Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
20 85,0 11,6 2,9 0,5 0,2 2,0 9460
40 85,0 11,4 3,2 0,4 0,3 3,0 9280
Смолы (генераторные) 72-90 7-11 0,2-1,7 2-10 1,0 5,0 7200-9000
Соляровое масло 86,5 12,8 0,4 0,3 — — 10110
Бензин 85,0 14,9 0,05 0,05 — — 10450
134
1.3. Основные требования к топливному факелу во вращающихся печах
Рассмотрим особенности формирования топливного факела во вращающихся печах применительно к цементной промышленности, см. также разд. 1.1 книги 2.
Для достижения температуры, необходимой для образования цементного клинкера, топливо сжигают непосредственно в печи, причем зона максимальных температур (зона спекания) располагается в пределах зоны горения топлива. Процесс клинкерообразования требует вполне определенного положения зоны горения.
Для каждого типоразмера печи длина и, следовательно, объем, зоны горения должны обеспечивать необходимую длительность пребывания материала при температуре, обеспечивающей образование клинкерных минералов с учетом особенностей сырьевой смеси. Многообразие требований к факелу во вращающейся печи объясняется тем, что речь идет не о топке в собственном смысле слова, а о технологической печи, где распределение температурных зон обусловливается свойствами факела и условиями смешения воздуха с топливом в топке печи.
Топка вращающейся печи характеризуется тем, что через горелку вводится только небольшое количество воздуха, необходимого для горения (10-25 % в случае жидкого и твердого топлива), а остальной воздух на горение поступает с низкой скоростью из холодильника. Поэтому важной проблемой является смешение в топке вращающейся печи топлива и воздушной струи из горелки (в случае газового топлива — только топлива) с потоком вторичного воздуха из холодильника. Избыток (расход) воздуха во вращающихся печах поддерживается на уровне 5-10 %, чтобы обеспечить высокую температуру факела.
Восстановительная атмосфера в печи (при а < 1) нежелательна, так как при этом в клинкере может наблюдаться, особенно при использовании жидкого топлива, образование закиси железа FeO, что снижает качество клинкера. Кроме того, имеют место химический недожог топлива и потери теплоты по этой статье.
Процесс сгорания топлива, а также теплопередача от факела футеровке печи и материалу в большой степени влияют на тепловую мощность и удельный расход теплоты, который тем ниже, чем выше теплоотдача от факела и его температура. При этом играет роль и протяженность факела. Из этого вытекают основные требования к факелу: концентрированное выделение тепла, т.е. значительная излучательная способность; высокая температура, т.е. сгорание топлива должно осуществляться с а = 1,05-1,1, чтобы поддерживать температуру в зоне спекания 1500-1700 °С; оптимальная длина и форма.
Правильный выбор формы факела определяется условиями теплопередачи (максимальная теплопередача определяется скоростью потока, светящимся или несветящимся факелом, нагревом футеровки и т.д.), отсутствием кольцеобра-зования, восстановительной атмосферы в печи, температурой в загрузочном конце.
При стабильном теплотехническом режиме работы печи факел должен быть достаточно светящимся, не жестким, не должен заполнять весь топочный объем печи и в конце зоны горения волнами касаться обжигаемого материала и футеровки.
В цементной промышленности в настоящее время процесс обжига ведется как на короткой, так и на длинной зоне горения. При коротком факеле точка воспламенения приближена к соплу горелки. Наблюдается снижение температуры отходящих газов на 20-50 °С и экономия топлива по этой статье, что также подтверждается и повышенным на 2-3 % содержанием С02 в отходящих газах из печи. Активность клинкера может быть повышена за счет меньшего времени пребывания материала в зоне высоких температур и отсутствия явления вторичного разложения C3S. Однако работа печей на коротком факеле требует равномерного питания печи материалом и топливом как по качеству, так и по количеству. Кроме того, при работе на коротком факеле ухудшаются условия образования обмазки и вследствие концентрирования высоких температур на коротком участке увеличивается опасность прогара футеровки.
При длинном факеле загорание топлива происходит дальше от сопла горелки. При этом уменьшается теплонапряжение единицы объема зоны и снижается воздействие факела на обмазку и футеровку. Появляется возможность увеличения тепловой мощности печи, уменьшения тихих ходов и опасности выпуска брака. Снижается температура клинкера, выходящего из печи, за счет некоторого удлинения зоны охлаждения. Однако работа на длинной зоне имеет и отрицательные стороны, хотя эксплуатация печи при этом облегчается. Температура отходящих газов повышается; за счет передержки материала в зоне высокой температуры может возникать клинкерное пыление и снижаться активность клинкера; несколько снижается температура факела за счет увеличения удельных потерь тепла излучением; появляется химическая неполнота горения топлива.
Не практике следует придерживаться среднего варианта, чтобы использовать положительные стороны как длинного, так и короткого факела. Оптимальной длиной факела принято считать примерно (6-7)Z>Br, где ?>вг — внутренний диаметр печи по футеровке, м.
