Применение горелок инфракрасного излучения в строитель­стве идет в двух направлениях: непосредственно на строитель­ных объектах и в строительной индустрии. На строительных объектах инфракрасные горелки могут применяться для:

А) сушки зданий и помещений при отделочных работах;

Б) прогрева кладки при производстве работ в зимнее время;

В) сушки отдельных, сильно увлажненных мест строитель­ных конструкций;

Г) местной подсушки при производстве ремонтных работ;

Д) прогрева поверхностей перед нанесением гидроизоляции;

Е) разогрева различных строительных материалов;

Ж) обогрева рабочих мест строителей и монтажников;

З) отопления временных сооружений на строительных объ­ектах;

И) искусственного старения железобетона, омоноличивания стыков, прогрева арматуры перед заливкой бетона и т. д.

Сушка помещений при отделочных работах в обычных усло­виях является весьма продолжительной. Она задерживает сро­ки сдачи объектов в эксплуатацию. Особенно медленно сушка помещений идет в осенне-зимний и весенний периоды.

Для ускорения процесса сушки применяют различные вре­менные тепловые установки с низким к. п.д. и- сушку ведут кон­вективным методом. ; ………………………………………………..

Недостатком конвективной сушки, в, особенности в высоких помещениях, является то, что подогретый воздух, поднимаясь вверх, значительную часть своего тепла передает потолку, а стены (особенно в нижней наиболее влажной, части) получают незначительную часть; тепла.’

, В помещениях с большим объемом и особенно при большой крайности вентиляции, при конвективной сушке большое количе­ство Тепла, теряемся с-уходящим’из помещения воздухом.

Этот недостаток’ устраняется, когда сушка производится ин­фракрасными лучами.

Для сушки помещений после отделочных работ могут при­меняться различные типы газогорелочных устройств инфракрас­ного излучения.

Для небольших помещений рекомендуется применять горел­ки типа «Фонарь» саратовского института Гипрониигаз (см. главу II).

Данная горелка обладает круговым (на 360°) излучением и может одновременно просушивать всю комнату. Горелка уста­навливается в центре комнаты на высоте, обеспечивающей рав­номерную сушку всей поверхности стен комнаты. Для сушки углов в помещениях дополнительно могут устанавливаться не­большие горелки с плоскими излучающими насадками.

В помещениях с большой площадью стен и потолков реко­мендуется проводить сушку группой горелок инфракрасного из­лучения с плоскими излучающими насадками, устанавливаемы­ми на минимальной высоте от пола и на таком расстоянии от стен, чтобы плотность излучения соответствовала максимально допустимой величине (в зависимости от влажности и толщины штукатурки, облицовки и т. д.). Это расстояние составляет 500— 800 мм.

Мощность излучателей и расстояние от просушиваемых ог­раждающих конструкций необходимо подобрать так, чтобы тем­пература на этих конструкциях не достигала 100° С. В против­ном случае может произойти растрескивание штукатурки. При сушке стен в тех местах, где они соприкасаются с деревянными конструкциями горелки, необходимо "устанавливать не менее, чем на 60 см от деревянных конструкций. Весьма удобно и вы­годно производить сушку передвижными установками инфра­красного излучения. Установка состоит из тележки, рамной кон­струкции на двух колесах, баллона для сжиженного газа ем­костью 50 или 80 л, неподвижной или телескопической штанги, на которой крепится одна или две горелки инфракрасного излу­чения, редуктора типа РДГ-6М, резино-тканевого шланга.

Техническая характеристика одной из конструкций пере­движной установки инфракрасного излучения ОП-2 следующая;

TOC o "1-3" h z Тепловая нагрузка инфракрасной горелки в ккал/ч.……………… 4000 Максимальная высота установки горелки (при выдви­нутой до конца штаиге) в мм………………………………………………………………………… 2500

Расход газа (сжиженного с Q„=22 000 Ккал/м3) в м?/ч 0,18 Вес установки (с баллоном 50 л, наполненным газом)

В кг…………………………………………………………………………………………… 85

Регулятор давления……………………………………………………….. РДГ-6М

Давление газа перед соплом горелки в мм вод. ст. . 250—300

Площадь, занимаемая установкой, в мг…………………………………… 0,36

На рис. 112 приведена передвижная установка с горелкой инфракрасного излучения, разработанная институтом Мосгаз — проект. В отличие от ОП-2 установка имеет поворотную теле­скопическую штангу, позволяющую перемещать горелку в ниж­нєє положение (на уровень пола) для сушки плинтусов. Газ от редуктора подается к горелке по телескопической штанге. На рис. 113 показана передвижная установка фирмы «Антаргаз». Установка состоит из тележки, выполненной из легких метал-

Рис. 112. Передвижная установка с горелкой ин­фракрасного излучения института Мосгазпроект

Лических труб, баллона с регулятором давления и одной или нескольких горелок. При сушке больших производственных по­мещений необходимо иметь установки, позволяющие вести теп­ловую обработку больших поверхностей. Применение одиночных горелок здесь нецелесообразно. Горелки объединяют в блоки, образуя общую излучающую панель больших размеров.

На рис. 114 показана передвижная рамная установка с блоч­ной излучающей панелью и подъемным механизмом для пере­движения ее по вертикали. Количество блоков выбирается в за­висимости от фронта проведения работ.

Расстояние до стен определяется в зависимости от степени влажности материала, толщины слоя штукатурки, характера материала, на который нанесена штукатурка, и количества го­релок в блоке. От этих же факторов зависит и выбираемый ре­жим сушки. Чем толще просушиваемый слой и чем больше eFO влажность, тем менее ин­тенсивной должна быть сушка в начальный пери­од. В этом случае пред­почтительна импульсная сушка.

Для просушки зданий электростанций во время строительства использо­вались панельные беспла­менные горелки институ­та Гипронефтемаш (см. рис. 57), которые собира­лись в блоки.

При работе горелок инфракрасного излучения на природном газе горел­ки можно подключить к внутридомовой газовой разводке. Если постоян­ная внутридомовая сеть к моменту проведения су­шильных работ не закон­чена, то необходимо в ле­стничных клетках проло­жить временные газовые стояки с отводами для подключения горелок. На каждом отводе должен устанавливаться запор­ный кран. На прокладку временного газопровода необходимо получить разрешение от соответствующих газовых служб.

При работе на сжиженном газе баллоны должны за­щищаться от облучения горелками. Хранение, транспортиров­ка и установка баллонов должны производиться в соответ­ствии с действующими Правилами безопасности Госгортех — надзора.

Рис. 113. Передвижная установка с го­релками инфракрасного излучения

Помещения, в которых производится сушка штукатурки стен и потолков, должны тщательно проветриваться. При недоста­точном воздухообмене нарушается работа излучателей и соз­дается опасность отравления угарным газом обслуживающего персонала. Лучистый теплообмен уменьшается, так как воздух, насыщенный влагой, поглощает лучистую энергию.

Сушку необходимо начинать с нижней части стен. В этом случае теплый воздух просушивает одну из стен, потолок и кар­низы.

Расстояние между центрами горелок с тепловой нагрузкой около 4000 ккал/ч не должно превышать 1 м. По мере просыха — ния низа стены горелки перемещают вверх, приближая их к по­толку и карнизу.

Рис. 114. Передвижная установка с блоком горелок инфракрасного излучения для сушки больших произ­водственных помещений / — блок горелок (излучаюг ^чиель); 2 — подъемное уст­ройство

Температура стен, на которых находится электропроводка, должна быть не выше 50° С, так как повышенная температура может повредить изоляцию.

Сушку штукатурки следует производить до ее шпаклевки, так как шпаклевка значительно затрудняет выход влаги. Как показали опыты, время сушки прошпаклеванной штукатурки увеличивается почти в 2 раза. При сушке обоев и линкруста излучатели располагают не ближе 1,5 м от стен. На комнату площадью 25 м2 достаточно двух установок ОП-2 для сушки обоев в течение 3—4 ч.

Аналогично сушат помещения после окраски и побелки.

Заслуживают внимания данные, полученные институтом Гип­рониигаз при сушке штукатурки в помещениях горелкой типа «Фонарь». Горелка была установлена в комнате размером 4,35X Х2,45Х2,7 м, в которой имелись окно размером 1,6×1,3 м и дверь размером 2×0,8 м. Температура наружного воздуха при
проведении опыта колебалась от — 20 до —25° С. Температура штукатурки замерялась на каждой стене в трех точках: внизу, в середине и на верху. Стены изготовлены из гипсолитовых плит толщиной 10 см, на которые была нанесена штукатурка.

Температура штукатурки измерялась при помощи медно-кон — стантановых термопар. Влажность стен определялась перед на­чалом сушки, а затем через каждые сутки.

На рис. 115 показаны кривые изменения температур штука­турки в процессе сушки по показаниям трех термопар (Т, Тг и

А Рис. 115. Изменения температуры штукатурки в процес­се сушки

То), расположенных на одной и той же стене на различном расстоянии от пола.

Распределение температур по высоте неравномерное. Низ стены прогревается слабее других участков (Тю), так как нахо­дится в зоне менее интенсивного облучения. Средняя часть сте­ны нагревается до более высокой температуры (Ті) прямым облучением (горелка установлена на уровне термопары 7). Наиболее высокую температуру имеют верхние участки (Т2), Ибо они обогреваются не только излучением, но и горячими про­дуктами сгорания. Из этих данных видно, что сушку надо про­изводить при расположении горелки ближе к полу, что было обеспечено изменением высоты подставки до 1 м. Падение тем­пературы на графике вызвано отключением горелок и интен­сивным проветриванием помещения. Во время опыта произво­дилось также измерение температур в толще штукатурки на одинаковой высоте 135 см от уровня пола.

Термопары были вмонтированы на глубине 2 и 15 мм. Ре­зультаты испытаний показали, что повышение и понижение тем-

Таблица 32 Технико-экономические показатели приборов, применяемых для сушки штукатурки Показатель Электрока­лорифер (НИИОМТП) 1 Мангал кок­совый (жа­ровня) Инфракрас­ный излуча­тель (элек­трический с карборундо­выми излу­чателями) Инфракрасный излуча­тель из горелок ГИИ-12, ГИИ-14 института Гип — рониигаз^ Теплопроизводитель- ность в ккал/ч. . . Вес нагревателя в кг Расход электроэнер­гии в кет — ч……………………………. Расход топлива в кг/ч Стоимость энергии, расходуемой в 1 ч, в коп. 13000 130 15,8 31,6 3000 26 1,8 7 23 000 50 11,5 23 20000—26000 18—22 Сжиженного газа 1,8 Природного 2,5—3 м3/ч На сжиженном пазе 19,8 На природном 3,2— 3,9 Стоимость энергии для сушки 1 ж2 штукатурки в руб…………………………………. 1,3 1,24 0,53 На сжиженном газе 0,286 На природном — 0,09

Примечание. При составлении таблицы использовались следующие документы и данные: «Указания по сушке штукатурки» (ВНИИОМС), 1947г.; стоимость 1 ж3 природного газа —1,3 коп.; 1 кг сжиженного газа—11 коп.; стоимость 1 кет • ч электроэнергии — 2 коп.; стоимость 1 т кокса — 54 руб. (по действующему ценнику).

Пературы в различных слоях штукатурки происходит одинаково, максимальная разность их составила 6,5°.

Опытная сушка проводилась в течение 90 ч. Первоначаль­ная влажность штукатурки составляла 18, а влажность гипсо­литовых плит— 19%. После 48 ч сушки влажность штукатурки уменьшилась до 3,59% на стене из одной гипсолитовой плиты и до 3,9% на стене из двух гипсолитовых плит. Влажность гип­солитовых плит уменьшилась до 6%. Через 90 ч работы влаж­ность штукатурки упала соответственно до 1,84 и 1,93%. Прак­тически сушку можно было прекращать через 72 ч. Проведен­ный отбор воздуха при сушке показал, что воздух в помещениях отвечает санитарно-гигиеническим требованиям.

В табл. 32 приведены технико-экономические показатели ин­фракрасного излучения для целей сушки.

Из табл. 32 видно, что стоимость сушки 1 м2 штукатурки горелками инфракрасного излучения меньше, чем стоимость сушки другими приборами.

Приведенные показатели отражают в основном сравнитель­ные данные по стоимости.

Таблица 33 Технико-экоиомические показатели при различных методах сушки штукатурки І Я Горелками инфракрасного излучения Способы сушки SS О Си S S Я s 2 S Гк 1-38 Е — — в" * Я £ Л /5 о Ш е? 5 S £ о в u З £ S S U T—f S S U Иа сжи­женном газе На и ри- Родиом газе Объем сушки В МЛН. м2 15 15 15 15 15 Необходимое количество приборов 8 ООО 175 000 5000 5000 5000 Капитальные затраты в тыс. руб. 280 1750 315 335 232,5 Капитальные затраты на приобретение баллонов из рас­чета 1 баллон на 1 горелку — — 93,5 — 93,5 — Стоимость топлива в тыс. руб. 4540 30625 1780 294 1780 294 Амортизационные отчисле­ния в тыс. руб. 28 175 41 33,5 33 23 Годовые эксплуатационные расходы в тыс. руб. 4568 3800 1821 327,5 1813 317 Расчетные затраты (срок окупаемости затрат 6 лет) в тыс. руб. 4625 31 098 1874 385 1852 356

Институтом ВНИИЖелезобетон были проведены исследо­вательские работы по определению возможности сушки гипсо — цементных панелей горелками инфракрасного излучения.

Процесс сушки и твердения гипсоцементных панелей заклю­чается в испарении лишней влаги и обеспечении условий для ускорения процесса гидратации. При этом часть механически связанной воды переходит в химически связанную. Содержание химически связанной воды в гипсе для рассматриваемого слу­чая достигает примерно 18%-

Испытания проводились на гипсоцементных образцах толщи­ной 30 мм, изготовленных из смеси гипса, пуццоланового цемен­та с соответствующей добавкой трепела.

В качестве заполнителей применялась древесная игольча­тая стружка, керамзитовый песок и другие добавки.

Испытываемые образцы облучались горелкой инфракрасного излучения с насадком площадью 525 см2. Горелка при односто-

Ронней сушке располагалась на расстояниях 170—200 мм от образца. При расположении горелки на расстоянии 200 мм от, образца 18%-ная влажность (первоначальная 32%) достигалась спустя 28 мин. При этом в интервале от 1 до 22 мин измене­ние влажности происходило по прямой, т. е. скорость сушки бы­ла постоянна. Температура тела плитки непрерывно увеличи­валась и внутри плитки наблюдался температурный градиент. Наибольшая температура, как и следовало ожидать, находится в центральной части. По мере удаления от центра температура надает. Эти явления соответствовали жесткому режиму сушки, который обычно наблюдается при интенсивной радиационной сушке. При увеличении расстояния от излучателя до плитки продолжительность сушки до 18%-ной влажности возрастала с 19 до 28 мин.

Определялось также распределение влажности по плоскости и толщине гипсобетонной пластины в сечениях через 10 мм После односторонней сушки в течение 30 мин. В этом случае наименьшая влажность наблюдалась в центре пластины в пе­реднем сечении пластины. В то же время возрастание влаж­ности было отмечено в направлении движения лучистого пото­ка. В переднем сечении средняя влажность составила 14,3%, во втором — 16,3%, в третьем — 17,9%. Имея данные по распреде­лению температур и влажностей, можно определить эффектив­ную площадь облучения пластины. Из сопоставления полей рас­пределения температур и влажности было определено, что при расположении горелок на расстоянии 170—200 мм от плитки площадь равномерного облучения ее в 6,65 раза больше излу­чающей панели горелки. Это соотношение позволяет выбрать расположение горелок при проектировании сушильной уста­новки.

Как показали испытания сушки образцов, прочность панелей соответствовала предъявляемым к ним требованиям. При этом независимо от того, как облучились образцы — с одной или с двух сторон, на близком или на далеком расстоянии — одной и той же влажности соответствует одна и та же проч­ность.

В процессе сушки пластин проводились наблюдения за об­разованием трещин. Опыты показали, что при принятых режи­мах сушки трещины на изделиях не появлялись.

Ниже приводится расчет открытой конвеерной установки для еушки панелей с учетом полученных экспериментальных пока­зателей. При этом принимается, что продолжительность облу­чения в первой зоне наибольшая и равна T Мин. После этой зо­ны панель попадает в другие зоны облучения, равномерно рас­положенные вдоль конвейера.

Продолжительность нахождения панели в каждой из этих зон, а также в интервале между зонами равна Ti Мин.

Скорость движения панели — V М/мин ширина панели — H.

Тогда длина первой зоны облучения будет равна:

H = vti М,

Площадь облучения 1-й зоны

Sj = Lih — vtxh.

Для каждой из остальных зон и для каждого интервала меж­ду ними длина и площадь определятся из формул:

= vts;

Sa = vt2h.

Число зон, а также интервалов между ними будет равно:

І» =

2/а

Где T — общая продолжительность сушки в мин.

Примем, что зона разбита на ряд полос длиной 1 м по на­правлению движения конвейера. Тогда площадь такой полосы будет равна: Jh=H (м2). Количество излучателей, приходящихся на такую площадь, определится:

H

Т ————————————————————————————————————————- J

Ь, ЬЬаЬ

Где а и B — стороны излучающей панели горелки. Количество горелок в первой зоне будет равно:

Г hvti

Піл — тЦ =————— —.

1 1 6,65а6

Число горелок в остальных зонах будет равно:

, Vh (t — h)

Т о = MnL»= —5————————— —.

2 2 2-6,65 ab

Общее количество горелок будет равно:

1 2 13,3а6 Общее количество испаренной влаги равно:

R Vbhy (w0 — wK)

БЛ ‘ ———- Г^ КС>

Вл 100

Где Y— вес единицы объема сухого материала в кг/м3; Б— толщина пластины в м; А/0— влажность начальная в %; WK — влажность конечная в %.

Расход газа определится по формуле

О = Vhyb (W0~W*> 60 * + МЪ! Я QP 2T

QP—низшая теплота сгорания в ккал/м3 газа; QT — количество тепла, необходимое на 1 кг испаренной’ влаги в ккал/кг. На основании лабораторных исследований была изготовлена установка, оборудованная газовыми горелками инфракрасного излучения.

Схема сушильной установки представлена на рис. 116.

Рис. 116. Схема установки для сушки гипсодементных панелей 1 — прокатный стан; 2 — горелки инфракрасного излучения; 3 — газовый коллектор; 4 — газовый кран; 5 — соленоидный клапан

Станина установки выполнена из профильной стали, соеди­ненной на сварке. —

В подшипниковых опорах укреплены ролики, по которым пе­ремещается транспортерная лента.

К верхним боковинам станины приварены вертикальные стой­ки, к которым специальными подъемными устройствами крепят­ся рамы с горелками инфракрасного излучения. Рамы с горел­ками могут перемещаться и устанавливаться на требуемом рас­стоянии от панелей. Газовый коллектор проложен вдоль стана и крепится к опорам. Газовый коллектор и горелки соединены между собой отводами. На каждом отводе установлены отклю­чающий кран и соленоидный клапан. От отводов газ по медным трубкам поступает к горелкам инфракрасного излучения. Для сушки панелей применены горелки КГ-3-00 тещюпроизводитель — ностью 4250 ккал/ч. На первом участке непрерывной тепловой обработки расположено 9 рядов горелок по 6 горелок в ряду.

Далее вдоль стана расположено 7 рядов горелок по 8 горе­лок в ряду. Расстояние между рядами составляет 1800 мм. На стане установлено 110 горелок.

Подача газа к сушильной установке осуществляется от ин­дивидуального узла редуцирования.

Сушильная установка имеет длину 18 и ширину 3,4 м. Го­релки снабжены системой автоматики безопасности и дистан­ционным электрозажиганием. Электрозажигание выполнено та­ким образом, что пуск газа к горелкам через соленоидный кла­пан становится возможным только в случае накала спиралей. Спирали каждого ряда горелок включены последовательно. В результате этого цепь всех спиралей одного ряда самоконтро­лируется. При обрыве цепи соле­ноидный клапан автоматически закрывается и поступление газа к горелке прекращается.

Зажигание происходит следу­ющим образом: в первую очередь включается пакетный выключа­тель цепи зажигания одной груп­пы горелок. Спирали горелок рас­каляются, что фиксируется конт­рольными спиралями на пульте управления. Затем включается пакетный выключатель цепи соле­ноидного клапана, установленно­го на газопроводе данной группы горелок. Зажигание отдельных групп горелок производится по­следовательно.

Вся электроаппаратура разме­щается на специальном щите, располагаемом в цехе.

Во время заводских испыта­ний замерялись время пребыва­ния панели на посту сушки, тем­пература ее по толщине, начальная (до сушки) и конечная (пос­ле выхода из зоны облучения) и влажность панели.

Температуры панели замерялись медноконстантановыми термопарами, установленными в трех точках по толщине панели через 15 мм. На рис. 117 представлены кривые разогрева пане­ли по толщине. Из кривых видно, что температура на поверхно­сти панели в зоне непрерывного облучения (через 6 мин) дости­гает 75° С, а на нижней стороне панели —45—50° С.

В зоне прерывного облучения перепад температур между поверхностями составляет 30—25°.

2 О Время В мин Рис. 117. Кривые разогрева гипсо — бетониой панели при прерывном режиме облучения

/ — облучаемая поверхность; 2 центр изделия по толщине; 3 — необлучаемая поверхность

Расстояние между насадком горелки и панелью в данном случае было 100 мм. Определялась начальная влажность после формовки и конечная после выхода панели из зоны сушки. Про­бы на влажность отбирались шлямбуром по толщине панели в местах, где устанавливались датчики термопар. Из графика
влажности по толщине панели (рис. 118) видно, что верхний слой толщиной около 10 мм имеет влажность 18%, которая не-, обходима для нанесения на поверхность панели гидрофобного слоя шпаклевки. Необлученная поверхность имеет влажность 28%. При этом первоначальная влажность панели была на 8% выше нормы.

Необлучаемая сторона, облицованная древесноволокнистыми плитами, имела хорошую поверхность, а сама панель была не­сколько покороблена (примерно так же, как при конвективной

Сушке). На корабление пане­лей в данном случае оказало влияние разнородность мате­риалов, из которых они изго­товлены. При проведении ис­пытаний было выявлено, что древесноволокнистые плиты, предварительно склеенные с деревянным каркасом, часто имели прогиб еще до формов­ки панели и до ее проката че­рез панели стана.

Применение двухстороннего обогрева уменьшило неравно­мерность влажности по толщи­не панели и устранило их ко­робление.

Примерный технико-эконо­мический расчет сушильной ра­диационной установки конвейерной линии одного из заводов по­казал, что экономический эффект от сокращения расхода газа вследствие перехода на радиационную сушку составил 1770 руб. в год. Экономия по электроэнергии 326000 квт-ч (общей стои­мостью 3260 руб.). При радиационной сушке снизилась трудо­емкость процесса.