Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Аналогична описанной выше комбинированная горелка фирмы “Гумбольдт-Ведаг” (ФРГ). Однако фирма не рекомендует при плохом качестве пылеугольного топлива использовать газовое или мазутное топливо для получения вспомогательного факела.
266
В Бельгии на заводе фирмы “Cimenta” на печи 7x202 м используется комбинированная горелка “Unitherm”, работающая на смеси 2/3 мазута и '/ угля с Qh = 38,5 МДж/кг.
Применение эффективных горелок для сжигания твердого топлива позволяет поддерживать постоянным установленный расход топлива независимо от вида последнего и колебаний его теплосодержания, стабилизировать работу печи путем поддержания постоянной формы потоков истекающих из горелки компонентов (топлива и воздуха), регулировать форму и длину факела в широком диапазоне, регулировать образование обмазки изменением характеристик факела, достигнуть минимального износа горелок.
1.11. Дополнительное сжигание топлива
Широкое распространение в мировой практике в последние годы получили технологические линии, оснащенные установками, где осуществляется предварительная декарбонизация сырьевой смеси на 80-90 %. При этом до 60 % топлива от общего расхода поступает в декарбонизатор, остальное количество — во вращающуюся печь.
Новые технологические схемы кроме конструктивных особенностей различаются расположением декарбонизаторов и способами подачи топлива, воздуха, сырьевой смеси. Применение в схемах способов SF, MFC, RSR, KSV (Япония), системы “Пироклон” фирмы “Гумбольдт-Ведаг” (ФРГ) и др. позволяет вдвое увеличить удельный съем клинкера с единицы объема вращающейся печи.
Конструкция горелок для декарбонизаторов, циклонных теплообменников и кальцинаторов, работающих на твердом топливе, в основном сходна с конструкцией печных горелок. При этом нет необходимости иметь длинный правильный факел, в связи с чем здесь создаются предпосылки для равномерного перемешивания топлива с воздухом и течения реакций в короткий период времени. Следует, однако, иметь в виду, что при температурах 800-1000 °С и в течение короткого промежутка времени (около 73 с) топливо после истечения из горелки должно подогреваться, летучие компоненты выделиться и загореться. Осуществление всех этих физических процессов возможно при соответствии потоков компонентов, вытекающих из горелки, специфическим условиям топочного пространства. Форма факела регулируется по тому же принципу, что и во вращающихся печах.
В декарбонизаторах применяется также беспламенное сжигание твердого топлива. При подаче угля грубого помола или кускового в теплообменнике системы “Пироклон” различают четыре фазы сгорания:
• тонкие частицы полностью сгорают перед поступлением в отделитель и отдают свое тепло непосредственно на декарбонизацию частиц СаС03;
267
• более крупные частицы угля поступают вместе с сырьевой мукой в загрузочную часть печи и там сгорают;
• крупные зерна угля попадают внутрь печи и теплота их сгорания используется для остаточной декарбонизации;
• незначительный процент крупного угля попадает непосредственно в печь и сгорает по мере продвижения вдоль печи вместе с сырьевой мукой. Теплота сгорания этого угля используется непосредственно для декарбонизации. В системе “Пироклон” можно сжигать все виды твердого топлива, в том числе и низкосортного, а также газообразное и жидкое.
В отечественной цементной промышленности в настоящее время также эксплуатируются или находятся в стадии освоения системы дополнительного сжигания топлива. Так, на Катав-Ивановском цементном заводе дополнительное сжигание топлива проводилось в шахтно-циклонном теплообменнике. Подача газа в шахту осуществляется через три фурмы, равномерно установленные по внешнему периметру. В шахту поступает до 22 % топлива, остальное — в печь. Степень декарбонизации материала на выходе из теплообменника возросла на 17,6 %, а производительность печи — на 4,5-5,5 т/ч .
Промышленная проверка встроенного кальцинатора на печи Щуровского завода показала возможность увеличения производительности на 5-8 % и одновременного снижения расхода топлива на 5-7 % при дополнительном сжигании в кальцинаторе газообразного топлива до 10-15 % общего расхода.
1.12. Математическое моделирование газодинамики во вращающейся печи (по В. А. Арутюнову и А. В. Новицкому)
Вращающаяся печь (ВП) — технологический агрегат непрерывного действия с рабочим пространством в виде полого цилиндра. Вследствие небольшого наклона и вращения печи перерабатываемый сыпучий материал перемещается, нагреваясь за счет тепла, выделяющегося при сгорании топлива в рабочем пространстве. ВП находят широкое применение в черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов.
Важным направлением повышения эффективности работы печей является совершенствование конструкций горелок. К факелу в обжиговых ВП предъявляют противоречивые требования: он должен быть достаточно длинным, чтобы обеспечить необходимую протяженность зоны обжига и исключить перегрев материала, и одновременно жестким и высокотемпературным, чтобы обеспечить нагрев материала до температуры обжига. Необходимо управлять интенсивностью выгорания топлива для уменьшения налипания перегретого материала на футеровку.
