Колосниковые холодильники других типов

Почти все фирмы, выпускающие технологическое оборудо­вание для цементных заводов, разработали различные конст­рукции клинкерных колосниковых холодильников или анало­гичных устройств. К ним относятся: колосниковый холодиль­ник «Фолакс» фирмы «Смидт» (Дания); рекуператорный холодильник «Рекуполь» с непрерывной решетчатой лентой фирмы «Полизиус»; колосниковые холодильники фирм «Крупп» и «Гумбольд-Ведаг» (ФРГ) и вибрационный холодильник фир­мы «Аллис-Чалмерс»(США).

В социалистических странах колосниковые холодильники выпускаются рядом предприятий: в СССР — заводом УЗТМ[44], в ГДР — народным предприятием ZAB, Дессау, комбинатом1 тяжелого машиностроения «Эрнст Тельман» (SKET), Магде­бург. В ЧССР машиностроительный завод «Пржеров» произ­водит колосниковые холодильники. В ПНР завод цементного’

Колосниковые холодильники других типов

Рис. 23.16. Комбинированный холодильник типа «Комби» фирмы «Петере»

Машиностроения Р2ВМ-«Макрум» в Быдгоще изготовляет ко­лосниковые холодильники модели «Волга» по советской ли­цензии.

Фирма «Кладиус Петере» (Гамбург, ФРГ) до 1973 г. вы­пускала колосниковые холодильники по лицензии фирмы «Фул­лер». Холодильник фирмы «Петере», названный также «Ком­би» — комбинированным, имеет постоянный наклон к горизон­тали, равный 3° (рис. 23.16).

Фирма «Гумбольдт-Ведаг» выпустила холодильник с на­клонными колосниками (с уклоном 5%) переталкивающего — типа с одной или несколькими подвижными решетками, распо­ложенными последовательно или ступенчато, с промежуточ­ным дроблением.

Холодильник с наклонными колосниками, показанный на рис. 23.17, охлаждает клинкер от 1350° С до температуры, на 65° С превышающей температуру окружающей среды. В целях рекуперации тепла нагретый при этом воздух подается в печь, где используется в качестве вторичного воздуха для горения топлива. При необходимости часть вторичного воздуха (как в методе «Пироклон») может в качестве «третичного» по тру­бопроводу подаваться прямо к теплообменнику. Избыток на­гретого воздуха можно использовать для сушки сырья.

Для повышения температуры горячего воздуха фирма счи­тает возможным применение системы циркуляции, которая осо­бенно целесообразна в ступенчатых холодильниках[45]. Остаточ­ный воздух отводится в атмосферу через обеспыливающее устройство.

Рекуперация тепла происходит в основном в первой части колосников — так называемой зоне рекуперации. Она осуще­ствляется при наличии высокого, равномерно распределенного,

Колосниковые холодильники других типов

Рис. 23.17. Клинкерный холодильник фирмы «Гумбольдт-Ведаг» с наклон­ной колосниковой решеткой

Медленно перемещающегося и перемешиваемого слоя клинке­ра и одновременной подаче рационального объема охлаждаю­щего воздуха. Низкая конечная температура клинкера дости­гается при подобранном расходе воздуха и уменьшенной толщине слоя клинкера во второй части колосников (зоне ох­лаждения). С этой целью измерительными и регулирующими устройствами контролируют толщину слоя клинкера, скорость перемещения колосников, поступление воздуха в отдельные ка­меры и, в экспериментальных случаях, частоту вращения печи.

Клинкер, выходящий из вращающейся печи, падает непо­средственно на колосниковую систему, расположенную в ниж­ней части корпуса холодильника. Дальше он транспортирует­ся, как описано в разд. 23.4.1. Поскольку направление движе­ния переталкивающей подвижной рамы несколько отклоняется от направления транспортирования клинкера, возникает пере­мешивание (относительное перемещение) клинкера. Благодаря этому улучшается интенсивный теплообмен клинкера с воз­духом.

В зависимости от допускаемых термических и механичес­ких нагрузок колосниковые плиты различают по качеству ма­териала. В рекуператорной зоне колосниковые плиты изготов­ляют из специального хромоникелевого стального литья, в зо­не охлаждения — из обычного хромоникелевого литья, а после зоны охлаждения, т. е. в зоне дополнительного охлаждения,— из стального литья с хромом.

Фирма «Гумбольдт-Ведаг» при наличии специальных тре­бований поставляет различные запатентованные конструкции колосниковых плит.

Привод подвижной рамы колосников осуществляется элек­тродвигателем со ступенчатой регулировкой скоростей через предохранительную муфту и полый вал редуктора. Этот редук­тор выполнен в виде кулисной системы, причем двигатель при­вода установлен непосредственно на корпусе редуктора. По­лый вал системы связан с осью привода. На нем находятся оба эксцентрика, осуществляющие соединение через кулису с под­вижной рамой[46]. Частота перемещений имеет ступенчатую ре­гулировку.

Для компенсации неравномерностей, возникающих из-за не­горизонтальности направления движения подвижной рамы, между подвижной рамой и нижней частью корпуса установле­ны амортизаторы.

Центральная смазочная станция через распределительную систему снабжает дозированным количеством смазки все под­шипники колосникового холодильника, скребковый транспор­тер и дробилку.

В верхней части корпуса предусмотрены большие отверстия для отвода воздушных потоков; увеличением их сечения дос­тигается незначительное удельное содержание пыли в воздухе. Для доступа к колосникам в верхней части корпуса имеется несколько дверок. Футеровка верхней части корпуса охватыва­ет боковые стены, выложенные в зоне нахождения материала износоустойчивым шамотным кирпичом, и простую сводчатую крышу. Кроме того, в своде устанавливают тензометры для из­мерения механических напряжений в процессе работы. Огне­упорная футеровка защищена отражательными листами с тя­желой цепной завесой, предохраняющими от попадания боль­ших кусков клинкера, вылетающих из молотковой дробилки. Для снижения потерь с излучением предусмотрена изоляция.

Для удаления мелкой фракции клинкера, провалившейся через систему колосников, в нижней части корпуса установле­ны два скребковых транспортера, что, с одной стороны, снижа­ет строительную высоту, а с другой — упрощает конструкцию контрольных приборов холодильника.

Вентиляторы охлаждающего воздуха снабжены динамичес­ки сбалансированными роторами, подвижными лопастями для регулирования расхода воздуха и измерительным соплом.

Под колосниковой системой установлен щелевой лоток для просеивания мелкозернистого клинкера, так что в молотковую дробилку поступают только крупные куски. Ширина загрузоч­ной щели дробилки равна ширине колосниковой решетки. Это гарантирует равномерную подачу материала.

Клинкер падает на скат, покрытый водоохлаждаемой сталь­ной плитой. Охлаждаемая плита должна предотвратить осаж­дение частиц горячего клинкера, т. е. образование настылей. Для равномерного распределения клинкера наклон плиты под­бирают в двух направлениях—вдоль и поперек продольной оси холодильника. В процессе охлаждения клинкер лежит на

23.5.1. Колосниковый холодильник «Рекуноль» фирмы «По­лизиус». Фирма «Полизиус» на основе использования деталей колосниковой решетки «Леполь» разработала клинкерный ко­лосниковый холодильник, названный «Рекуполь». Этот холо­дильник показан на рис. 23.18 и 23.19.

Ї v.

Движущихся колосниковых плитах. Сбросив клинкер в разгру­зочном конце, колосниковые плиты охлаждаются на обратном пути и только на короткое время подвергаются воздействию горячего клинкера в области его загрузки в холодильник.

Молотковая дробилка с загрузочной щелью во всю ширину колосников дробит крупные куски клинкера и возвращает дробленый материал назад на колосники для повторного ох­лаждения. Цепная завеса защищает огнеупорную футеровку.

Привод холодильника имеет переменную частоту вращения.

Рис. 23.19. Распреде­ление воздуха (м[47]/кг) клинкера при нор­мальных условиях в холодильнике «Реку­поль» производитель­ностью 3300 т/сут

1 — обычный охлаждаю­щий воздух (1.9 м3/кг); 2—пульсирующий охлаж­дающий воздух (0,75 м3/кг); 3— циркуляцион­ный воздух (1,5 м3/кг, температура 170° С); 4 — отходящий воздух (1,0 м3/кг. температура

290° С — на сушку сырья)

Охлаждение клинкера происходит в двух зонах. В зоне предварительного охлаждения воздушные дюзы с пульсатора­ми приводят клинкер в псевдоожижениое состояние с сильным охлаждающим эффектом. При этом клинкер распределяется по ширине колосников равномерным слоем.

В зоне дополнительного охлаждения благодаря более низ­кому аэрирующему давлению клинкерный слой «успокаивает­ся», причем крупная фракция располагается под мелкой. Та­кая классификация гранул по крупности наиболее благоприят­на для последующего охлаждения в этой зоне.

На рис. 23.19 представлена технологическая схема печи «Леполь» производительностью 330 т/сут с холодильником «Рекуполь». Воздух, поступающий из зоны дополнительного охлаждения холодильника в количестве 1,5 м3/кг клинкера с температурой 170° С, обеспыливается в циклонах и вдувается через пульсаторные воздуходувки в камеры 1 и 2. Остальные 10 камер обеспечиваются свежим воздухом через вентилято­ры, расположенные на каждой стороне камер. Около 1 м3 воз­духа на 1 кг клинкера подается в виде отходящего воздуха с температурой 290°С в камеру предварительной сушки колос­никовой решетки «Леполь».

Колосниковые холодильники других типов

Аэрируемая поверхность холодильника «Рекуполь» произ­водительностью 3300 т/сут характеризуется удельной произво­дительностью 35,8 т/(м2-сут). Толщина слоя клинкера на ко­лосниках около 200 мм. Давление охлаждающего воздуха в
зоне предварительного охлаждения равно 350 мм вод. ст. В зо­не дополнительного охлаждения давление воздуха снижается до 150 мм вод. ст.

Фирма «Полизиус» приводит следующие данные об энерго­затратах на охлаждение клинкера в холодильнике «Рекуполь», кВт-ч/т клинкера [272а]:

Колосниковые холодильники других типов

Привод вентиляторов охлаждающего воздуха…………………………………. около 4,0

Обеспыливание охлаждающего воздуха………………………………………….. 2,0

Привод холодильника………………………………………………………………….. 0,5

Общий расход……………………………………………………………………………… 6,5

Колосниковые холодильники других типов

Колосниковые холодильники других типов

Рис. 23.20. Клинкерный колосниковый холодильник «Фолакс» фирмы «Смидт» (вверху — продольный, внизу слева — поперечный разрез)

1 — «закаливающий» колосник; 2 — наклонная колосниковая решетка; 3— верхняя гори­зонтальная колосниковая решетка; 4 — нижняя горизонтальная колосниковая решетка; 5— ступень высотой 600 мм; 6 — выпуск горячего воздуха; 7—отсос избыточного возду­ха; 8 — впрыскивание воды; 9 — воронка для просыпи; 10 — выпускной клапан; И — цеп­ной скребковый транспортер; 12—клинкерная дробилка; 13 — цепная завеса; 14 — не­подвижные и подвижные колосниковые плнты (высота ребра — 85 мм); 15 — механиче­ская (или гидравлическая) приводная станция

23.5.2. Колосниковый холодильник «Фолакс» фирмы «Смидт». Первый холодильник типа «Фолакс» был выпушен в 1947 г. и с тех пор постоянно совершенствовался. В настоя­щее время выпущены холодильники «Фолакс» производитель­ностью до 10 000 т/сут.

Холодильник оборудован раздельными охлаждающими ко­
лосниковыми решетками и вентиляторами. Перед горизонталь­ными колосниковыми решетками находится короткая наклон­ная решетка с наклоном 3°. Такое расположение колосников и увеличение высоты переднего края колосников до 85 мм по­зволяют преодолевать эффект псевдоожижения клинкера. Вто­рая горизонтальная колосниковая решетка расположена на 600 мм ниже (см. ступень 5 на рис. 23.20), следующая, если она есть, — еще ниже и т. д. При необходимости холодильник может быть оборудован клинкерной дробилкой, установленной перед последним горизонтальным колосником.

Высокоэкономичные печи сухого способа, расходующие 750 ккал/кг клинкера, обеспечиваются вторичным воздухом от вентиляторов, расположенных под горизонтальными, а также под наклонной колосниковыми решетками. Вторичный воздух, можно разделить также на воздух, подаваемый в печь и в за­печные суспензионные кальцинаторы 6. Избыточный воздух удаляется и может для улучшения обеспыливания в электро­фильтре предварительно увлажняться путем впрыскивания влаги форсунками 8. Отбор горячего воздуха для других це­лей может осуществляться также через воздуховод 6.

Колосниковый холодильник «Фолакс» имеет проектную удельную производительность 30—32 т/(м2-сут); при взаимо­действии холодильника с мощным суспензионным флэш-каль — цинатором (см. гл. 21) его удельная производительность повы­шается до 40 т/(м2-сут). Удельный расход воздуха при нор­мальном охлаждении клинкера от 1350° С до температуры, на 60° большей, чем у окружающей среды, равен 2,7—3 м3/кг клинкера. Для повышения надежности эксплуатации при воз­никновении пылевых переполнений печи холодильники обору­дуются внтиляторами удельной мощностью 3,8—3,9 м3/кг клин­кера. Вентиляторы для наклонной и первой горизонтальной колосниковых решеток рассчитывают на давление от 750 до 600 мм вод. ст. Охлаждение на второй горизонтальной колос­никовой решетке производится при давлении воздуха 550— 260 мм. вод. ст. Мощные холодильники, работающие в сочета­нии с флэш-кальцинаторами, требуют для наклонной и первой горизонтальной решеток давления охлаждающего воздуха под колосниками от 1000 до 800 мм вод. ст.

Холодильник, показанный на рис. 23.20, имеет производи­тельность 2000 т/сут и оборудован одной наклонной и двумя горизонтальными колосниковыми решетками. Полезная длина колосников 22 м. Наклонный колосник имеет ширину 2,4 м и пропускную способность 833 т/(м-сут) при толщине слоя 500— 600 мм. Ширина горизонтальных колосников равна 3,2 м.

Мощные холодильники с одним наклонным и четырьмя го­ризонтальными колосниками имеют пропускную способность 2000 т/(м-сут). Толщина слоя возрастает до 600—1000 мм.

Отдельные камеры корпуса холодильника оборудованы бун­керами для сбора просыпи, которая через разгрузочные клапа­ны падает на расположенный внизу цепной скребковый транс­портер. Крупные куски клинкера измельчаются в клинкерной дробилке и снова возвращаются на колосники для вторичного охлаждения. Тепловая изоляция холодильника защищена цеп­ной завесой. Все колосниковые плиты имеют одинаковую кон-

Колосниковые холодильники других типов

Рис. 23.21. Диаграмма теплового баланса колосникового холодильника «Фо­лакс» фирмы «Смидт» (в расчете на 1 кг клинкера)

А — клинкерный холодильник; В — зона охлаждения печи: С —зона спекания печи; 1 — теплосодержание клинкера в зоие спекания (обжига); 2 — потери тепла на излуче­ние в зоне охлаждения печи; 3 — приход тепла с охлаждающим воздухом; 4 — потерн тепла в окружающую среду в клинкерном холодильнике; 5 — потерн тепла с избыточным воздухом; 6 — потери тепла с клинкером; 7 — рекуперированное тепло

Струкцию; однако их термостойкость различна. Шаг подвиж­ных колосников составляет 125 мм.

Чтобы избежать устройства сложных скользящих уплотне­ний между подвижными колосниками и стенкой корпуса, были разработаны специальные деформирующиеся мембраны. Они имеют как механический, так и гидравлический привод.

Фактическая пропускная способность описанных колоснико­вых решеток на 100—300% выше номинальной. Поэтому с уче­том избыточной мощности вентиляторов холодильник может работать при любых колебаниях в процессе эксплуатации пе­чи. Коэффициент полезного действия холодильников «Фо­лакс», как и всех прочих колосниковых холодильников, зави­сит от удельного расхода тепла в печи; например, при взаимо­действии с печью, имеющей теплообменник, к. п. д. достигает 65—70% [87 с].

На рис. 23.21 показана диаграмма теплового баланса ко­лосникового холодильника «Фолакс». Этот тепловой баланс рассчитан на 1 кг клинкера при температуре на выходе 0°С. Теплосодержание охлаждающего воздуха включено в расчет.

Для сравнения в разд. 23.3.4 приведена диаграмма теплово­го баланса планетарного (рекуператорного) холодильника «Унакс» фирмы «Смидт». В обоих случаях принималось, что теплосодержание клинкера в зоне спекания печи составляло 400 ккал/кг. Кроме того, было принято, что в обоих случаях расстояние от зоны спекания до загрузочных отверстий холо­дильников (т. е. длина зоны охлаждения печи) одинаково. По­

Колосниковые холодильники других типов

Этому тепловые балансы холодильников обоих типов можно сравнивать один с другим[48].

23.5.3. Ступенчатый колосниковый холодильник (фирма «Петере»), Одна из последних конструкций колосникового хо­лодильника показана на рис. 23.22. Здесь дробилка с воздуш­ным охлаждением установлена между двумя крайними колос­никовыми решетками. Промежуточное дробление, при котором частицы клинкера измельчаются примерно до одинакового раз­мера, позволяет существенно интенсифицировать охлаждение на последней колосниковой решетке. Холодильники такого ти­па эксплуатируются в ФРГ с 1969 г.

23.5.4. G-холодильник фирмы «Петере». Возросшие требова­ния к чистоте отходящего воздуха и связанный с ними рост затрат на его обеспыливание привели к тому, что фирма «Кла — удиус Петере» (Гамбург, ФРГ) разработала комбинирован­ный холодильник, состоящий из колосникового холодильника (первая стадия) и g-холодильника (вторая стадия). Колосни­ковый холодильник, по проекту, покрывает потребность печи во вторичном воздухе и не имеет никаких обеспыливающих устройств.

Клинкер выходит из колосникового холодильника, называе­мого в этой системе «рекуператором», с температурой около 500° Сив дробилке с воздушным охлаждением измельчается до частиц крупностью менее 35 мм. Затем с помощью закры­того кожухом ковшового транспортера клинкер подают в g-холо- дильник «Петере», охлаждающий клинкер косвенно, без кон­такта материала с охладителем, следовательно, абсолютно без пылевыделения, до температуры ниже 100° С (рис. 23.23).

Такие установки эксплуатируются с 1972 г. g-холодильник постоянно поддерживается полным клинкера, медленно опус-

Колосниковые холодильники других типов

Рис. 23.23. Колосниковый холодильник «Рекуператор» в сочетании с g-холо — дильником фирмы «Петере»

Кающегося вдоль линзообразных охлаждающих труб, в кото­рых проходит воздух. Между клинкером и охлаждающим воздухом никогда не возникает непосредственного контакта. Падение напора в охлаждающих трубах составляет 80—120 мм ■в зависимости от их конструкции и конечной температуры клинкера.

Удельные энергозатраты на охлаждение клинкера в комби­нированном «рекуператорном» g-холодильнике составляют око­ло 5 кВт-ч/т клинкера.

G-холодильник может, конечно, использоваться в качестве дополнительного холодильника для любых печных и холодиль­ных систем, если температура выпускаемого клинкера слиш­ком высока.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *