Robototehnika-info.ru

Робототехника Инфо
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Футеровка печной системы для обжига клинкера

Футеровка печной системы для обжига клинкера

Поскольку огнеупоры контактируют с обжигаемым материалом при высоких температурах, они должны быть химичес­ки устойчивыми по отношению к этим материалам. Поэтому первично огне­упоры делятся на кислые (для обжига кис­лых материалов), оснóвные (для обжига оснóвных материалов) и нейтральные.

Наиболее характерные представители указанных разновидностей огнеупоров: кислых — динас (в основном состоящий из полиморфных модификаций SiО2), оснóвных — периклаз (MgO) и нейтральных — алюмосиликатные (муллитосодержащие).

Для футеровки высокотемпературных зон вращающихся цементных печей, как правило, применяют оснóвные огнеупоры — периклазовые и, гораздо реже, доломитовые. Остальные участки и запечные системы могут футероваться нейтральными огнеупорами — шамотными и высокоглиноземистыми, которые обычно заметно дешевле и менее прихотливы, поскольку не подвержены гидратации. Кислые огнеупоры в цементных печах не применяются.

Огнеупоры могут поставляться в виде формованных изделий (обожженных или необожженных) или неформованными — в виде огнеупорных смесей, которые могут укладываться различными способами и на различных связках, или пластичных масс.

2. Свойства и методы испытаний огнеупоров

Из общепринятых характеристик огне­упоров для применения в цемент­ных печах имеют значение следующие: проч­ность, температура деформации под нагрузкой, пористость, кажущаяся плотность, термостойкость и химическая стойкость. В некоторых случаях для стационарных участков печного агрегата, например для шахты, холодильника, циклона, также имеет значение крип — ползучесть. Огне­упорность, определяемая по результатам испытаний, является очень условной характеристикой и для определения качества материала обычно значения не имеет.

Особо следует отметить показатель тер­­мостойкости — это способность огне­упора выдерживать смены температур без изменения прочностных показателей и растрескивания. Для его определения могут использоваться разные методы. Поведение огнеупоров при определении температуры деформации под нагрузкой (обычно равной 2 кг/см2 — около 200 кПа) очень различается для оснóвных и алюмосиликатных огнеупоров. Если последние деформируются постепенно в довольно широком интервале температур, то оснóвные огнеупоры разрушаются практически мгновенно при достижении определенной температуры.

Поскольку огнеупоры используются для защиты от перегрева металлического ограж­дения, существенное значение имеют их теплоизоляционные свойства. Они могут описываться через значение пористости — чем пористее огнеупор, тем выше его теплоизоляционные свойства. Также они могут описываться через плотность — чем она меньше, тем лучше теплоизоляция.

На данный момент общепризнанных методов определения химической стойкости не существует. Все они носят довольно условный характер и могут использоваться только для сравнительных целей.

3. Механизмы износа

Как правило, наиболее подвержена износу футеровка высокотемпературной зоны печи. Однако разъедание толщи огне­упора расплавом происходит только при грубых нарушениях технологии. В нормальных условиях перерождению подвергается только поверхностный слой огне­упора толщиной несколько миллиметров, на поверхность которого затем налипает слой обжигаемого материала — обмазка. Обмазка предохраняет огнеупор от воздействия материала и значительно улучшает теплоизоляцию. Без образования достаточно устойчивой обмазки обеспечить длительную службу футеровки в зоне спекания практически невозможно.

Обычный механизм износа огнеупоров — это сколы их поверхностных слоев. Сколы происходят под воздействием механических и термомеханических нагрузок по ослабленным слоям огне­упора, которые возникают в толще футеровки из-за химического износа. Особенно сильные термомеханические нагрузки возникают при остановках печи с ее охлаждением и последующим розжигом, что часто сопровождается обрушением обмазки и части футеровки.

Наиболее сильному механическому воздействию огнеупоры подвергаются на участках возле бандажей из-за деформации корпуса печи. Поэтому подбандажные участки являются наиболее уязвимыми в цементной печи, и в какой-то мере это относится и к алюмосиликатному огне­упору.

Основной химический износ происходит за счет диффузии газов из печного пространства в толщу огнеупора, поэтому большое значение имеет пористость изделий. При проникновении печных газов в огнеупоре откладываются щелочные соли, подвергающиеся возгонке в зоне спекания. Как правило, этот процесс приводит к возникновению зональности по толщине футеровки. В нескольких сантиметрах от горячей поверхности имеют место особенно интенсивное отложение солей, перерож­дение структуры и потеря прочности. Именно по этой зоне обычно происходит скол.

Проникновение щелочных солей в алюмосиликатные огнеупоры также приводит к перерождению слоев, особенно в зонах температур, близких к 1000 °C, т. е. в зоне загрузочной головки печи, вертикальном газоходе и нижнем циклоне. За счет новообразований здесь также происходят постоянные сколы.

Магнезиальные огнеупоры обладают высокой химической устойчивостью, в том числе и к щелочным солям. Они практически не подвергаются химическому износу. Но использование чистых магнезиальных огнеупоров практически невозможно ввиду их низкой термостойкости, они легко растрескиваются при смене температур. Чтобы магнезиальные огнеупоры обладали достаточно высокой термостойкостью, в них добавляют шпинель. Благородная шпинель сохраняет устойчивость даже при 2000 °C. Но именно она и реагирует с солями, вследствие чего происходит ее разрушение. Подбор оптимального состава и количества шпинели в магнезиальных огнеупорах — это направление постоянных исследований и новых решений.

При использовании альтернативного топлива, особенно в случае наличия в нем поливинилхлорида (ПВХ), нужно учитывать количество поступающего хлора, поскольку хлорид калия в зоне спекания испаряется полностью, накап­ливается в обжигаемом материале, разъе­дает футеровку, а на поверхности цик­лонных теп­лообменников осаждается в виде жидкос­ти, из-за чего начинается образование налипаний, которое может привести к экстренной остановке печного агрегата. В этом случае обязательна установка байпаса, если превышено ограни­чение по поступлению хлора в печь (не более 0,02 %).

При подборе огнеупоров нужно учитывать абразивные свойства материалов в различных зонах. Сырьевая мука имеет очень низкие абразивные свойства, поверхность футеровки может практически не подвергаться истиранию в течение многих лет. Совершенно иная ситуация с клинкером, который является очень абразивным материалом. Поэтому зоны охлаждения, шахты, вход в холодильник подвержены довольно сильному абразивному износу. В этих зонах целесообразно применение алюмосиликатных огнеупоров с добавлением карборунда, а также высокоглиноземис­тых огнеупоров.

Длина зон спекания в цементных печах зависит от вида топлива. При использовании угля зона получается короткой (ее длина равна 4—5 диаметрам печи) и перенапряженной. Если же используется газ, то зона спекания длиннее — 8—10 диамет­ров печи. Лучеиспускание в первом случае гораздо интенсивнее, теп­лопередача тоже, поэтому при использовании угля в зоне спекания срок службы огнеупоров часто меньше.

В большинстве случаев при нормальной эксплуатации срок службы огнеупоров на отдельных участках составляет примерно год. С таким интервалом и производятся плановая остановка и перефутеровка печи.

4. Выполнение и ремонты футеровок

Методы укладки футеровок различаются в зависимости от используемых материалов.

Для выполнения арки или круговой футеровки вращающейся печи штучными огнеупорами кирпич должен иметь клиновидную форму, поскольку длина внешней окружности больше, чем внутренней. В России, а теперь и во всем мире, для кладки используется набор из двух клиньев, один из которых рассчитан на больший диаметр, второй на меньший; таким образом, из кирпичей этого набора можно выполнять футеровку на разных диаметрах. Ранее в Европе на каждый диаметр печи выпускался кирпич своего размера.

Читайте так же:
Цементный раствор для выравнивания пола пропорции

При укладке используются передвижные кружала или применяется система распоров с подворотами печи. Если используются кружала — кладка происходит кольцами, если система распоров – тогда вперевязь.
В высокотемпературных зонах наиболее часто используются прокладки из стальных пластин, которые помещают между кирпичами в расчете на то, что сталь расплавится и сварит кирпичи между собой. Многие фирмы выпускают огнеупоры сразу в кассетах, спрессованные с такими пластинами, а также метят внут­реннюю сторону кирпича, чтобы исключить ошибку при укладке. Зоны высоких температур почти всегда футеруются кирпичами.

В запечной системе целесообразно использовать бетоны. Как правило, эти системы футеруются двумя слоями, ино­гда используются муллитовые маты — материал с высокими теплоизоляционными свойствами.
Требования к условиям хранения различных огнеупоров неодинаковы. Например, магнезиальные огнеупоры необходимо хранить на крытых складах, так как они реагируют с водой. Остальные огнеупоры допустимо хранить под навесами.

Пластичные массы с фосфатными связками поставляются в виде брикетов в герметичных упаковках. Для их укладки используют системы анкеров. Пластичные массы применяются на геометрически сложных участках, например, на горелке.

Ремонты футеровки бывают плановые и внеплановые, случаются и горячие ремонты, когда печь либо не остывает, либо остывает не полностью (как правило, таких ремонтов требуют высокотемпературные зоны). Значительную трудность представляет собой задача предварительного определения объемов ремонта. Для планового ремонта закупаются и подаются в печь сотни тонн огнеупоров, привлекаются ремонтные бригады, проводится установка транспортеров, подводится демонтажная техника. В последнее время применяются специальные тепловизионные методы, которые позволяют определить и рассчитать необходимый объем работ и выполнить необходимую подготовку.

Кирпичную футеровку иногда меняют панелями, не целиком, а частями, по обрезным швам. Отбойными молотками удаляется полоса кирпичей (штроба), а затем печь проворачивается, и оставшийся кирпич обваливается.
Демонтаж футеровки — сложная и опас­ная часть ремонта, поэтому предпочтительнее выполнять демонтаж при помощи специальной техники.

Отработанный огнеупор утилизуется. Иногда возможна его последующая переработка в заполнители для огнеупорных бетонов. При утилизации огнеупоров необходимо учитывать, что отходы магнезиально-хромистых огнеупоров представляют особую опасность, так как во время эксплуатации в них образуется шестивалентный хром, для которого введены очень строгие ограничения на его попадание в окружающую среду.

5. Особенности эксплуатации футеровок

При правильной эксплуатации огне­упорная футеровка может прослужить достаточно долго и не требовать остановок печи за весь срок между плановыми ремонтами. Для этого существует ряд общих рекомендаций.
Во-первых, следует избегать вращения печи в холодном состоянии, поскольку в нагретом, соответственно, расширенном состоянии футеровка «садится» на корпус печи, а при остывании и усадке возникают зазоры, и при повороте возможно смещение и скручивание футеровки, что может вызвать ее обрушение.

Во-вторых, желательно избегать остановок печи с охлаждением, так как при этом происходит обрушение обмазки, которая может захватывать с собой и огнеупоры.

В-третьих, если в печной системе используются бетоны, розжиг печи следует проводить очень постепенно и равномерно, чтобы футеровку не повредило паром. Обычно это происходит в течение нескольких суток, по специальному графику розжига.

В-четвертых, нежелательно форсировать печь и создавать короткую и перенапряженную зону спекания. Если это возможно, рекомендуется поддерживать длину зоны горения максимальной, хотя в печах сухого способа выполнить эту задачу весьма непросто из-за того, что вторичный воздух имеет очень высокую температуру.

Большую помощь в правильной экс­плуа­тации огнеупорной футеровки могут оказать сканирующие инфракрасные устройства с соответствующим программным обеспечением. Они позволяют вовремя обнаружить проблемы и принять меры по наращиванию обмазки на опасных участках.

На многих заводах для улучшения образования обмазки и предохранения корпуса печи вдоль высокотемпературной зоны устанавливают воздуходувки, охлаж­дающие корпус печи.

6. Заключение

Основные тренды в улучшении качества магнезиальных огнеупоров — это использование все более чистых материалов, высокотемпературный обжиг исходных материалов и изделий, обжиг с нагрузкой, что приводит к увеличению стои­мости. Естественно, такое увеличение стоимости огнеупоров оправдано только в том случае, если оно обеспечивает соответствующее сокращение эксплуатационных расходов.

Интересно направление использования доломита. Он намного дешевле магнезита, а по своим огнеупорным качествам ничуть ему не уступает. Главный недостаток доломита — наличие в больших количествах свободного оксида кальция, который легко гидратируется, что делает применение доломитового кирпича очень сложным.

1.4. Вращающиеся печи

Вращающиеся печи мокрого и сухого способов производства состоят из сварного корпуса (рис. 1.5), бандажей, роликоопор, зубчатого венца, привода, гидравлических упоров, загрузочного и разгрузочного узлов (концов) горелочных устройств, устройств для контроля температуры корпуса и его охлаждения воздухом, уплотнительных устройств мест контакта вращающегося корпуса печи с неподвижными загрузочными и разгрузочными узлами.

Во вращающихся длинных печах мокрого способа производства, оснащенных внутрипечными устройствами, все тепловые процессы происходят от подачи шлама и его сушки до выхода готовой продукции цементного клинкера. По ходу движения сырья эти печи имеют несколько технологических зон: сушки, подогрева, декарбонизации, экзотермических реакций, спекания и охлаждения. Для интенсификации процесса тепловой подготовки сырья внутри печи устанавливают различные конструкции теплообменных устройств: завесы из якорных цепей, ячейковые или лопастные теплообменники и др.

Рис. 1.5. Вращающиеся печи:

а) мокрого способа производства 5х185 м; б) сухого помола производства 4,5х80 м; 1 – загрузочный конец; 2 – бандаж; 3 – термопары с токосъемником; 4 – роликоопора; 5 – зубчатый венец; 6 – привод; 7 – гидравлический упор; 8 – разгрузочная головка; 9 – топливная форсунка; 10 – устройство для охлаждения корпуса воздухом; 11 – устройство для автоматического замера температуры корпуса; 12 – устройство для охлаждения разгрузочной горловины; 13 – мазутная форсунка; 14 – станция жидкой смазки привода.

Во вращающихся коротких печах сухого способа производства предварительная тепловая обработка сырьевой муки происходит вне печи — в запечных циклонных теплообменниках, которые могут быть оснащены также и реактором-декарбонизатором. Последние завершающие термохимические операции — декарбонизация и клинокерообразование происходят в печи.

Внутрипечные теплообменные устройства

В качестве внутренних теплообменных устройств во вращающихся печах применяют металлические цепные завесы, а также ячейковые теплообменники различных конструкций. В пе­чах мокрого способа производства для обезвоживания шлама влаж­ностью 35—45 % применяют цепные завесы, обладающие развитой поверхностью, способствующие не только испарению влаги, но также транспортированию материала и предотвращению образо­вания шламовых колец внутри корпуса печи. Цепные завесы при­меняют и в печи сухого способа производства для интенсификации теплообмена между горячими печными газами и сырьевой мукой.

Цепные завесы обычно устанавливают в загрузочной части печи, где температура газов не превышает 1070 К. В начале за­грузочной части печи, где поступающий в печь шлам текучий, он налипает на поверхность теплообменных устройств и непо­средственно соприкасается с горячими газами. По мере сушки шлам постепенно теряет способность налипать на элементы тепло-обменных устройств, которые в этом случае выполняют функции регенераторов, воспринимая тепло от газов и передавая его мате­риалу. В районе расположения теплообменных устройств про­движение материала вдоль корпуса печи замедляется, вследствие чего повышается заполнение печи материалом, а также увели­чивается поверхность теплообмена. В то же время улучшается перемешивание материала, в результате чего выравнивается его температура по объему и по сечению печи, увеличиваются раз­ности и перепад температур между газами и обжигаемым мате­риалом, материалом и поверхностью теплообменников, что также способствует интенсификации теплообмена.

Читайте так же:
Подготовка сырья для помола цемента

Цепная завеса положительно влияет не только на теплообмен материала с горячими газами, но и на образование пыли и ее улав­ливание, так как в той зоне, где цепи покрыты слоем влажного шлама, на них оседает большая часть пыли, содержащаяся в га­зовом потоке. Таким образом це цепная завеса является одновре­менно и пылеулавливателем.

Рис. 1.21. Цепные завесы вращающихся печей:

1 — конструкция части цепной завесы (1 — рядовое звено; 2 — концевое звено); 11 — узел крепления цепей к корпусу печи (1 — кронштейн; 2, 3 — болт с гайкой; 4 — кор­пус печи; 5 — концевое звено цепи; 6 — футеровка)

Цепные завесы вращающихся печей обычно бывают двух ти­пов: со свободно висящими концами (рис. 1.21, а) и гирляндной завесой (рис. 1.21, б).

Цепные завесы собирают из цепей с овальными звеньями из прутка толщиной 22 и 25 мм. Материал цепей, подвешиваемых в горячей зоне с температурой газового потока 770—1070 К, — жаропрочная сталь 12Х18Н10Т, а в «холодной» зоне с температу­рой ниже 770 К — углеродистая сталь. Цепи в завесах со сво­бодно висящими концами длиной 0,6—0,7 внутреннего диаметра печи подвешиваются в шахматном порядке за один конец. Гирляндные цепные завесы подвешиваются к корпусу печи за оба конца с провисанием в средней части.

В некоторых случаях во вращающихся печах мокрого способа производства в наиболее горячей зоне внутреннего теплообмен­ника (взамен цепной завесы) частично или полностью устанавли­вают ячейковые теплообменники, включая и керамические. Ячей­ковые теплообменники пока не нашли повсеместного применения, и наиболее универсальным и эффективным внутренним теплообмен­ником остается цепная завеса.

1.3. Техническая характеристика вращающихся печей мокрого способа

Размеры печей, м

Частота вращения печи от главного привода, об/мин

Мощность электродвигателя главного привода, кВт

1.4 Техническая характеристика вращающихся печей сухого способа производства с запечными теплообменными устройствами

Размеры печей с циклонным теплообменником, м

Размеры печей с циклонным теплообменником и декарбонизатором, м

Частота вращения печи от главного привода, об/мин

Мощность электродвигателя главного привода, кВт

Выше приведены технические характеристики вращающихся печей мокрого (табл. 1.3) и сухого (табл. 1.4) способов произ­водства.

ОСНОВЫ РАСЧЕТА ВРАЩАЮЩИХСЯ ПЕЧЕЙ

Оборудование цементных заводов и, в частности, вращающиеся печи, запечные теплообменники и охладители клин­кера работают в условиях высоких температур и сложных термо­химических процессов, что предопределяет методику расчета этих агрегатов. Поэтому расчет вращающихся печей и охладителей в подавляющем большинстве случаев и любые технические расчеты основываются на достаточно упрощенных исходных данных. Во время вращения печи происходит транспортирование мате­риала и ere термохимическая обработка. При этом материал движется вдоль печи с переменной скоростью, что установлено опы­тами с радиоактивными метками на печах мокрого способа про­изводства. Это объясняется физическими и химическими изменениями, которым подвергается в процессе обжига материал. Термохимические процессы обычно рассматривают по отдельным технологическим или температурным зонам.

В печах мокрого способа по ходу движения материала разли­чают следующие зоны: сушки (испарения), подогрева (дегидрата­ции), декарбонизации (кальцинации), экзотермических реакций, спекания и охлаждения.

В зоне сушки (испарения) для увеличения эффекта теплооб­мена между поступающим материалом (шламом) и выходящими из печи горячими газами применяют внутрипечные теплообмен­ники, в основном цепные завесы. В этой зоне вода, содержащаяся в шламе в химически несвязанном виде, почти полностью из мате­риала испаряется, а высушенный шлам нагревается до 470 К.

В зоне подогрева (дегидратации) из шлама удаляются остатки химически несвязанной воды, происходит разложение органиче­ских включений и дегидратация глины, а также испарение хими­чески связанной воды, начинающееся при 700—720 К. Глина утра­чивает свои пластические свойства и превращается в порошко­образную массу. Температура материала в зоне подогрева (де­гидратации) повышается до 950 К.

В зоне декарбонизации (кальцинации) температура материала поднимается до 1300 К. Для этой зоны характерно выделение боль­шого количества углекислого газа и свободной извести, переходя­щей в тонкодисперсное состояние. Свободная известь, взаимодей­ствуя с кремнеземом и окислами алюминия, железа и магния, начинает образовывать минералы, входящие в состав цементного клинкера. Эти реакции протекают с поглощением теплоты печных газов.

В зоне экзотермических реакций температура материала резко повышается до 1650 К, начинают образовываться большая часть белита (двухкальциевого силиката 2CaO-SiO2), являющегося ос­новным исходным материалом при образовании клинкера, а также соединения окислов железа и алюминия с известью — алюмина­тов и алюмоферритов. Весь кремний переходит в белит. Количе­ство свободной извести резко уменьшается.

В зоне спекания завершается образование клинкера, мате­риал нагревается до 1750 К и переходит в размягченное состояние, а легкоплавкие минералы — в жидкую фазу. В этой зоне про­исходит горение вводимого топлива — температура горячих га­зов достигает 2000—2050 К. Образуется основной продукт об­жига — кристаллический алит или трехкальцевый силикат 3CaO-SiO2 т. е. основной компонент собственно цементного клин­кера. Последняя зона печи — зона охлаждения — представляет со­бой небольшой участок до выходного обреза печи, с которого цементный клинкер температурой 1450—1550 К сбрасывается в ох­ладитель.

Рис. 1.22. Температурные графики:

а — печи мокрого способа производства; б — печи сухого способа производства; 1 — температура газового потока; 2 — температура материала; LМ, LС – текущие значения длины печи; LМ, * LС * – полная длина печи.

В печах сухого способа производства, оборудованных циклон­ными теплообменниками и реакторами-декарбонизаторами, про­исходящие термохимические процессы идентичны процессам, про­исходящим в печах мокрого способа. Следует учитывать, что влаж­ность поступающей в печь сырьевой муки не превышает 1,5%, благодаря чему в печных агрегатах сухого способа отсутствует зона сушки (испарения), а процессы подогрева и частично декарбо­низации проходят в циклонном теплообменнике и реакторе-декарбонизаторе.

На рис. 1.22 показаны температурные графики печей мокрого и сухого способов производства.

Определение производительности вращающейся печи и времени прохождения частиц материала корпуса печи

Теплообмен в печи весьма сложен, зависит от боль­шого числа факторов, и поэтому рассчитать его с приемлемой для практических целей точностью пока не представляется возможным. Каждый завод (фирма), изготовляющий вращающиеся печи и ох­ладители, обычно руководствуется собственными методами рас­чета, накопленным опытом конструирования, испытаний и экс­плуатации печей.

Отсутствие расчетов основных параметров вращающихся пе­чей свидетельствует о незавершенности этих работ и о необходи­мости дальнейшего совершенствования имеющихся расчетов о уточ­нением их на основе эксплуатационных данных.

Институтом ВНИИцеммаш с помощью математической обра­ботки статистических данных, полученных от большого количе­ства эксплуатируемых в СССР вращающихся печей различных типов, а также данных каталогов иностранных фирм, определены эмпирические зависимости для подсчета производительности вра­щающихся печей в тоннах в час.

Читайте так же:
Фосфатный цемент adhesor адгезор

Производительность вращающейся печи мокрого способа про­изводства

печи сухого способа производства

QC = 162 D 2 L/q (1.2)

печи сухого способа с реактором-декарбонизатором

где D — диаметр печи, м; L — длина печи, м; q — удельный расход теплоты на обжиг клинкера, кДж/кг, значения q см. табл. 1.1 и 1.2.

Для печей с декарбонизаторами в качестве q подставляют то количество удельной теплоты, которое подается непосредственно в печь, без учета подаваемой в декарбонизатор.

Пример расчета производительности печей. Печь 5×185 м мокрого способа производства

Qм = 104,4D 2 L/ q = 104,4 ∙ 5 2 — 185/6500 = 74 т/ч или 1780 т/сут.

В технической характеристике печи (см. табл. 1.1) Qм = 1800 т/сут. Печь сухого способа производства 4,5Х 80 м (СМЦ-20) с реактором-декарбо­низатором

Qр.д. = (136,8D 2 L)/ q = (136.8 ∙ 4.5 2 ∙ 80)/1700 = 130,4 т/ч или 3130 т/сут

В технической характеристике печи (см. табл. 1.2) Qp д = 3000 т/сут.

Время прохождения частиц материала корпуса печи [по дан­ным «Бюро оф Майнз» (США) 1 (мин)

где L — длина печи, м; β — угол естественного откоса сухих материалов, °, можно принять β = 40°; у — уклон печи, °; D — диаметр печи, м; п — частота вращения, об/мин; F — коэффициент, учитывающий сужение конуса печи, пере­сыпные и другие устройства, которые сдерживают материал и удлиняют время прохождения частиц материала через корпус вращающейся печи, в этом случае F = 2.

Пример расчета для печи 4,5×80 м сухого способа производства (см. nабл. 1.4):

L = 80 м; √β = √40 = 6,325; у = 4° или 2,3°; D = 4,5 м; n = 0,6-3,44 об/мин.

Принимаем F = 1 (для печи с постоянным диаметром корпуса печи). При n = 0,6 об/мин.

t = (1,77 ∙ 80 ∙ 6,325)/(2,3 ∙ 4,5 ∙ 0,6) ∙ 1 = 144 мин;

при n = 3,44 об/мин t = (1,77 ∙ 80 ∙ 6,325)/(2,3 ∙ 4,5 ∙ 3,44) ∙ 1 = 25 мин

Как видно из расчета, время прохождения частицами материа­лов корпуса печи определяется в основном изменением частоты вращения, длиной и углом наклона корпуса печи.

В длинных печах мокрого способа производства общее время пребывания материала составляет около 3—3,5 ч, а в печах су­хого способа — около 1,5—2 ч.

Как указывалось ранее, благодаря сложному теплообмену (термохимическому процессу) материал движется в различных зонах печи с разной скоростью. Это явление подтверждается опы­тами, проведенными с радиоактивными метками.

основные расчеты конструкции вращающейся печи

Расчет барабанной вращающейся печи В промышленных условиях фтороводород получают методом сернокислотного реагирования с флюоритом в барабанных вращающихся печах с электрическим обогревом или обогревом топочными газами Расчеты

Металлургические печиМеталлургияВсе

Учебное пособие для курсового проектирования Екатеринбург УГТУ УПИ 2007 49 с Методика расчета и проектирования вращающейся печи тепловой баланс размеры печи материальный баланс

Расчет параметров вращающейся печи для обжига

тепловая работа барабанной вращающейся печи предназначенной для обжига меловой вскрыши Определены основные размеры печи в

Проектирование вращающейся печи 5х185 м

2 Конструкция и принцип действия вращающейся печи диаметр 5х185 м 3 Патентный поиск 4 Сущность модернизации 5 Расчет основных параметров печи 5 1 Расчет производительности печи 5 2

Лисиенко В Г Щелоков Я М Ладыгичев М Г

Вращающиеся печи огнеупорных заводов Вращающаяся печь для обжига кусковых материалов Движение материалов во вращающейся печи Расчет основных размеров печи

Трубчатые вращающиеся печиMetallPlace

Имея расчеты теплового баланса печи можно найти количество газов которые образуются в процессе сгорания Vt Зная количество газов внутренний диаметр барабана находят по

Обжиг извести во вращающееся печиSUNIC

Во вращающейся печи различают три основные зоны отличающиеся режимными параметрами термообработки материала и физико химическими процессами происходящими в нем

технические условия вращающейся печи

2 1 конструкция вращающейся печи 2 2 определение объекта управления основные возмущения 2 3 расчетная схема вращающейся печи как объекта управления

Обжиг извести во вращающееся печиSUNIC

Во вращающейся печи различают три основные зоны отличающиеся режимными параметрами термообработки материала и физико химическими процессами происходящими в нем

Прочностной анализ машин и аппаратов

Определены основные расчетные нагрузки печи и проведены прочностные поверочные расчеты корпуса печи Выполнены расчеты температурных полей вращающейся печи по методу конечных элементов

Вращающаяся печь для обжига клинкера по

Обоснование выбора конструкции вращающейся печи 18 2 Теплотехнические расчеты19 2 1 Расчет горения топлива 19 2 2 Материальный баланс производства портландцементного клинкера

Разработка проекта вращающейся печи для

Газы из вращающейся печи очищают от пыли возгонов в системе 8 Основные размеры вращающейся печи Порошки молотые шамота марок ПШБМ ПШБТ и глины марок ПГА ПГБ представлены на рисунке 2

технические условия вращающейся печи

технические условия вращающейся печи 1 4 2 Расчет процесса металлизации во вращающейся печи 1 5 Технические характеристики вращающихся печей 1 6 Пример повышения тепловой эффективности вращающихся печей

Монтаж вращающейся барабанной печи

Основные технические и монтажные характеристики барабанной печи Разработка ситуационного плана монтажной площадки Приемка вращающейся печи и ее складирование

Расчет материального и теплового баланса

Основные технические параметры карусельной печи Характеристика горелок и распределение тепловой мощности по зонам печи Техническая характеристика рекуператора

вращающейся печи чертежи

На базовом уровне расчет вращающейся печи выполняется на основе времени пребывания материала в емкости термической обработкипри сухом способе интервалы в среднем составляют 1 5 2 ч а при мокром3 3 5 ч

Вращающиеся печи теплотехника

Трубчатые вращающиеся печи В 1 Конструкции вращающихся печей В 1 1 Назначение и схемы Исследование различных вариантов прокалки кокса во вращающейся печи

Вращающиеся печи теплотехника

Расчеты при сжигании топлива на обогащенном кислородном дутье Потери в окружающую среду Нагрев сыпучего материала в обжиговой вращающейся печи

Модернизация вращающейся печи Ø4х150 м

Модернизация вращающейся печи Ø4х150 м с целью уменьшения удельных модернизации является вращающаяся печь с разработкой новой конструкции цепной завесы

Теплотехнические расчеты вращающейся

Теплотехнические расчеты вращающейся печи для обжига цементного клинкера по сухому

Выверка вращающейся печи на стадии

Инженерная компания НГКИ выполнила комплекс работ по выверке осей и приводов вращающейся сушильной печи находящейся на стадии монтажа на заводе по производству мебельной плиты ламината и стеновых панелей

Вращающиеся печи теплотехника

Компьютерная система автоматического управления тепловой работы вращающейся печи 3 6 Применение горелок большой мощности с управляемой длиной факела и окислительной способностью атмосферы

Вращающаяся печь 5х185 м чертежи и расчеты

Вращающаяся печь 5х185м представляет собой сварной барабан из листовой стали М16С ГОСТ 67 53 толщиной 45 110 мм с внутренним диаметром 5 м общей длинной 185 м На барабане закреплены восемь бандажей которыми печь опирается на семь парных роликоопор с наклоном по отношению

Бандаж вращающейся печи

Бандаж вращающейся печи содержащий отдельные сектора сплошного сечения соединенные на стыках посредством сварного шва при этом соединение секторов между собой выполнено в виде шип паз или ласточкин хвост

Вращающиеся печи PENGFEI

Система вращающейся печи Вращающаяся печьпромышленная печь цилиндрической формы которая приводится в движение с помощью шестерни используется для непрерывного обжига материалов

Вращающиеся печи теплотехника

Конструкции уплотнительных устройств Устройства для питания печи сырьевой смесью Грануляторы Элементы конструкции вращающихся печей Корпус вращающейся печи Детали опорных устройств

Читайте так же:
Цемент ведрами или кг

Описание конструкции и тепловой работы

Описание конструкции и тепловой работы вращающейся печи для кальцинации глинозема Особенности температурного режима процесса

Лисиенко В Г Щелоков Я М Ладыгичев М Г

Компьютерная система автоматического управления тепловой работы вращающейся печи Применение горелок большой мощности с управляемой длиной факела и окислительной способностью атмосферы

Мастрюков Теория конструкции и

§ 1 Основные расчетные соотношения § 2 Примеры расчетов Глава II Расчеты процессов теплообмена § 1 Основные расчетные соотношения и примеры расчетов конвективного теплообмена § 2

Выверка сушильной печи методом 3D

Выверка сушильной печи методом 3D сканирования на подмосковном заводе 06 06 2014 г Инженерная компания НГКИ выполнила проект по выверке вращающейся сушильной печи находящейся на стадии

Теплотехнические расчеты вращающейся

Эффективность использования топлива во вращающейся печи определяется в основном тремя факторами полнотой горения топлива глубиной охлаждения топочных и технологических газов и количеством потерь тепла корпусом

2 2 Расчёт теплового баланса вращающейся

2 2 Расчёт теплового баланса вращающейся печи Тепловой баланс вращающейся печи диаметром 5 и длиной 185 метров

Вращающиеся печи для производства цемента

вращающейся печи Она характеризуется большим коэффициентом соотношения длины к диаметру по сравнению с печью Стандартные расчеты габаритов печи где D i = внутренний диаметр печи

Расчет материального и теплового баланса

Основные технические параметры карусельной печи Характеристика горелок и распределение тепловой мощности по зонам печи Техническая характеристика рекуператора

Расчет барабанной вращающейся печи

Основные технические и монтажные характеристики барабанной печи Разработка ситуационного плана монтажной площадки Приемка вращающейся печи и ее складирование

Расчет вращающейся печи для обжига цементного клинкера

Вращающиеся печи

Конструкции печей. Вращающиеся печи для мокрого и сухого способов производства клинкера аналогичны по конструктивным решениям.

Вращающаяся печь СМЦ-402 (рис. 1.5) размером 5Х185м имеет цельносварной тонкостенный трубчатый корпус, опирающийся на неподвижные опоры. Торцами корпус входит в две неподвижные головки; загрузочную и разгрузочную. В мзетах опор на корпусе смонтированы стальные бандажи, лежащие на роликах, свободно вращающихся в подшипниках, ось которых параллельна оси вращения корпуса печи. Рамы, на которых укреплены опоры, залиты бетоном. Для обеспечения движения в печи обжигаемого материала корпус имеет уклон 4% (от загрузочной части к разгрузочной).

Для предотвращения осевых смещений корпуса вследствие его наклона и температурных расширений на фундаменте монтируют гидравлические упоры 4, позволяющие смещать печь вдоль оси на некоторое расстояние, затем медленно возвращать ее в прежнее положение. Гидроупоры обеспечивают равномерный износ рабочих поверхностей бандажей и роликов опор.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:

Бандажи представляют собой кольца с внутренним диаметром несколько большим, чем наружный диаметр посадочной поверхности на корпусе. Бандаж надевается на обечайки через прокладки с зазором 10…15 мм, изменяющимся по температурным зонам печи. Зазор рассчитан так, чтобы по мере разогрева корпуса и его расширения в радиальном направлении зазор уменьшался и бандаж оказывался в плотном, беззазорном соединении с корпусом. В последние годы печи оснащаются более совершенными вварными бандажами.

Печь приводится во вращение от двух электродвигателей, соединенных муфтами с редукторами, передающими вращение ведущим подвенцовым шестерням. Венцовая шестерня крепится к корпусу на шарнирных подвесках.

Внутри корпус печи футерован с целью защиты его от воздействия высокой температуры. Разгрузочный конец печи облицован фасонными отливками из жаропрочной стали.

Разгрузочная головка соединяет выходной обрез печи с шахтой холодильника. Через торцовую стенку головки вводится топливная горелка. Через загрузочную головку в печь подается шлам: одновременно она служит и пылеосадителыюй камерой. Пыль, осажденная пылеосадительной камерой и электрофильтрами, собирается в их нижних бункерах и затем удаляется оттуда. Печи работают на угольной пыли, мазуте и газе.

Первой по ходу движения материала в печи находится зона испарения, имеющаяся только у печей для обжига клинкера по мокрому способу. Она оснащена завесой из отрезков кругло-звенных цепей, свободно висящих или подвешенных за оба конца со стрелой провеса, достигающей почти оси вращения корпуса печи. Проходящие газы нагревают цепи, которые передают тепло шламу. Применение цепей вызвано необходимостью увеличить поверхность теплообмена между потоком горячих газов и обжигаемым материалом. Материал в зоне испарения нагревается до 150…200 °С.

За зоной испарения следует зона подогрева (дегидратации), в которой из шлама удаляются остатки свободной и связанной влаги. Температура высушенного материала, утратившего пластические свойства и превратившегося в порошкообразную массу, повышается до 500…600 °С. Для ускорения теплообмена в этой зоне установлен цепной теплообменник, представляющий собой цепи, подвешенные за оба конца с небольшой (0,5 м) стрелой провеса. Эти гирлянды цепей располагаются по пологой винтовой линии и увеличивают поверхность теплообмена. Количество их определяется свойством обжигаемого сырья.

Зоны испарения и дегидратации занимают 50…60% длины печи.

В следующей зоне — зоне декарбонизации происходит распад СаС03 с выделением больших количеств углекислого газа (СОа) и извести (СаО), находящейся в тонкодисперсном состоянии. Последняя взаимодействует (оставаясь в твердой фазе) с соединениями кремнезема (Si02), алюминия, железа, магния, и в конце зоны при температуре 950 °С образуются крупные гранулы материала.

За зоной декарбонизации следует зона экзотермических реакций, в которой образуется большая часть белита — двухкальциевого силиката 2Ca0Si03, являющегося основным материалом при получении клинкера. Реакции, идущие все еще в твердой фазе, сопровождаются выделением теплоты, и температура материала повышается до 1350 °С. Зоны декарбонизации и экзотермических реакций занимают 25…30% длины печи.

Последней активной зоной является зона спекания, в которой материал нагревается до 1450… 1500 °С, а температура газов в зависимости от вида сжигаемого в этой зоне топлива и коэффициента избытка воздуха достигает 1750 °С. Материал переходит в размягченное состояние и частично плавится. В зоне спекания заканчивается обжиг материала с превращением его в алит (трехкальциевый силикат 3Ca0Si02). В конце зоны спекания под влиянием поступающего в печь воздуха из холодильника (так называемого вторичного воздуха) температура материала снижается до 1350… 1300 °С и выпадает кристаллический алит, т. е. образуется клинкер. Последнюю технологическую зону, в которой температура материала снижается, называют зоной охлаждения.

Рис. 1.5. Вращающаяся печь СМЦ-402

Рис. 1.6. Схема установки вращающейся печи для обжима клинкера сухим способом с декарбонизатором

Рис. 1.7. Роликоопора вращающихся печей

Печь для обжига клинкера сухим способом (рис. 1.6) содержит концевой и запечный дымососы, циклонный теплообменник с декарбониза-тором и собственно вращающуюся печь.

Нагрузка от корпуса вращающейся печи с огнеупорной футеровкой 6 и обжигаемого материала передается через кольцевые бандажи на опоры (рис. 1.7), которые монтируют на строительном основании печи — железобетонном фундаменте. Опора содержит фундаментную раму, по два опорных блока, каждый из которых состоит из опорного ролика и двух подшипниковых узлов, смонтированных в корпусах. Опорный ролик оснащен подшипниками качения, воспринимающими радиальную нагрузку. Одна из цапф опорного ролика в осевом направлении фиксируется в корпусе подшипника с помощью упорных подшипников. Смазка подшипников — жидкостная, смазывание циркуляционное от индивидуальной смазочной системы.

Читайте так же:
Цемент песок отсев вода пропорции

Привод печи в зависимости от общей потребляемой мощности одно- или двусторонний; в первом случае его устанавливают с одной стороны печи, во втором— с двух сторон. Привод включает зубчатое колесо (зубчатый венец), шестерню (подвенцовую), главный и вспомогательный электродвигатели и редукторы (рис. 1.8).

В рабочем режиме печь вращается при включенном главном электродвигателе и отключенном вспомогательном. При ремонтных и футеровочных работах печь вращается с малой скоростью от вспомогательного электродвигателя (главный электродвигатель отключается, а муфта между вспомогательным и главным редукторами включается). На быстроходном валу вспомогательного редуктора устанавливают тормоз, который служит для остановки, фиксации печи в каком-либо положении.

Зубчатое колесо крепят йа корпусе печи различными способами, но с учетом необходимости компенсации тепловых радиальных расширении корпуса печи.

Рис. 1.8. Двусторонний привод вращающейся печи

Для плавного пуска и регулирования угловой скорости печи в широком диапазоне в приводе применяют главные электродвигатели постоянного тока, питание которых осуществляется от индивидуальных тиристорных преобразователей.

Смазывание зубчатых колес главного редуктора и подшипников качения шестерни производится от отдельной жидкостной смазочной станции, смазывание зацепления зубчатого колеса и шестерни — от жидкостной станции периодического действия.

Составной частью печей для производства цемента сухим способом являются запечные циклонные или шахтно-циклонные теплообменники и декарбонизатор.

Циклонный теплообменник обеспечивает предварительную тепловую обработку сырьевой муки перед поступлением ее в печь за счет теплоты дымовых газов, образующихся в ней при сжигании топлива. Теплообменник состоит из одной или двух параллельных ветвей циклонов, установленных по высоте в четыре или пять ступеней, соединенных между собой газоходами; для перепуска материала из одной ступени в другую в нижней разгрузочной части каждого циклона имеется течка, подсоединяемая к газоходу, отводящему пылегазовую смесь из нижерасположенного циклона в вышерасположенный.

Принцип работы циклонного теплообменника заключается в следующем (рис. 1.9).

Холодная сырьевая смесь подается в газоходы, соединяющие циклон третьей ступени с циклоном четвертой ступени, подхватывается горячим газовым потоком; сырьевая мука при этом нагревается, а газы охлаждаются. Нагретая сырьевая мука выделяется из пылегазового потока в циклонах четвертой ступени и по перепускным течкам ссыпается из них в газоход, соединяющий циклон второй ступени с циклоном третьей ступени. Далее цикл осаждения муки в циклонах и подачи ее в газоходы повторяется по остальным трем ступеням циклонов. В итоге из теплообменника из циклонов первой ступени предварительно нагретая до 800—900 °С сырьевая мука поступает во вращающуюся печь.

Рис. 1.9. Схема циклонного теплообменника:
I, II, III , IV — циклоны первой — четвертой ступеней; 1 — вращающаяся печь; А — подача сырьевого материала; Б — отвод газов в запечный дымосос

Горячие дымовые газы, образовавшиеся в результате горения технологического топлива во вращающейся печи, со взвешенной в них сырьевой мукой поступают в циклон первой ступени, где газы отделяются от муки и просасываются по газоходу в циклон второй ступени. На этом тракте газы обогащаются сырьевой мукой, поступающей из циклона третьей ступени. Далее цикл отделения газов от муки в циклонах и распыления в газах муки в газоходах повторяются по остальным ступеням теплообменника. В результате газы охлаждаются и на выходе из циклонов четвертой ступени имеют температуру около 330 °С.

Рис. 1.10. Циклонный теплообменник печи размером 4,5X80 м:
1 — вращающаяся печь; 2 — циклон первой ступени; 3 — газоход первой ступени; 4 —. реактор-декарбонизатор; 5 — течка циклона второй ступени; 6 — циклон второй ступени? 7 — футеровка; 8 — газоход третьей ступени; 9 — циклон третьей ступени; 10 — газоход четвертой ступени; 11 — патрубок для подачи сырьевой муки в циклонный теплообменник; 12 — газоход для отвода газов в запечный дымосос; 13 — розжиговый клапан; 14 — коллектор; 15 — циклон четвертой ступени; 16 — течка циклона четвертой ступени; 17 — течка циклона третьей ступени; 18 — газоход второй ступени; 19 — течка циклона первой ступени

Все циклоны, газоходы и перепускные течки выполнены сварными из листовой стали, изнутри футерованы огнеупорным материалом для максимального уменьшения тепловых потерь в окружающую среду и предохранения от перегрева металлических стенок. Футеровку можно выполнять из жаропрочного бетона, из огнеупорного кирпича или их сочетания. Для удержания футеровки металлические стенки элементов циклонного теплообменника оснащают с внутренней стороны поддерживающими полками, анкерными и другими необходимыми деталями.

Каждый циклон имеет цилиндрическую и конусную части, крышку. Нижнюю суженную разгрузочную часть циклона соединяют с перепускной течкой. В центре крышки предусматривают отверстие для подсоединения газохода к расположенному выше циклону; пылегазовая смесь от расположенного ниже циклона подводится через тангенциальный входной патрубок. Циклоны снабжены ремонтными люками, лючками для очистки стенок от возможных налипаний пыли, а также для установки контрольно-измерительных приборов.

На вертикальных участках газоходов устанавливают линзовые компенсаторы для предотвращения деформации и коробления элементов газоходов и циклонов при их тепловом расширении и удлинении.

В крышках циклонов закрепляют цилиндрические нефутерованные выходные патрубки из жаропрочной стали, они входят внутрь циклонов по их оси и служат для лучшего формирования спирально-кругового потока пыле-газовой смеси в циклоне.

В газоходах также выполняют ремонтные люки, лючки для установки контрольно-измерительных приборов.

Для повышения эффективности циклонов как пылеулавливающих аппаратов, сведения к минимуму подсосов газов в них по течкам из расположен^ ных ниже циклонов все перепускные течки оснащают гравитационными за-творами-мигалками, клапаны которых открываются только в те моменты, когда накопившийся в них материал сможет преодолеть силу грузов, закрывающих клапаны.

На прямолинейных участках течек устанавливают линзовые компенсаторы.

В газоходах в местах поступления материала из течек на пути его потока закрепляют рассекатели, которые способствуют лучшему распылению, распределению материала по сечению газоходов, лучшему теплообмену между газами и сырьевой мукой.

На газоходе, соединяющем циклоны третьей и четвертой ступеней, размещают розжиговый клапан, который состоит из вертикальной трубы, закрепленной на перекрытии строительной «этажерки», а также собственно клапана, расположенного в верхней части трубы и имеющего тросовый привод.

Клапан нормально закрыт и открывается только во время розжигов печи, когда в неустановившемся режиме работы дымовые газы сбрасываются в окружающую среду не при помощи запечного дымососа, а через клапан.

При нормальной работе газы из циклонов четвертой ступени по нисходящему газоходу поступают в запечный дымосос и затем либо в сырьевой помольный агрегат, либо непосредственно в запечный электрофильтр через установку для охлаждения и увлажнения газов.

Циклоны и газоходы оснащают кронштейнами, которыми они опираются на перекрытия строительной «этажерки».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector