Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
При учете турбулентности в газовой среде в уравнение переноса энергии вместо значения X подставляется так называемый виртуальный коэффициент теплопроводности Хт = ц./Ргт, где Ргт — турбулентное число Прандтля (см. уравнения (4.299) и (4.329)).Т
В настоящее время реализация ДЗУ-метода и его отдельных элементов доведена до прикладных программ. Как составные части этого метода разработаны дополнительные блоки: алгоритмы и программы. Это экспресс-методы определения обобщенных коэффициентов излучения; двухэтапный метод (Монте-Карло - линейная система) определения разрешающих угловых коэффициентов излучения; 9-и, 2-х и многополосные модели спектров излучения газов и модели излучения сажистых частиц пламени; определение локальных характеристик; решение внутренней задачи теплопроводности на криволинейной сетке; определение эффективной теплопроводности слоистых материалов и штабелей огнеупоров; оценка рассеяния; расчеты угловых коэффициентов при сложной геометрии; модели выгорания, подсоса и сажевыделения по длине факелов, расчет эмиссии оксидов азота и др.
2.2. Процессы теплообмена во вращающихся печах
(по С. П. Деткову и А. Е. Еринову) [29]
Вращающиеся печи являются одними из наиболее распространенных тепловых агрегатов при термической обработке сыпучих материалов. Они обладают такими достоинствами, как высокая производительность, простота конструкции и обслуживания. К их достоинствам относят и возможность автоматизации тепловых процессов в печи, хотя многие печи все еще недостаточно оснащены контрольно-измерительной аппаратурой и автоматикой.
В качестве недостатков вращающихся печей следует отметить их большие габариты (особенно длина) и занимаемые площади, высокую удельную металлоемкость и повышенный удельный расход топлива.
Можно перечислить более 30 различных видов материалов, обрабатываемых во вращающихся печах при максимальной температуре технологической шихты от 500 до 2000 °С. Обсуждаются перспективы еще более широкого их применения, в том числе и в производстве ферросплавов. На предприятиях, производящих алюминий и технический углерод, вращающиеся печи исполь-
312
зуются в следующих процессах: спекание глиноземных шихт; кальцинация гидроксида алюминия; обжиг известняка; производство цемента из белитово-го шлама; прокаливание кокса и антрацита.
Наиболее крупные вращающиеся печи в большом количестве (свыше 1000 единиц) используются в производстве цемента. Такие масштабы применения и многолетний опыт эксплуатации печей обусловили широкое развитие исследований и технический прогресс в цементной промышленности. Однако достижения этой отрасли в других технологиях можно использовать с большими ограничениями. Для цветной металлургии, и в частности алюминиевого производства, необходимы собственные теоретические и экспериментальные исследования вращающихся печей. Например, методы расчета печей для прокаливания углеродсодержащих шихт существенно отличаются от таковых для получения цемента. Технология спекания бокситовых и нефелиновых шихт также сложнее, чем производство цементного клинкера.
В табл. 4.53 приведены технические характеристики вращающихся печей, действующих в различных отраслях промышленности и обслуживающих различные технологические процессы.
В этой таблице, кроме габаритных размеров печей и горелок, приведены и эксплуатационные характеристики работы печей: максимальная температура корпуса печи и расстояние от этой точки до головки печи. Обычно длина факела в печи примерно на 2-3 м короче этого расстояния.
В табл. 4.54 представлены данные по относительной длине вращающихся печей, выпускающихся отечественной промышленностью.
Индексация марок наиболее крупных противоточных печей приведена по проекту стандарта “Печи вращающиеся общего назначения”, составленному Ленинградским НИИ химического машиностроения. Например, марка В3.5-70НУ-
02 соответствует вращающейся печи с внешним диаметром 3,5 м, длиной 70 м, невзрывозащитной, с корпусом из углеродистой стали, с противоточной системой движения газов и материалов (с четным номером). Угол наклона оси печи к горизонту составляет 1,2 и 3°. Эти печи относительно коротки.
В цветной металлургии они используются для прокаливания углеродных материалов, обжига известняка, кальцинации гидроксида алюминия. Печи спекания глиноземсодержащих шихт остались за пределами проекта стандарта. Один из крупных недостатков приведенных марок печей обусловлен их общим назначением. Они не связаны с конкретной технологией, и поэтому имеют одинаковый диаметр по всей длине.
Длинные вращающиеся печи имеют параметр L/Dh = 32-42. Они используются для спекания шихт по мокрому способу и при обжиге извести. Печи Ачинского глиноземного комбината (АГК) в производстве спека и цементного клинкера имеют размеры 5x180 м.
313
Числовые значения параметров вращающихся печей
Таблица 4.53
Продукт обжига и спекания
Н X и 2 Н S j? ч ? о. сг >я 3 Я н X <и Я и <и IS 3 Обожженная огнеупорная глина * >я с
Параметр <и Я i о в 5 й х О Я ™ 1< |1 § 9, и ¦< * SP 5 ^ a s <и ^ с и я | « § S s о * ю О Клинкер портландцем Металлургии* доломит S ^ S 9, Доломитов] клинкер Печь 1 Печь 2 5 * я S 8-1 s 1 5 § а 5 ? 5 О о « 3 CQ и и: о И
