UVOD

Tunelske peći su potisle kružne odnosno prstenaste i komorne peći , koje ne rade kontinualno . Tunelske peći različitih konstrukcija primenjuju se u silikatnoj industriji za pečenje magnetnih , šamotnih i drugih vatrostalnih opeka , keramike , sanitarne keramike , keramičkih pločica , kanalizacionih cevi , livenih proizvoda , porcelanskih proizvoda...

- 1 -

OPIS TUNELSKE PEĆI

Tunelska peć je uređaj sa kontinualnim radom u kojoj se unutar proizvodi kreću kroz kanal u suprotnom smeru od kretanja gasova . Proizvodi su naslagani na vagonete koji i određenim vremenskim intervalima ulaze u peć i istovremeno napuštaju peć , pošto su unutar peći poređani vagoneti celom dužinom peći .Na ovaj način su obezbeđeni kontinualan rad peći , postepeno zagrevanje , pečenje i hlađenje materijala , koji je naslagan na vagonetima .

Tunelske peći imaju tri tehnološke zone :- zonu predgrevanja- zonu pečenja - zonu hlađenja

a) b) c)

Šema izgleda peči sa pozicijama vagona u unutrašnjosti:a) zona predgrevanjab) zona pečenjac) zona hladjenja

- 2 –Na slici 1.1. nalazi se

a) kretanje gasova kroz novije tunelske pećib) starije konstrukcije

U savremenim tunelskim pećima ( slika 1.1. pod a) ) je moguća široka regulacija krive pečenja i pomeranje pojedinih zona po dužini peći , što se određuje režimom zagrevanja , pečenja i hlađenja proizvoda .

Starije tunelske peći ( slika 1.1. pod b) ) su imale jednostavnu šemu rada , koja nije pogodna iz više razloga .

- 3 -Količina vazduha za sagorevanje je uvek jednaka količini vazduha

za hlađenje . U peći se uslovljava neregulisana kriva pečenja , vrši se raslojavanje gasova unutar peći i dolazi da neravnomernog pečenja po visini peći.

Konstruktivne karakteristike tunelskih peći omogućuju širok raspon regulacija :

- količine goriva- količine temperature vazduha za hlađenje i sagorevanje

proizvoda- količine temperature produkata sagorevanja

ovo postižemo nezavisnim radom ventilatora za vazduh .

Sistemom recirkulacionih kanala može se uzimati vazduh iz pojedinih mesta zone hlađenja i ubacivati u druge delove iste zone ili na druga mesta .

- 4 -

VAGONETI U TUNELSKIM PEĆIMA

Vagoneti , koji se koriste u tunelskim pećima su dvoosovinski sa postoljem od čelika . Pakovanje na vagonetima ( slika 1.2. ) mora da bude izvedeno tako da bude stabilno , jer ne sme da dođe do rušenja prilikom pomeranja vagoneta , potrebno je ostvariti što ravnomernije strujanje gasova sa malim otporom i intenzivnu razmenu toplote , da slaganje bude dovoljno gusto , radi što potpunijeg iskorišćenja kapaciteta peći . Vagoneti tunelske peći su dinamički opterećeni deo agregata za pečenje i predstavljaju najkritičniju tačku u termotehničkom pogledu . Zbog toga su materijali , koji se koriste za izradu ovih vagoneta veoma skupi a i za održavanje je veliki utrošak . Potrebno je posebnu pažnju posvetiti pronalaženju optimalnog kompromisa između termotehničkih zahteva i radnih naprezanja .

Pri konstrukciji ozida vagoneta potrebno je obratiti pažnju na termotehnički zahtev za izradu vagoneta .Ozid vagoneta mora biti dobar termoizolator , zbog uštede energenata i ispravnosti krive pečenja . Ako izolacija nije potpuna ili ako vagoneti ne prianjaju jedan za drugog , gubi se integritet atmosfere unutar tunelske peći . Gorionici su uglavnom postavljeni na svod peći pa se može desiti da je temperatura neujednačena kroz presek peći . Ako se vagoneti međusobno ne zaptivaju dobro , dolazi do povlačenja parazitskog vazduha iz podruma peći čije prisustvo može ozbiljno da naruši njen kvalitet rada . Stoga , ozid vagoneta treba da bude što bolji termoizolator a oblik ozida treba da je takav , da se prianjanjem jednog vagoneta na drugi obezbedi dobro zaptivanje .

- 5 -

- 6 -

Osim termotehničkom zahtevu za što boljom izolacijom postoje i drugi pogonski zahtevi a to su :

- ozid vagoneta treba da izdrži velike težine - postolje vagoneta je napravljeno od čelika čija temperatura ne

sme preći preko 1000 C- ivica vagoneta mora biti čvrsta i stabilna da prilikom udara ,

sudara , pritiska ne dođe do smicanja ili do razbijanja

Prvi i treći pogonski zahtev uslovljava korišćenje teških i lošijih izolacionih materijala , zbog dobre stabilnosti i mehaničke čvrstoće.

Ramont ozida peći

- 7 -

STANDARDNI VAGONETI

Standardni vagoneti ( slika 1.3. pod a) ) su konstruisani kompozitnim ozidom , koji je sačinjen od sloja lakog vatrostalnog betona i od sloja keramizita . Ovi vagoneti su teški , čvrsti ali nemaju zadovoljavajuće termotehničke karakteristike . Danas se ova vrsta vagoneta primenjuje pri proizvodnji , međutim već je teoretski razrađen laki vagonet ( slika 1.3. pod b) ) , koji ima drastično poboljšane termotehničke karakteristike .

Laki vagonet je konstruisan od lakog vatrostalnog betona i izolacionih elemenata , kao što su keramičke i mineralne vlakni . Ovaj vagonet je teorijski optimizovan za najmanju toplotnu provodljivost , koja zadovoljava uslove radnih naprezanja .

- 8 -

- 9 –

OPIS TEHNOLOŠKOG PROCESA UTUNELSKOJ PEĆI

Proces pečenja u tunelskoj peći se odigrava u tri zone :

- zona predgrevanja ( na temperaturi od 20 – 700 C )

- zona zagrevanja ( na temperaturi od 700 C u zoni predgrevanja do maksimalne temperature pečenja )

- zona hlađenja ( na temperaturi od 700 – 500 C )

Tokom rada , uređaji kojima je opsposobljena peć obavljaju sledeće funkcije :

- ventilator dimnih gasova sa cevovodima za odsisavanje – odsisavanje dimnih gasova

- gorionička postrojenja sa instalacijama – loženje tunelske peći

- ventilator u zoni hlađenja – odsisavanje iz zone hlađenja za potrebe peći

- ventilator za cirkulaciju sa cevovodom za odsisavanje

- uređaj za odsisavanje iz cevovoda otpadne toplote – hlađenje zidova i tavanice za potrebe peći

- merni instrumenti i regulatori sa komandnim ormanom – merenje i regulacija

Rad uređaja se može razmatrati prema zonama u kojima oni obavljaju svoju funkciju .

- 10 -

ZONA PREDGREVANJA

Radom ventilatora za odvođenje gasova vazduh se provodi kroz tunelsku peć . Dok vazduh prolazi kroz zonu hlađenja proizvod se hladi predajući toplotu vazduhu a zatim se on uvodi u zonu predgrevanja u vidu dimnih gasova , gde se akumulirana toplota iz vazduha predaje obracima , koji ulaze u peć po predviđenom režimu . Peć sadrži po osam zasuna sa svake bočne strane . Da bi funkcionisanje peći i vođenje plamena bilo ostvareno , ovi zasuni treba da su poređani prema pogonskoj krivi pečenja s obzirom na to da je temperatura dimnih gasova u odsisnim otvorima .

Odsisi ventilatora dimnih gasova iz peći

- 11 -

U zavisnosti od kapaciteta vagoneta ili od broja vagoneta , koji

se potiskuju varira i vreme prolaska vagoneta kroz peć .Pod uslovom da su kapacitet ili broj vagoneta povećani , kraće je vreme prolaska kroz peć ali tada količina gasova koja se transportuje kroz peć mora biti veća . U slučaju da se transportovana količina gasova ne poveća zajedno sa stepenom brzine transporta materijala , elementi dolaze nedovoljno zagrejani i gorivo prve ložišne grupe sagoreva veoma loše .

Količina dimnih gasova , koja napušta peć zavisi od :

- kapaciteta peći

- porasta temperature pred zonom sagorevanja goriva

- brzine hlađenja materijala

- atmosfere u peći pred zonom sagorevanja goriva

Regulacija vuče dimnih gasova ostvaruje se pomoću leptirastih zasuna u sabirnom cevovodu sa leve i sa desne strane i ispred ventilatora dimnih gasova . Da bi postigli ujednačenu temperaturu po širini vatrenog kanala , na odsisnim sabirnim cevovodima postavljeni su bi – metalni termoparovi , te se zasuni postavljaju tako da temperature na termoparovima budu jednake .

-- 12 -

ZONA PEČENJA

Gorioničke baterije su smeštene na tavanici peći . Dodatni vazduh potreban za sagorevanje se transportuje ventilatorima do gorionika . Ventilator odsisava topao vazduh pomoću haube iz peći , kroz ložišne otvore i u njoj se reguliše njegova temperatura mešanjem sa okolnim vazduhom da bi se dobilo 70 – 100 C .

Otvor na tavanici za gorionik

Vazduh se potiskuje preko centralnog baterijskog cevovoda do

gorionika . Gorionik i cevi za dovod vazduha moraju biti čiste . Ako su ovi vodovi zagušeni ili prljavi može doći do nepotpunog sagorevanja i temperatura potrebna za ostvarenje procesa se na može postići . Gorionici u bateriji moraju goreti istom jačinom da bi se po širini i visini mogle ostvariti iste temperature .

- 13 –

a) b)

a) Šema

gorionika: 1- ulaz dodatog vazduha za sagorevanje koji se ubacuje posebnim sistemom; 2- ulaz energenata

b) Položaj gorionika na tavanici i vagona u vatrenom kanalu

Podešavanje gorionika je potrebno i zbog održavanja i podešavanja stalne atmosfere po poprečnom preseku vatrenog kanala . Regulaciju protoka goriva treba početi od zone hlađenja , s obzirom na tok dimnih gasova . Zbog toga se temperatura meri jedan red ispred gorionika a rad gorionika mora biti tako podešen da se predviđena temperatura postigne neposredno pre potiskivanja sledećeg vagona . Da bi gorionici ispravno radili potrebno je da je čađavost izmerena u dimnjaku u granicama 1-2 stepena po Bacharachu . Ako su vrednosti povišene treba proveriti i po potrebi doštelovati sadržaj kiseonika u zoni sagorevanja gasova , ujednačenost ili količinu prisustva vazduha u zoni sagorevanja .

Radom jedne ložišne grupe upravlja regulator temperature , preko termoelementa smeštenog u ližišnom otvoru u kanalu peći . Dvopoložajni regulator prima informaciju od termoelementa i preko elektromagnetnih ventila reguliše protok goriva . Kada je postignuta zadovoljavajuća temperatura peći , zatvara se ventil za puno opterećenje i otvara se ventil za smanjeni protok sve dok temperatura ne opadne ispod dozvoljene , kada se ponovo uključuje ventil punog opterećenja .

- 14 -

ZONA HLAĐENJA

Količina vazduha , koja se povlači kroz zonu hlađenja , uz pomoću ventilatora dimnih gasova , neposredno je vezana za potrebnu količinu toplotne energije u zoni zagrevanja . Pri normalnom potiskivanju i kapacitetu vagoneta , količina vazduha , koja je potrebna za hlađenje pečenih elemenata na izlaznom delu zone , u mnogim slučajevima je nedovoljna , pa ju je potrebno povećati . Količina odsisanog vazduha je diktirana temperaturom na mestu odsisa i ne zavisi od potrebe peći , već samo od režima rada peći .

Platforma sa generatorom toplote i ventilatorom za snabdevanje komora vazduhom(vide se i priključci iz rekuperacije)

- 15 -ENERGETSKI BILANS PEČENJA

U pogonima sa tunelskim pećima specifična potrošnja energije iznosi 1170 – 1600 ( kJ/kg ) pečenog proizvoda . Ukupna potrošnja toplotne energije zavisi od mase proizvoda , količine vazduha , koji prolazi kroz peć visine temperature pečenja i od vremena pečenja .

Raspodela potrošnje u tunelskoj peći

- 16 -Gde je :

Qu – ukupna specifična potrošnja toplote , koja se koristi za pečenjeQ1 – toplota odvedena dimnih gasovima Q2 – toplota , koju odnese vazduh za hlađenje robe u pećimaQ3 – toplota hlađenja zidova kanala i tavanice pećiQ4 – toplotni gubitak na spoljnim zidovimaQ5 – toplotni gubitak tavaniceQ6 – toplotni gubitak na vagonetima pećiQ7 – toplota potrebna za reakcije pečenjaQ8 – toplota zagrejanog parazitskog vazduha

Za proces sušenja se koristi Q2 + Q3 .Gubitci peći od hlađenja su Q4 + Q5 + Q6 .Gubitci toplote sa dimnim gasovima je Q1 .Gubitci usled zagrevanja parazitskog vazduha je Q8 .

Lošim vođenjem i regilacijom procesa pečenja potrošnja goriva , zbog gubitaka toplote je znatno veća , što znači da se moraju preduzeti mere smanjenja potrošnje toplotne energije .

U pogledu rada tunelske peći potrebno je obratiti pažnju na :

- regulaciju rada ventilatora dimnih gasova

- prisustvo i zagrevanje parazitskog vazduha

- sagorevanje tehnološkog goriva

- 17 –

Za regulaciju rada ventilatora značajni su sledeći parametri :

- pravovremeno smanjenje ili povećanje odsisivanja što utiče na količinu dimnih gasova , koji izlaze iz peći

- vođenje režima pečenja tako da temperatura dimnih gasova bude 90 – 100 C .

- ostvarivanje nulte tačke raspodele pritiska u peći , neposredno iza poslednje gorioničke grupe

- automatizacija rada ventilatora dimnih gasova regulisanjem broja obrtaja ventilatora ili motorizovanom klapnom u zavisnosti od zadate temperature na mestu ispred prve gorioničke grupe .

Veliki deo gubitaka u tunelskoj peći se odnosi na zagrevanje parazitskog vazduha . Da bi se što više smanjilo , treba obratiti pažnju na zaptivanje vagona tunelske peći i na kvalitet peska u kanalima peći . Sagorevanje goriva treba da bude potpuno da bi se ostvarilo i potpuno iskorišćenje goriva . Važno je se pridržavati svih uputstava o sagorevanju i ne dozvoliti da gorivo ne sagori te da se u dimnim gasovima javi povećana količina nesagorelog goriva .

- 18 -

MERENJE I KONTROLA PROCESA

Termodinamičke veličine stanja čije se vrednosti prate su :

• vlažnost ,

• temperatura i

• pritisak vazduha u procesima pečenja i sušenja .

- zasićenost vazduha određuje se pomoću Omronovih vlagometara , koji daju digitalan impuls računaru na kojem se vrši kontrola procesa

- temperatura vazduha određuje se pomoću Omronovih vlagometara , koji daju digitalan impuls računaru se vrši kontrola procesa

- pritisak vazduha se određuje pomoću Omronovih barometara , koji daju digitalan impuls računaru na kojem se vrši kontrola procesa .

- 19 -

Merenje temperature i ostalih termodinamičkih veličina se kontroliše računarski i obrada tih podataka se takođe vrši računarski , što omogućuje laku kontrolu rada i lako sastavljanje dnevnih izveštaja .

Računarska kontrola procesa sa alarmnim označavanjem grešaka je najpouzdaniji i najpogodniji način .

Dijagramom sastavljenim od nekoliko uzoraka iz dnevnog izveštaja može se slikovito prikazati tečnost ovog načina kontrole .

Po dijagramu se vidi da su potiskivanja u zoni pečenja gotovo u istoj liniji , što ukazuje na kontrolu procesa zadovoljavajućeg nivoa.

- 20 -

ZAKLJUČAK

Simbolicko funkcionalna šema i opis procesa tunelske peći podrazumeva dinamiku:

- Zone predgrevanja- Zone pecenja- Zone hladjenja

Po dijagramu odstupanja temperature pecenja se vidi da su potiskivanja u zoni pecenja gotovo u istoj liniji, sto ukazuje na kontrolu procesa zadovoljavajuceg nivoa.

- 21 -