии. В связи с этим не менее важной является тема эффективного использования энергии, занимающая всё большее место в общественных дискуссиях.

Компания KELLER ICS  поставила перед собой задачу непрерывного увеличения энергетической эффективности кирпичных заводов и, тем самым, снижения обусловленных энергопотреблением выбросов CO2.  Бесспорно, что наиболее энергоёмкими процессами в ходе производства кирпича являются процессы сушки и обжига. С целью радикального снижения энергопотребления при обжиге компания KELLER ICS коренным образом пересмотрела принцип работы противоточной печи, разработав перспективную концепцию, благодаря которой, например, энергопотребление одной линии по производству черепицы может быть снижено прим. на 30%.

Процесс обжига

В обычной туннельной печи передача энергии происходит по принципу: текучая среда - твердые частицы. Это означает, что для передачи энергии используется воздух. Практически это значит, что горячий воздух, поступающий из зоны охлаждения печи, должен быть использован в другом месте; в то же время воздух, проходящий через зону обжига, выходит из печи в виде дымовых газов. Для того, чтобы в значительной степени снизить расходы энергии, необходимо  ограничить или полностью устранить передачу потоков энергии. Как это сделать?

Найти ответы на эти вопросы непросто, хотя совершенно новыми они не являются. Печь, работающая по принципу противотока, как правило, имеет целый ряд преимуществ. Передача энергии в такой печи происходит по принципу обмена энергии между твёрдыми телами (см. фото 1), а не по принципу обмена энергии между потоком жидкости или газа и поверхностью твёрдого тела, на котором основана работа обычных печей. В результате предотвращается прохождение продольного потока воздуха через зону обжига, резко сокращая потери дымовых газов. Кроме того, проблема отвода энергии из зоны охлаждения и взаимосвязи с сушилкой отпадает сама собой. Как правило, такие печи имеют два рельсовых пути, по которым навстречу друг другу перемещаются печные вагонетки шириной прим. 3-4 м. Передача энергии от одного пути к другому происходит путём свободной конвекции (см. фото 2). Потенциал усовершенствования этих печей заключается в выравнивании и увеличении интенсивности конвекции за счёт принудительной вентиляции.  Теплообмен за счёт излучения энергии невозможен по причине наличия перегородки между рельсовыми путями.

Компания KELLER ICS подробно изучила опубликованные результаты теоретических исследований, проводившиеся в университетах и научно-исследовательских институтах, а также основные параметры противоточных печей и посредством модернизации и модификации разработала новую печь, работающую по принципу встречного движения, - печь «Энвиро». В результате устранения недостатков, имеющих место у обычных противоточных печей и использования давно известных преимуществ таких печей была создана абсолютно новая концепция процесса обжига с высоким энергосберегающим потенциалом. 

Печь «Энвиро»

Как устроена печь «Энвиро» и каков принцип её работы?

Основная задача такой печи заключается в обеспечении передачи энергии Solid-Solid.  Поэтому очевидно, что перемещающиеся параллельно потоки продукции геометрически ограничены, конвекция является принудительной, а передача излучаемой тепловой энергии используется в максимальном объёме. С целью достижения этих требований проектировщики фирмы KELLER ICS  мысленно поделили печные вагонетки на секторы, расположив их друг за другом в одном ряду. В результате образовалось большое количество печных вагонеток, на которых параллельно располагаются нагреваемые и охлаждаемые продукты, перемещаемые в противоположном друг другу направлении, что создаёт начальные оптимальные условия для передачи тепла. По длине печи на участке конвекции распложены циркуляционные вентиляторы, обеспечивающие поперечную циркуляцию воздуха. При достижении температуры ок. 700°C эти вентиляторы больше не требуются, достигнутое количество излучаемого тепла обеспечивает теплообмен. В зоне обжига, как и у конвенциональных печей, осуществляется окончательный обжиг-

Испытательная установка

Размышлениям об усовершенствовании противоточной печи предшествовали детальные теоретические исследования, в том числе и с применением программного обеспечения «Fluent», совместно с институтом г. Оснабрюк.  Для подтверждения научных выводов и получения обоснованных параметров компания KELLER ICS  создала печь для испытаний с габаритами 5х16х5 м и зарегистрировала подробные данные измерений.

Кроме того, немецкий федеральный фонд окружающей среды, активно принимающий участие в экологических проектах, признал потенциал новой печи «Энвиро», оказав финансовую поддержку при строительстве испытательной установки.

Технология потока

Термодинамика

Принцип передачи тепла осуществляется по принципу обмена энергией между твёрдыми телами. Каждый раз после толкания печной вагонетки можно метрологически зарегистрировать «нагрев» одного сектора садки и «охлаждение» другого, подтверждающие передачу тепла (см. фото.7). Поскольку суть печи «Энвиро» принципиально заключается в индивидуальном снабжении энергией каждого «камня», результатом является оптимальное распределение температуры в садке, что позволяет в критических точках  увеличить пределы перепадов при нагреве и охлаждении по сравнению с конвенциональными печами. Кроме того, в печи «Энвиро», разработанной KELLER ICS  можно производить обжиг строительных кирпичей, фасадной клинкерной плитки, лицевого кирпича, а также некерамической продукции.

Экономия энергии – снижение эксплуатационных расходов

Потенциал энергосбережения, которым обладает новая печь «Энвиро», можно наглядно представить с помощью диаграммы энергетического баланса. Пример современного завода по выпуску кровельной черепицы с использованием H-кассет показывает, что общая потребность энергии для процессов сушки и обжига сокращается с 631 на 398 ккал./кг.

Благодаря новой печи «Энвиро» удалась устранить взаимозависимость, т.е. «разделение» сушилки и печи. В результате для теплоснабжения сушилки возникают совершенно новые возможности, такие, как сушка с минимальным потреблением энергии, когенерация или нагрев с использованием альтернативных видов топлива, что позволяет осуществлять энергоснабжение сушилки индивидуально по потребностям заказчика. Таким образом, на большинстве заводов отпадает проблема с переизбытком печного воздуха в сушилке и «выдуванием» ценной энергии.

В результате обеспечивается  защита окружающей среды, сохранение природных ресурсов и снижение эксплуатационных расходов - стоящее вложение средств!