Как измерить температуру в длинной печи?

[Alex9797]

Ну вот когда с холодного состояния они была запущены и поработали сутки,

Это очень мало. За это время внутри печи может сформироваться температурный профиль с самыми большими градиентами. То есть, в зоне расположения газовых горелок стенки печи успеют прогреться больше всего, и их температура будет выше заданной, а между горелками останутся зоны, которые еще не успели прогреться.
На мой взгляд, печь с указанными размерами должна выходить на режим несколько суток. А судя по Вашим ответам, за одни сутки уже и эксперимент успели провести, а то и не один, если даже успели возникнуть сомнения. То есть, скорее всего, признаком готовности печи посчитали момент достижения заданных показаний на термопарах. На это могло уйти несколько часов после пуска. А тело печи ведь оставалось холодным, и на его прогрев затрачивалась повышенная мощность горелок. Это приводило к тому, что в зоне горелки температура была (намного) выше заданной, а между горелками - ниже заданной.

Еще один важный фактор надо учитывать. Это состояние поверхностей печи и железных коробок с материалом. Дело в том, что при температурах ниже 500 градусов передача тепла происходит в основном контактным способом - или теплопроводностью при непосредственном контакте, или при помощи конвекции. Перенос тепла излучением при таких низких температурах еще слабый, его доля незначительна.

А при температурах выше 500 градусов начинает расти доля переноса тепла за счет излучения. Причем рост довольно крутой, с увеличением температуры.
При этом роль конвекции заметно ослабевает. В то же время, количество тепла, переносимого излучением, сильно зависит от состояния поверхностей излучателя и приемника. Имеют значение их отражающие и поглощающие свойства.

То есть, чем чернее поверхность, тем сильнее она излучает, и тем сильнее она поглощает тепло. Таким образом, эффективность нагрева в разных зонах печи, при движении ящиков с материалом, будет сильно зависеть не только от температуры стенок печи, но и от их отражательных свойств. В то же время, независимо от зоны печи, каждый ящик с материалом будет нагреваться сильнее или слабее, в зависимости от отражательных свойств поверхности ящика.

Уменьшить влияние этих факторов можно увеличением интенсивности перемешивания воздуха. Вы написали, что мешалки там есть. Но сам факт их наличия - еще не означает, что они справляются со своей задачей. Вполне возможно, что их производительность маловата.

А вы компетентно говорите, есть опыт? Или это ваши рассуждения?

Я семь лет работал с различными печами – обжиговыми, восстановительными, плавильными. Использовались для экспериментов по отработке технологии. Моя задача была в том, чтобы обеспечивать контроль температуры внутри печи, управление температурой, запись результатов измерений по всем точкам, обработка и анализ накопленных данных, выработка рекомендаций по оптимальному расположению термопар, по улучшению алгоритма нагрева, и прочее.

Но вернемся еще к вашей проблеме. Первое, что бы я посоветовал – это набраться терпения, и прогреть печь подольше, несколько дней. В любом случае, после этого результаты окажутся лучшими, по сравнению с первыми, на недогретой печи.

Если бы я был на вашем месте, то занялся бы изготовлением нескольких устройств, способных измерять потребляемую мощность форсунок, усредненную на достаточно большом интервале времени. Например, за час. Желательно таких устройств сделать по количеству форсунок. Но, учитывая большое количество, можно было бы и в два или в три раза меньше, через одну или через две.
Измеренные значения вывести на график. И тогда было бы наглядно видно, когда печь готова к работе. Первые часы после начала прогрева потребляемая мощность форсунок будет максимальной. Затем, по мере прогрева, мощность будет снижаться. И когда все тело печи прогреется с максимально возможной равномерностью, когда наступит тепловое равновесие между внешней поверхностью печи и окружающей средой – график мощности перестанет снижаться, и перейдет в горизонтальный участок. Вот это и можно считать завершением прогрева.

[Boba_spb]

Это не лучший теплоизолятор, а просто высокотемпературный. Для 800°C годятся корундовые легковесы, они гораздо дешевле корунда микробаллонного.

))
http://www.buran.ru/htm/tersaf4.htm

[dimmich]

Контролировать прогрев печи измерением в форсунках - верю, действенный метод, и передам его технологам. Я мог бы двигаться в этом направлении, закупить/изготовить расходомеры газа. Но думаю что это будет не актуально. Ведь когда печи запустятся и будут работать практически постоянно в сменах, вопрос прогрева сам собой отпадёт.

Действительно, возможно все проблемы у технологов связаны с непрогретыми печами, а они мучаются. Выясню у них этот вопрос, учли ли они это.

Про разное распространение температур до 500 и выше 500 - не знал. Об этом тоже поговорю с технологами.

Спасибо за ваш опыт!
Мне это ценно.

[AlexPol]

Мы печи остужаем и прогреваем несколько суток, а чтобы на рабочий режим толканий выйти, еще время проходит....)))).....

[kreking]

Проделал эксперимент с кварцевой толстостенной трубкой и инфракрасным термометром ST-8811. Трубку поднёс к оптическому входу, температура не воспринимается с боковых направлений, угол существенно снизился. Получилось подобие волновода, где инфракрасное излучение имеет максимум по оси трубки, может это случайно получилось, а может и нет. Даже если трубка не коррадиально оптической оси, излучение максимально по оси трубки. Кварцевые трубки могут работать до 1000° С°.

[dimmich]

А как обычно сказывается на продукте непрогретая печь? Ну про градиенты температуры при этом я понял. А из опыта, про продукт? Понимаю что продукт разный бывает в печах, и печи разные. Ну так, для общего развития.

[laser532]

А как обычно сказывается на продукте непрогретая печь? Ну про градиенты температуры при этом я понял. А из опыта, про продукт? Понимаю что продукт разный бывает в печах, и печи разные. Ну так, для общего развития.

Как на выпечку из теста: вместо вкусного хлеба, продукция хлебокомбината.

[senimal]

dimmich Не нужно заморачиваться с этой темой.
Если идет пуско-наладка, то пусть парятся пуско-наладчики.
Как говорится у дальнобойщиков - дело было не в бобине, или
можно вспомнить про плохого танцора. Вы то тут причем?
Я сам стекольщик. Знаю что такое пеностекло.
Кроме температуры, проблемы могут быть с химсоставом сырья, его гранулометрией, вспенивателем и т.д. и т.п. - еще куча неизвестных параметров.
Поэтому пусть парятся авторы, а Вы наблюдайте и собирайте информацию.

[kreking]

Приходилось ремонтировать и налаживать два вида печей. Одна конвекционная, другая туннельная, обе для выпечки кондитерских изделий (пряники). Конвекционная печь с 3-ей выпечки входила в нормальный режим, в первых 3-х выпечках присутствовал брак готовых изделий. Туннельная печь греется несколько часов, но по выходу в начале выпечки всё равно присутствует брак, оператор в ручную регулирует скорость транспортёра и заслонку (шибер) на выходе, хотя датчики и показывают нормальную температуру. В конце смены, около 5-6 часов, туннельная печь работает превосходно без регулировки оператора. Получается для туннельной печи минимальное время не менее 8-12 часов. Основная причина, по которой не прогревают печь 10 часов или более, большое потребление электроэнергии. Операторы заметили, что если печь включается и выключается (слышно по пускателям) очень часто, то выпекать рано.
На счёт газовых горелок.
Один раз был случай на асфальтовом заводе, где утилизировал мазут. У меня стояла форсунка на дизельном топливе, а на заводе по производству асфальта стояла газовая горелка. Ночью был туман, у меня дизельное топливо практически не горело, за два часа с выхлопной трубы слил почти пол ведра дизельного топлива. Ладно, у меня оборудование на улице стояло, но у соседей газовая горелка стоит в помещении и тоже не хотела работать. Кое как газовую горелку разожгли, понял, что влажность воздуха сыграла злую шутку. Вот такие бывают случаи.

[Alex9797]

А как обычно сказывается на продукте непрогретая печь? Ну про градиенты температуры при этом я понял. А из опыта, про продукт?

Многое зависит от мощности нагревателей, от равномерности распределения нагревателей, от того, насколько удачно или неудачно выбрано место расположения термодатчика, и проч.

Вы правы, для разных продуктов разное влияние. Всего не перечислишь. Я просто опишу несколько примеров из жизни.

Однажды обратились ко мне, чтобы я посмотрел так называемую "термоусадку". Установка напоминает вашу печь. Большая термокамера, внизу металлический транспортер. Внутри мощные нагреватели, крыльчатка для циркуляции воздуха. Терморегулятор поддерживает внутри заданную температуру воздуха. По транспортеру движутся разные товары, упакованные в термоусадочную пленку. Проходя через термокамеру, пленка нагревается, происходит ее усадка, и на выходе товар выезжает плотно обтянутым этой пленкой.

Так должно быть в идеале. Но мне пожаловались, что при упаковке некоторых видов товара пленка перегревается, в ней образуются дыры, и получается брак. Пробуют задавать меньшую температуру. Это приводит к тому, что в одних участках пленка все равно перегревается и рвется, а в других участках при этом не успевает нагреться, и провисает, как тряпка.

Не стану описывать здесь увлекательный процесс поиска причин такого странного поведения. И на термопару грешили, и на что угодно. В конце концов выяснилось, что проблема была в конструкции нагревателей, и в их температуре. В качестве нагревателей там стояли не ТЭНы, как обычно, а кварцевые трубки, с нихромовой спиралью внутри. Температура этих спиралей была довольно высокой, они ярко светились. И получалось, что кроме передачи тепла конвекцией воздуха, довольно много тепла передавалось излучением. И когда упаковывали товары, завернутые в белую обертку, никаких проблем не возникало. А когда пошли обертки с цветным рисунком, то темные участки рисунка мгновенно нагревались до высокой температуры, иногда даже краска успевала цвет изменить. И там, где пленка касалась темных участков рисунка, она плавилась и рвалась.

Для лечения пришлось исключить попадание на товар прямого излучения от нагревателей. Установил из тонкого металла кожух, с множеством щелей для циркуляции воздуха. Проблема исчезла.

Ладно, тут меня пытаются оторвать. Пойду, поработаю немного.