Тяга в гофманской печи

24.05.2018
Подача холодного воздуха в печь, подогрев его, протягивание воздуха и дымовых газов через рабочую часть печи — все это совершается при помощи тяги.

Тяга в печи создается разностью давления между наружным воздухом и дымовым боровом, в котором постоянно поддерживается разрежение, т. е. давление меньшее, чем давление наружного воздуха. Разрежение в дымовом борове получают вентилятором или дымовой трубой, соединяя их с дымовым боровом.

Каждая камера соединена с дымовым боровом при помощи дымовых очелков и боровков, закрываемых конусами. С другой стороны, каждая камера соединена с жаровым каналом трубочками или боровками, прикрываемыми клапанами. Поднимая дымовой конус камеры, мы создаем в ней разрежение, близкое к разрежению дымового борова. Если с другой стороны камеры в это же время откроем жаровой клапан, то начнется движение наружного воздуха через жаровой канал и камеру в дымовой канал. Происходит это вследствие разности давления в дымовом борове и даровом канале, т. е. в жаровом канале создается некоторое разрежение меньшее, чем в дымовом борове. Соединяя жаровой канал с наружным воздухом (через камеры выгрузки) путем открывания жарового клапана, получим тягу из камеры в жаровой канал. Такое движение воздуха объясняется тем, что в жаровом канале давление меньше, чем наружного воздуха.

На этом принципе производится отбор тепла от остывающего кирпича из камер, у которых открыты жаровые клапаны (зона остывания).

Движение газов через камеры обжига (взвара) совершается благодаря тому, что в камерах на подогреве — на «дыму» открыты дымовые конуса. Наружный воздух, необходимый для горения топлива, проходя через камеры остывания и закала, нагреваясь от остывающего кирпича, двигается через камеры обжига и уносится в виде дымовых газов через дымовые конуса и дымовой боров наружу.

Камеры, находящиеся на досушивании, отделены между собой бумажными шиберами и работают каждая самостоятельно. При открывании в них дымовых конусов и жаровых клапанов создается тяга горячего воздуха через камеру из жарового канала в дымовой боров. Горячий воздух жарового канала, проходя через садку сырца, подогревает его, испаряет остатки влаги и уносится через дымовой боров вместе с дымовыми газами наружу.

Обычно разрежение в гофманских печах поддерживается следующее:

1) в дымовом борове у устья трубы или вытяжного вентилятора — 18—20 мм вод. столба;

2) в жаровом канале — 6—8 мм вод. столба;

3) в камерах на дыму, 6 ряд впереди огня — 8—10 мм вод. столба;

4) в камере на досушивании — разрежение среднее между разрежением в жаровом канале и дымовом борове, т. е. около 8—12 мм вод. столба.

Для ускорения хода огня в гофманской печи разрежение на 6-м ряде впереди огня поддерживают около 10 мм вод. столба, соответственно увеличивая разрежение у вентилятора или устья дымовой трубы. Разрежение, создаваемое трубой, тем выше-чем больше разница в весе столба горячего воздуха трубы и наружного. Разница же в весе увеличивается с высотой трубы и с повышением температуры дымовых газов. Чем выше труба и чем выше-температура дымовых газов, тем большее разрежение будет создавать труба: тем быстрее будет двигаться воздух через печь, т. е. тяга в ней будет сильнее.

Понятно, что мощный вентилятор, отсасывающий большое количество воздуха из борова и образующий в нем значительное разрежение, обеспечит большую скорость движения воздуха через печь, т. е. создает в ней сильную тягу.

Постройка дымовой трубы требует больших капитальных затрат. Летом труба работает хуже, так как наружный воздух теплее, легче, разница в весе газов меньше. Создавать большие разрежения и большие скорости движения воздуха через печь дымовой трубой трудно. Поэтому теперь на кирпично-черепичных заводах, где это возможно, устанавливают вентиляторы-дымососы. Они не требуют больших капитальных затрат, как труба, но для них необходим двигатель и дополнительные расходы на электроэнергию или топливо.

Разрежение в отдельных частях печи, а также скорость движения воздуха и дымовых газов зависят от сопротивлений, встречающихся на пути их движения. Такие сопротивления движению создаются: сырцом садки, стенками печи или борова, поворотами на пути (например, при переходе из продольного подового канала в поперечный), переходами из большего сечения в меньшее или наоборот (из печи в боровок, из боровка в фуксу или из фуксы в дымовой боров). На эти сопротивления расходуется тяга. Чем они больше, тем меньшим будет разрежение в печи и скорость движения газов через печь.

Разрежение в различных частях печи должно быть предметом постоянного наблюдения производственника. Особенно необходимо создавать хорошие условия для поддержания необходимого разрежения дымовой трубой.

Поскольку разрежение зависит от трения газов о сырец и стенки печи, то уменьшение длины пути движения газов через печь увеличит и скорость движения воздуха. Тот же эффект и по той же причине показывает и более редкая садка сырца, так как трение при этом уменьшается. По вертикальному сечению печи скорость движения газов часто неодинакова (например, вверху под сводом она меньше, чем у пода, когда огонь идет низом). Подравнивают ее меняя плотность садки по высоте печи. Уплотнение садки у пода печи и более редкая установка сырца вверху ее выравнивают скорость движения газов в этих местах. Так подравниваются температуры по высоте печи. Вынужденные повороты при движении газов тормозят движение, уменьшая их скорость. Прямая садка вдоль печи, без перекоса по отношению к направлению канала, уменьшает сопротивление. По этой причине так называемая прямая садка, будучи более плотной чем немецкая или украинская, все же показывает наименьшее сопротивление проходу газов.

Засорение боровков и боровов, уменьшая их сечение, увеличивает сопротивление, уменьшает скорость движения воздуха и дымовых газов в рабочем канале печи. Отсюда понятно, как важно содержать боровки, фуксы и боров в порядке и чистоте.

При постоянном разрежении в борове тягу необходимой силы в печи получаем открыванием 2—3 конусов впереди огня. Поднятый конус не должен приближаться больше, чем на одну камеру, к зоне горения; второй, находящийся дальше от огня, всегда поднимается больше, чем первый, ближайший к огню; третий конус, самый отдаленный, открывается совсем, либо величина его подъема равна или больше подъема второго конуса. Обжиг ведется не менее, чем двумя конусами. Работа лишь одним открытым конусом создает большое сопротивление движению дымовых газов.

Конуса (фуксы) должны быть подняты так, чтобы передние ряды зоны обжига были на разрежении — «показывали тягу». В рядах трубочек на тяге, при открывании их крышек, воздух засасывается внутрь печи. Последние несколько рядов зоны обжига должны, наоборот, при открывании крышки выбивать дымовые газы, т. е. показывать положительное давление.

Проф. Грум-Гржимайло уже давно обратил внимание на принципиально неправильную работу гофманских печей. В зоне охлаждения холодный, нагревающийся воздух не заполняет всей камеры, а протекает в ней низом, — стелется подом печи. Явление это хорошо известно и практикам. Процесс охлаждения обожженного кирпича и нагревания воздуха проходит несовершенно.

На одном из киевских заводов, при обжиге малокалорийным топливом, в зоне охлаждения производились пробы засыпки золы, слоем около 0,5 м, через трубочку в местах установки шибера и в подовые каналы печи. Засыпка делается с расчетом создать барьер холодному воздуху, что стелется низом печи, подовыми каналами садки. Заграждение золой заставляет его в зоне охлаждения подыматься кверху, итти через более плотную садку и интенсивнее нагреваться. Мероприятие это применимо лишь в тех случаях когда имеется достаточное разрежение в дымовом борове.