LÄMPÖKÄSITTELYUUNIEN ENERGIATEHOKKUUDEN PARANTAMINEN
Hurri, Tuomo (2013)
Hurri, Tuomo
Kymenlaakson ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013121020755
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013121020755
Tiivistelmä
Lämpökäsittelyuunit kuluttavat paljon energiaa, joten pienillä energiataloutta parantavilla ratkaisulla voidaan saavuttaa merkittäviä taloudellisia säästöjä. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää matalaemissiivisen pinnoitteen vaikutus vanhan maakaasukäyttöisen uunin energiatehokkuuteen. Tarkoitus oli myös verrata energian kulutusta täydellä ja vajaalla uunipanoksella. Ennen varsinaisten koemittausten aloittamista uunin toimintoja mitattiin, mittaustuloksia analysoitiin ja analysoinnin tuloksena uunia huollettiin ja säädettiin.
Lämpökäsittelyuuneissa lämpö siirtyy kappaleeseen ympäristöstä tai päinvastoin lämpösäteilyllä (yli 90 %), joten lämpösäteilylle alttiit pinnat vaikuttavat merkittävästi uunien energiatalouteen. Lämpösäteilyn osuessa seinämien eristemateriaaleihin säteily absorboituu, heijastuu tai menee pinnan läpi. Pinnan emissiivisyys määritetään pinnan lähettämän säteilyn ja samassa lämpötilassa olevan mustan kappaleen lähettämän säteilyn osamääränä. Emissiivisyyskerroin on yksi mustalla kappaleella, joka absorboi ja emittoi kaiken pintaan osuneen säteilyn. Eristysmateriaalien emissiivisyys on lämpökäsittelyuunien lämpötiloissa 0,4. Eristysmateriaalien emissiivisyyttä voidaan nostaa jopa 0,9:ään emissiivisillä pinnoitteilla. Heijastavilla pinnoitteilla sen sijaan pienennetään eristysmateriaalin emissiivisyyttä, jolloin pinnan lämpösäteilyn absorbtio pienenee ja heijastuminen suurenee.
Työssä mitattiin pinnoittamattomalla ja pinnoitetulla uunilla koekappaleiden ja uunin lämpötiloja, jäännöshappea, häkää ja kaasunkulutusta sekä suoralla että hitaalla nos-tolla. Työssä vertailtiin myös uunipanoksen painon vaikutusta nousuaikaan ja energi-ankulutukseen.
Opinnäytetyössä tehtyjen kokeiden perusteella uunin ehdottomasti tärkein energian-säästöllinen ja lämpötilan nousua nopeuttava toimenpide on mitata ja säätää polttimien ilma-kaasusuhde oikeaksi. Tuotannon nopeamman virtautuksen kannalta uunin panostaminen kannattaa suorittaa kuumaan uunin, vaikka puolikkaalla uunipanoksella.
Lopputuloksena tämä opinnäytetyö tarjoaa Sulzer Pumps Finland Oy:lle mahdollisuuden ympäristöystävällisempään ja energiatehokkaampaan lämpökäsittelyyn ja lyhentää tuotantoaikaa prosessin jatkuvalla virtautuksella
Lämpökäsittelyuuneissa lämpö siirtyy kappaleeseen ympäristöstä tai päinvastoin lämpösäteilyllä (yli 90 %), joten lämpösäteilylle alttiit pinnat vaikuttavat merkittävästi uunien energiatalouteen. Lämpösäteilyn osuessa seinämien eristemateriaaleihin säteily absorboituu, heijastuu tai menee pinnan läpi. Pinnan emissiivisyys määritetään pinnan lähettämän säteilyn ja samassa lämpötilassa olevan mustan kappaleen lähettämän säteilyn osamääränä. Emissiivisyyskerroin on yksi mustalla kappaleella, joka absorboi ja emittoi kaiken pintaan osuneen säteilyn. Eristysmateriaalien emissiivisyys on lämpökäsittelyuunien lämpötiloissa 0,4. Eristysmateriaalien emissiivisyyttä voidaan nostaa jopa 0,9:ään emissiivisillä pinnoitteilla. Heijastavilla pinnoitteilla sen sijaan pienennetään eristysmateriaalin emissiivisyyttä, jolloin pinnan lämpösäteilyn absorbtio pienenee ja heijastuminen suurenee.
Työssä mitattiin pinnoittamattomalla ja pinnoitetulla uunilla koekappaleiden ja uunin lämpötiloja, jäännöshappea, häkää ja kaasunkulutusta sekä suoralla että hitaalla nos-tolla. Työssä vertailtiin myös uunipanoksen painon vaikutusta nousuaikaan ja energi-ankulutukseen.
Opinnäytetyössä tehtyjen kokeiden perusteella uunin ehdottomasti tärkein energian-säästöllinen ja lämpötilan nousua nopeuttava toimenpide on mitata ja säätää polttimien ilma-kaasusuhde oikeaksi. Tuotannon nopeamman virtautuksen kannalta uunin panostaminen kannattaa suorittaa kuumaan uunin, vaikka puolikkaalla uunipanoksella.
Lopputuloksena tämä opinnäytetyö tarjoaa Sulzer Pumps Finland Oy:lle mahdollisuuden ympäristöystävällisempään ja energiatehokkaampaan lämpökäsittelyyn ja lyhentää tuotantoaikaa prosessin jatkuvalla virtautuksella