Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
чала исчезает нижняя часть кольцевой зоны, а затем и верхняя. Остается зона рециркуляции под корнем факела, у нижней стенки.
Наблюдения на действующих цементных печах подтвердили основные результаты модельных опытов, в частности тот важный факт, что факел “садится” на слой материала. Подтверждено существование асимметричных зон рециркуляции, показанных на рис. 4.39.
В действующих агрегатах около четверти воздуха проходит через горелоч-ное устройство. Скорость вторичного потока на входе в печь составляет 2-
3 м/с. После посадки факела на слой шихты и нижнюю стенку факел постепенно отклоняется вверх. Он “всплывает” по закону Архимеда в силу меньшей плотности среды. Соударению факела с верхней стенкой можно помешать путем повышения скорости центральной струи. При этом верхняя зона рециркуляции становится буфером между факелом и футеровкой. В случае мазутного факела асимметрия потока газов проявляется сильнее. Отмечена устойчивость нижней зоны рециркуляции, в которой газы возвращаются с позиции, близкой к сечению с максимальной температурой газов, к корню факела. Это способствует стабилизации горения, особенно в случае сжигания мазута. Смещение факела вниз, к слою шихты, усиливает теплообмен.
1.2.3. Сжигание топлива во вращающихся печах
Основная характеристика топлива - удельная теплота сгорания, в прямой зависимости от которой и находятся показатели работы печей (рис. 4.40).
Расход топлива на обжиг клинкера определяется многими факторами. Прежде всего, конструктивными особенностями вращающихся печей. Так, в длинных вращающихся печах мокрого способа удельный расход теплоты на обжиг клинкера составляет 4,1868 (1400-1600) кДж/кг клинкера; в печах сухого способа с конвейерными кальцинаторами примерно 4,1868 (900-1000) кДж/кг, а с циклонными теплообменниками 4,1868 (750-850) кДж/кг.
117
Удельная теплота сгорания топлива, х4,1868 кДж/кг
Рис. 4.40. Зависимость относительных показателей работы печи от удельной теплоты сгорания: 1 — производительность в нормальном режиме; 2 — расход теплоты нормальном режиме; 1’ и 2' — аналогичные показатели при форсированном режиме
Однако необходимо учитывать также показатели разных видов топлива, например температуру горения. Теоретическая температура горения угольного топлива 2240 °С, мазута 2170 °С, природного газа (по СН4) 2043 °С. Природный газ труднее смешивается с воздухом (вследствие близкой плотности), имеет при прочных равных условиях более растянутую зону горения и более низкую температуру факела.
Опыт эксплуатации вращающихся печей показывает, что температура факела природного газа на 100-150 °С ниже температуры факела пылеугольного топлива. Кроме того, интенсивность изучения газового факела также меньше, чем угольного топлива. Это приводит к повышению схода топлива и снижению производительности печи.
Мазут имеет более низкие температуру факела, скорость сгорания и интенсивность излучения по сравнению с пылеугольным топливом.
Зарубежные данные по работе вращающихся печей, работающих сезонно на различных видах топлива, показывают, что наименьший удельный расход обеспечивается при использовании пылеугольного топлива (табл. 4.11). Удельный расход мазута выше на 2-9 % по сравнению с углем, а расход природного газа
Таблица 4.11
Удельный расход теплоты на обжиг в зависимости от используемого топлива
Производительность печи, т/суг. Расход теплоты при применении топлива, 4,1868 кДж/кг Производительность печи, т/сут. Расход теплоты при применении топлива, 4,1868 кДж/кг
уголь мазут мазут природный газ
180 1000 1050 400 830 900
250 850 930 810 900 940
380 900 950 1600 820 850
1500 835 850 3500 740 780
118
Г1
на з58-8,5 % выше, чем мазута. Это объясняется тем обстоятельством, что при сжигании угля, мазута и природного газа выделяются различные объемы продуктов сгорания на определенное количество тепловых единиц. Например, на 4186,8 кДж при сгорании угля выделяется 1,24 м3 продуктов горения, мазута __1,31 м\ природного газа — 1,47 м3.
Таким образом, жидкое топливо выделяет примерно на 6 %, а природный газ на 18,5 % больше продуктов сгорания, чем уголь.
Эти обстоятельства следует учитывать при наладке процессов сжигания топлива. Следует иметь в виду также влияние зольности, влажности, содержания летучих и тонкости помола на процесс горения твердого топлива.
Для каждого рода топлива должны быть созданы соответствующие условия его сжигания, чтобы обеспечить полное сгорание горючей части топлива на определенном участке печи. Для подачи в печь подготовленного топлива вращающиеся печи оборудуются форсуночными устройствами, придающими факелу необходимое направление и форму.
От характеристики факела зависят длина зоны обжига и ее положение. С удлинением факела зона обжига также удлиняется и смещается в глубь печи. Ориентировочно считают, что длина зоны обжига равна половине длины факела.
Рациональный тип форсунки, место ее установки и условия работы подбирают с учетом особенностей обжигаемой сырьевой смеси, конструкции и размеров печи, рода, сорта, состава и структуры топлива. Учитывают также условия подготовки форсуночного топлива.
