Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Общая длина Lo, м 45 75 75 84,6 84,6 45 75 105 75 75,16 32 75
Внутренний диаметр Д м 2,4 2,62 2,62 2,62 2,35 1,92 2,62 2,52 3,1 2,52 1,6 2,7
Максимальная температура корпуса “С 180— 200 330- 360 280- 290 290- 300 320- 340 260- 290 260- 280 350- 360 220-250 190-210 230- 250 260- 270
Расстояние точки от головки печи Ам 8-11 14-20 18-20 11-16 11-14 14-20 25-28 16-20 18-20 16-20 4-6 12-15
ALJD 3,3- 4,6 5,3- 7,7 6,9- 1,1' 4,7-6,8 4,7-6,0 7,3- 10,5 9,5- 10,5 6,4-7,9 7,15-8,0 7,15-8,0 2,5-3,7 4,5-7,4
(ALJLo) 100% 17-27 18-26 23-26 13-19 13-17 31-44 30-37 15,2- 19 24-27 24-27 12,5-19 16-20
Род топлива ПГ ПГ ПГ ПГ УП УП ПГ Мазут Мазут, УП УП ПГ УП
Теплота сгорания Q„p, МДж/ед. (нм3, кг) 34,33 34,33 34,33 34,33 27,6 27,2- 28,1 34,33 40,2 40,2 26,4-27,2 26,4-27,2 5,86 24,45
Расход топлива, ед./ч 440- 460 1400 1500 1400 3300 1350 1500 2100 1270 1500 2400 3100
Расход первичного воздуха, нм3/ч 1350 4100 5200 4400 6000- 7000 6500 — 2500 1275, 1930 4250 — 7500
Диаметр горелки do, м 0,08 0,08 0,08 0,18 0,15 0,15 — 0,05 0,17 0,16 — 0,21
(do/D) 100% 3,3 3,03 3,03 3,4 7,65 7,8 — 1,98 5,50 6,25 — 7,74
Примечания. 1. Длина факела примерно на 2-3 м короче расстояния до точки максимальной температуры корпуса печи. 2. ПГ — природный газ; УП — угольная пыль; ГГ — генераторный газ.
Таблица 4.54 Наиболее крупные печи по проекту общесоюзного стандарта
Марка печи LID Марка печи LID
В2,5-30НУ-02 12,0 ВЗ-45НУ-02 15,0
В2,5-40НУ-02 16,0 ВЗ,2-50НУ-02 15,6
В2,5-40НУ-04 16,0 ВЗ,2-60НУ-02 18,9
В2,8-35НУ-02 12,5 ВЗ,5-25НУ-02 7,14
В2,8-40НУ-02 14,3 В3.5-60НУ-02 17,1
В2,8-45НУ-02 16,1 ВЗ,5-60НУ-04 17,1
В2,8-50НУ-02 17,9 ВЗ,5-70НУ-02 20,0
ВЭ-35НУ-02 11,7
Еще сравнительно недавно предпочтение отдавалось длинным печам, в которых проходят все стадии термической обработки, включая сушку. Такие агрегаты просты при изготовлении и обслуживании. Однако рост их производительности ограничивается одной из стадий, чаще всего подготовкой шихты. Наблюдается тенденция к проведению подготовительных стадий, включая дегидратацию и декарбонизацию, в запечных устройствах. Вращающаяся печь предназначается для заключительной стадии термической обработки. Это направление особенно эффективно там, где возможно дополнительное сжигание низкосортного топлива, поскольку стадии подготовки шихты могут проходить при температурах, не превышающих 1200 К. Длина печи резко сокращается, а производительность агрегата увеличивается при тех же размерах. Такие агрегаты, несмотря на усложнение, экономически более выгодны, особенно с учетом роста цен на топливо.
2.2.1. Математические модели тепловой работы вращающихся печей
Литература по математическим моделям тепловой работы металлургических печей обширна. Но само множество моделей и существенные различия для однотипных печей указывают на их несовершенство. Замкнутая система уравнений часто составляется с упрощением и огрублением важнейших физико-химических процессов, особенно тепло- и массообмена. Недостаток информации восполняется подгонкой коэффициентов по опытным данным. Практическая ценность такого подхода незначительна, так как модель оказывается частной, непригодной при изменении условий задачи.
Во вращающихся печах алюминиевой промышленности шихты проходят сложные превращения. Например, при спекании шихт в зоне сушки пульпа находится в пластическом состоянии, в зоне декарбонизации — близком к псевдоожижению, в зоне спекания — вновь с некоторыми пластическими свойствами при существенной доле жидкой фазы. Изменяются физико-химические и теплотехнические характеристики шихты. Эндотермические реакции в
315
зоне декарбонизации увеличивают удельный сток энергии в несколько раз, тогда как в значительной части зоны спекания могут преобладать экзотермические реакции.
В цементной промышленности недостатки теории компенсируются обобщением опыта работы множества агрегатов в течение длительного периода. В алюминиевой промышленности такого опыта нет. Заимствование его из работы печей с другими технологиями возможно лишь в ограниченной мере.
На рис. 4.124 показан температурный режим в цементной печи, действующей с наливом пульпы. На кривых температуры шихты и футеровки характерны схожие подъемы после удаления из пульпы физической влаги и провалы в центральной части зоны декарбонизации. Температура футеровки в этом слу-
Рис. 4.124. Изменение температур по длине цементной печи (мокрый способ производства с наливом пульпы): J-V — зоны; 1 — газовая среда; 2, 3 — футеровка; 4 — шихта
t,°C
Рис. 4.125. Изменение температур внутренней поверхности футеровки за один оборот цементной печи: 1-10 — точки на внутренней поверхности футеровки; 11 — зернистый материал
316
кг/(м-мин)
Рис. 4.126. Изменение температуры шихты (1), пылеобразования (2) и пылеосаждения (5) по длине вращающейся печи размером 3,6x150 м. (Спекание нефелиновой пульпы с ее наливом)
чае ближе к температуре шихты по сравнению с расчетами. Рис. 4.125 отражает формы кривой температуры поверхности футеровки в течение одного оборота. Нефелиновая пульпа в печах спекания проходит подобные состояния. Температура шихты здесь изменяется по аналогичной кривой, что видно из рис. 4.126.
