Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
На первом участке цепей влажность снижается до 7-15 %, и материал переходит через пластическое состояние. На втором участке происходит нагревание сухого материала. При этом гранулы шихты измельчаются, и локальный унос пыли может быть весьма существенным. При обследовании печи размером 3x60 м Волховского алюминиевого завода с производительностью 19,15 т/
ч на первом участке температура шихты увеличивалась до 102 °С, па втором участке цепей длиной 6,5 м — до 450 °С. Температура уходящих газов достигает здесь 475-500 °С.
По мере увеличения вязкости пульпы плотность навесок цепей должна снижаться. В начале печи, когда пульпа только начинает подвергаться термической обработке, плотность навесок желательно увеличить, как для увеличения теплообмена с газами, покидающими печь, так и для их очистки от пыли.
Была развита математическая модель теплообмена в цепной зоне. Среди упрощений модели отметим пренебрежение колебаниями температуры цепей при вращении печи. Она принята постоянной. Пренебрегается непосредственным теплообменом между газовым потоком и материалом. Считается, что он весь проходит через посредство цепей. В такой модели теплообмен усиливается с увеличением массы цепей, что согласуется с практикой. В одной из цементных печей диаметр прутка, из которого изготовлены цепи, был уменьшен с 20 до 12 мм. Масса цепей при этом снизилась вдвое, что привело к увеличению расхода топлива на 0,025-0,030 кг у.т./кг клинкера за счет ухудшения подготовки шихты к спеканию.
Отмечено, что ввиду меньшего значения коэффициента теплоотдачи от газа к цепям по сравнению с коэффициентом теплоотдачи от цепей к материалу желательно использовать цепи с небольшим провисанием для относительного увеличения времени их пребывания в газовом потоке. При этом подвижность цепей должна быть достаточно высокой для уменьшения экранирования ими друг друга.
Использование на втором участке цепных ковриков, представляющих короткие цепи, прикрепленные к плоскости, перпендикулярной оси печи на корпусе, вместо гирлянд уменьшает теплопередачу, так как неподвижные цепи экранируют друг друга. Расчеты показали, что в этом случае коэффициент теплоотдачи примерно в 2 раза ниже по сравнению с таковым для висящих цепей.
Исследования показали, что пылевынос в цепной зоне увеличивается с ростом скорости газового потока, температуры материала, выходящего из завесы и наоборот, уменьшается при повышении степени провисания цепей на пер-
348
вом участке, где влажные цепи являются пылеуловителями. Очевидно, провисание необходимо увеличить на первом участке и сократить на втором.
Численный пример влияния теплообменных устройств на теплоотдачу печных газов. Рассмотрим вариант выбора между длинными печами с внутренними теплообменными устройствами и короткими печами с запечными теплообменниками при обжиге известняка. Выбор делается в пользу длинных печей благодаря интенсификации теплообмена с помощью ряда внутренних устройств.
Известны сравнительные расчеты для длинной печи размером 3104 м, с LID = 38, где D — внутренний диаметр по футеровке. Печь снабжена различными внутренними устройствами, показанными схематически на рис. 4.138. Скорость вращения составляет 1,6 об./мин.
Сопоставляются следующие четыре варианта печи: 1) с гладкой футеровкой; 2) с порогом у горячего обреза и кирпичными полками в глубине печи на длине 6,7 м; 3) с дополнительными тремя трехлепестковыми кирпичными теплообменниками длиной по 9,1 м каждый; 4) с дополнительной к предыдущему варианту секцией длиной 7,6 м, снабженной короткими металлическими полками, прикрепленными к корпусу печи. Футеровка имеет два варианта, толщину 152 и 230 мм.
1 2 3 4
Рис. 4.138. Схема вращающейся печи 104x3 м для обжига известняка с внутренними теплообменными устройствами: 1 — кольцевой порок на разгрузочном конце; 2 — кирпичные полки длиной 6,7 м; 3 — кирпичные трехлепестковые теплообменники длиной 9,1 м каждый; 4 — участок длиной 7,6 м с короткими металлическими полками; 5 и б — загрузочный и разгрузочный концы печи
Таблица 4.58
Материальный баланс обжига на 100 единиц извести
Загружено Количество единиц Получено Количество единиц
Сухой известняк 193,9 Обожженный продукт, в
том числе:
Вода в шихте с 5,8 СаО 96,0
влажностью по весу 3 %
Инертные примеси 4,0
Г аз СОг из продукта 75,4
Г аз СОг из пыли 3,5
СаО — пыль 4,5
Пыль в виде СаСОз и 10,5
инертных примесей
Вода из шихты 5,8
Итого 199,7 199,7
349
Материальный баланс обжига известняка при получении 100 единиц обожженного продукта представлен в табл. 4.58. В табл. 4.59 представлены статьи расходной части теплового баланса. Табл. 4.60 показывает эффективность различных внутренних теплообменных устройств по вариантам, перечисленным выше.
Каждое из перечисленных теплообменных устройств существенно повышает производительность печи, снижает потери с уходящими газами и удельный расход топлива. Практически предпочтение следует отдавать наиболее простым устройствам, долговечным, не снижающим стойкость футеровки. Из них наиболее эффективны потоки в зонах повышенных температур и металлические полки, лепестки и винты на загрузочной стороне печи.
