Планетарные холодильники новой конструкции

В 1965 г. фирма «Смидт» выпустила так называемый новый планетарный холодильник «Унакс», представляющий собой усо­вершенствованную конструкцию старого планетарного холо­дильника. Планетарные холодильники нового типа выпускают теперь и другие известные фирмы, производящие цементное оборудование.

Существенными признаками новых планетарных холодиль­ников «Унакс» являются удлинение корпуса печи и установка дополнительной роликовой опоры для поддержки удлиненного корпуса. Это позволяет применять более крупные планетарные

Холодильники без снижения несущей способности корпуса вра­щающейся печи. Конечно, для восприятия дополнительного ве­са планетарного холодильника обечайка печи на этом участке должна иметь большую толщину. Отношение L/D в новых пла­нетарных холодильниках составляет около 12:1.

Управление процессом обжига и установка горелки обеспе­чиваются с помощью неподвижной трубы, входящей во вра­щающийся цилиндр печи. Во вращающейся печи размером Л 6,3/5,5×178 м неподвижная труба для управления обжигом имеет длину 35 м и диаметр 4,5 м.

Планетарные холодильники новой конструкции

Рис. 23.4. Продольный разрез вращающейся печи с планетарным холодиль­ником новой конструкции

На рис. 23.4 показано продольное сечение конца вращаю­щейся печи, где установлен планетарный холодильник новой конструкции. К 1977 г. максимальная производительность вра­щающихся печей с планетарными холодильниками новой кон­струкции достигла 40 т клннкера в сутки; холодильники для этих печей имеют длину 27 м и диаметр 2,4 м.

На рис. 23.5 показан проходной туннель к платформе для установки горелки и управления работой вращающейся печи, оборудованной планетарным холодильником нового типа. Горя­чий конец печи закрыт экраном из стального листа, подвешен­ным внутри туннеля на двух катках и направляющих. Этот «огневой» экран с внутренней стороны футерован огнеупором. Приспособление с противовесом прижимает его к уплотнению обреза печи. В огневом экране предусмотрены отверстие для горелки и смотровые окна, а также входная дверь у перифе­рии экрана.

На рис. 23.6 показаны патрубки, которые подают клинкер ъ планетарные холодильники, установленные по окружности

Печи. Фирма «Смидт» в 1977 г. выпускала планетарные холо­дильники диаметром до 2,6 м и длиной 29 м.

Планетарные холодильники новой конструкции

Рис. 23.5. Тугшель ДЛЯ подхода к площадке Рис. 23.6. Входные пз — управлеїшя горелкой (фирма «Смидт») трубки для клинкера

Планетарных холодиль­ников новой конструк­ции (фирма «Смидт»)

Планетарные холодильники новой конструкции

Рис. 23.7. Вращающаяся печь с суспензионным подогревателем сырьевой му­ки ц планетарным холодильником новой конструкции (фирма «Смндт»)

На рис. 23.7 показана общая схема размещения установки для обжига клинкера, состоящей из циклонного теплообменни-

Ка, вращающейся печи с планетарными холодильниками новой конструкции и проходным туннелем к платформе горелки.

23.3.1. Объем холодильника и производительность печи. На рис. 23.8 приведен график, показывающий связь между не­обходимым суммарным объемом планетарных холодильников и соответствующей производительностью вращающейся печи. Со­гласно графику, для вращающейся печи производительностью
4000 т/сут планетарные холодильники должны иметь общий объем 1340 м3; отсюда удельный объем холодильника, соответ­ствующий производительности 1 т/сут, составляет 0,34 м3.

23.3.2. Диаметры вращающейся печи и планетарных холо­дильников. На рис. 23.9 показана взаимосвязь между диамет­рами вращающейся печи и соответствующих планетарных холо­дильников.

Так как при новой конструкции нет необходимости столь строго ограничивать вес, как раньше, планетарные холодиль­ники нового типа футеруют огнеупорами до половины длины, что приводит к снижению потерь тепла через стенки холодиль­ника на 30—40 ккал/кг клинкера [268].

23.3.3. Подъемные элементы в планетарных холодильниках. Для улучшения теплообмена внутренняя поверхность планетар­ных холодильников оборудована подъемными элементами изог — неупора и термостойкими стальными сварными и литыми подъ­емными планками, способствующими соприкосновению горяче­го клинкера с охлаждающим воздухом.

V, м3

Планетарные холодильники новой конструкции

500.1000 2000 3000 Q, т/сут —

І—- ■—-—;— 1—

2 3 ^ 5 В

Рис. 23.8. Связь общего объе­ма планетарных холодильников V с производительностью пе-

Чн Q

Рис. 23.9. Зависимость диамет­ра труб планетарных холо­дильников d от диаметра вра­щающейся печи D

На рис. 23.10 показаны продольное сечение нового холо­дильника «Унакс» фирмы «Смидт» и три поперечных сечения; на рисунке видны различные подъемные устройства [299]. Время пребывания клинкера в холодильных «трубах» состав­ляет около 45 мин. Температура клинкера при поступлении в планетарные холодильники равна 1100—1350° С; при выходе из холодильника, установленного на вращающихся печах сухого способа, температура клинкера составляет 120—200° С. Сле-

Планетарные холодильники новой конструкции

Рис. 23.10. Продольное (вверху) и поперечное (внизу) сечения планетарных холодильников новой конструкции «Унакс»

Дует отметить, что здесь охлаждение клинкера осуществляете® только воздухом, расход которого численно равен расходу вто­ричного воздуха, т. е. 0,8—1,0 м3/кг клинкера, при удельном расходе тепла 750 ккал/кг клинкера. Колосниковый холодиль­ник с таким же расходом воздуха может снизить температуру клинкера лишь до 250—300° С. Однако необходимо добавить,, что в планетарном холодильнике около 25% тепла клинкера выделяется в окружающую среду за счет потерь через стенки, а у колосникового холодильника таких потерь тепла почти нет. Это и позволяет с большей эффективностью использовать от­ходящий воздух колосникового холодильника.

При мокром способе производства и удельном расходе теп­ла около 1400 ккал/кг клинкера количество вторичного возду­ха равно 1,3—1,5 м3/кг клинкера. Поэтому температура вто­ричного воздуха, поступающего из планетарных холодильников — в печь, составляет при сухом способе производства 840—850° С,

Таблица 23.1. Характеристики и тепловой баланс планетарных холодильников

Показатель

Длинная вра­щающаяся Печь с тепло — печь сухого обменннком

Способа

Производительность печн, т/сут Удельный расход тепла, ккал/кг Число плаиетариых холодильников (рекуперато­ров)

Диаметр X длина, м Температура клинкера на входе, °С Температура клинкера на выходе, °С Теплосодержание поступающего клинкера, ккал/кг Теплосодержание выходящего в печь (вторично­го) воздуха, ккал/кг Потери тепла с клинкером, ккал/кг Потери тепла в окружающую среду, ккал/кг Суммарные потерн тепла, ккал/кг Коэффициент полезного действия, %

,а при мокром — 600—650° С. В планетарном холодильнике дли­тельность охлаждения клинкера от 1350 до 1000° С не превы­шает 10 мин, что приблизительно соответствует скорости ох­лаждения в колосниковом холодильнике. Многочисленные срав­нительные испытания клинкера, охлажденного в планетарных и колосниковых холодильниках, показали, что качество клинкера, .полученного из холодильников обоих типов, примерно одина­ково, причем процесс охлаждения клинкера в печи, начавшийся «еще до его поступления в холодильник, оказывает большее влияние как на качество клинкера, так и на работу печи [269а, 269Ь]. Планетарный холодильник не имеет отходящего воздуха, поэтому при его использовании не требуются пылеулавливаю­щие устройства.

23.3.4. Тепловой баланс планетарных (рекуператорных) хо­лодильников. В табл. 23.1 приведены характеристики и тепло­вой баланс планетарных холодильников [270]. В этой таблице юсобо выделены потери тепла, составляющие 26—27% тепла, поступающего в холодильники.

На рис. 23.11 показана диаграмма теплового баланса пла­нетарного холодильника «Унакс» фирмы «Смидт». Этот тепло­вой баланс рассчитан на 1 кг клинкера и температуру на вы­воде 0°С. В расчет включено теплосодержание охлаждающего воздуха.

В разд. 23.5.2 приведена для сравнения диаграмма тепло­вого баланса колосникового холодильника (типа «Фолакс» фирмы «Смидт»), В обоих случаях принималось, что теплосо­держание клинкера в зоне спекания печи составляет 400 ккал/кг.

Было также принято, что в обоих случаях расстояние от зоны спекания до входа в холодильник (т. е. длина зоны охлаждения печи) одинаково. Поэтому тепловые балансы холодильников вполне пригодны для сравнения.

23.3.5. Расход энергии на планетарные (рекуператорные) холодильники. Планетарные холодильники повышают расход энергии при работе печи и дымососа. Дополнительные энер­гозатраты при работе печи рассчитываются по формуле

К = 0,031,

Где /С —удельные энергозатраты, кВт-ч/т клинкера; L — длина труб плане­тарных холодильников, м.

Планетарные холодильники новой конструкции

Рис. 23.11. Диаграмма теплового баланса планетарного холодильника типа «Унакс» фирмы «Смидт» (в расчете на 1 кг клинкера)

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

Для небольших печей дополнительные энергозатраты со­ставляют около 0,3 кВт-ч/т клинкера, а в печах производитель­ностью 4000 т/сут клинкера с планетарными холодильниками длиной 27 м—■27-0,03=0,8 кВт-ч/т. Гидравлические потери в планетарном холодильнике (20—40 мм) повышают удельные энергозатраты дымососов на 0,3 кВт-ч/т клинкера в печах су­хого и на 0,5 кВт-ч/т — мокрого способов производства. Общее удельное потребление энергии новых планетарных (рекупера­торных) холодильников находится в пределах 0,6—1,3 кВт-ч/г клинкера.

Планетарные холодильники старой конструкции выпускали все предприятия, поставляющие основное технологическое обо­рудование для цементной промышленности; планетарные холо­дильники новой конструкции также изготовляет ряд фирм.

Здесь необходимо упомянуть, что при внедрении крупных гпланетарных холодильников нового типа иногда возникают «следующие трудности [270а]:

1) статическая и механическая перегрузка корпуса печи, которая может привести к трещинам между отверстиями для выпуска клинкера в холодильники [270];

2) несовершенная форма переходных патрубков от печи к трубам холодильников (рекуператорам), что приводит к воз­врату части клинкера в печь и попаданию его на сопло горел — «и;

3) малый срок службы огнеупорной футеровки;

4) повышенный износ труб холодильников (рекуператоров) .вследствие термических деформаций их корпусов за пределом текучести и короткого срока службы в них огнеупорной и ме­таллической футеровки и подъемных устройств; в качестве вре­менного (паллиативного) средства применяется водяное и воз­душное охлаждение холодильников;

5) проблема крепления длинных труб холодильников на корпусе печи с учетом их температурного расширения, решае — •мая специальными конструктивными мерами;

6) значительный шум при работе, что требует устройства дорогостоящей звукоизоляции, такой, как звукоизолирующие :экраны, по обеим сторонам труб холодильников.

Капитальные затраты на вращающуюся печь с планетарны — •ми холодильниками новой конструкции и вращающуюся печь •с колосниковым холодильником почти одинаковы. Для точного -сравнения этих затрат важно знать, какие требования предъяв­ляются к интенсивности обеспыливания аспирационного возду­ха колосникового холодильника и каковы ограничения, накла­дываемые на локальные источники звука, а также стоимость мероприятий по борьбе с шумом. Все это в свою очередь зави­сит от местных правил и условий.

23.3.6. Водяное охлаждение планетарных холодильников. При пиковых нагрузках или возникновении неравномерностей •в эксплуатации печи клинкер на выходе из планетарного холо­дильника может иметь высокую температуру. С учетом этого • фирма «Смидт» разработала систему внутреннего водяного охлаждения клинкера непосредственно перед обрезами плане­тарных холодильников (рис. 23.12).

Количество охлаждающей воды выражается в процентах от массы клинкера. Для снижения температуры на 25° С тре­буется 1% воды, причем испарительная способность воды ис­пользуется почти полностью. При необходимости в планетарные холодильники непрерывно подается до 4% охлаждающей воды.

По данным изготовителя, при водяном охлаждении не воз­никает замазывания. Применение этого метода не оказывает заметного влияния на расход тепла [87с].

23.3.7. Планетарный холодильник фирмы «Гумбольдт-Ведаг»

Двухпоточный холодильник фирмы «Гумбольдт», применявший­ся в прошлом для охлаждения клинкера вращающихся печей мокрого слособа производства, был заменен планетарным хо­лодильником «Гумбольдт-Ведаг», выпускаемым фирмой «Ин — дустрианлаген» для печей производительностью до 5000 т/сут.

Планетарные холодильники (рекуператоры) включают пе­реходную часть, разделенное пополам входное колено, корпус планетарной трубы с внутренними устройствами, неподвижную и подвижную опоры и разгрузочное устройство.

Планетарные холодильники новой конструкции

Рис. 23.12. Водяное охлаждение в планетарном холодильнике фирмы «Смидт»

/ — подача воды; 2— канал для воды; 3 — входная воронка; 4 — коническая насадка для

Распыления воды

Футерованные огнеупором переходные секции изготовлены из высокотермостойкого стального литья, во всех температур­ных интервалах не подверженного охрупчиванию. Оно защи­щает патрубки у разгрузочных отверстий печи от износа.

Сменное загрузочное колено крепится на планетарной тру­бе с помощью зажимного фланцевого соединения, предохраняю­щего от скручивания. Оно устанавливается так, чтобы предот­вратить возможность возвращения клинкера в печь. Входное колено также имеет термостойкую износоустойчивую футеровку. Между вращающейся печью и загрузочным коленом устанав­ливается уплотняющая прокладка, воспринимающая осевые температурные деформации и усадку загрузочного колена.

Планетарные трубы (рекуператоры) имеют двойное опира — ние. Неподвижная опора, расположенная у загрузочного коле­на, воспринимает осевые нагрузки и одновременно препятству­ет скручиванию планетарной трубы. Подвижная опора способна воспринять продольные деформации, возникающие под влия­нием колебаний температуры. Необходимый зазор между опо­рой и планетарной трубой может быть отрегулирован. В соот­ветствии со снижением температуры клинкера в направлении от загрузочного колена до выпускного отверстия планетарная труба разделена на зоны с различной футеровкой и внутренни­ми устройствами.

В выпускном отверстии планетарной трубы установлено специальное устройство, обеспечивающее фракционирование клинкера по размерам; частицы крупностью до 25 мм проходят через колосниковую решетку с изменяемыми щелями и попа­дают непосредственно на клинкерный транспортер. Крупнозер­нистый клинкер через боковое отверстие с приваренным жело­бом попадает в дробилку.

Добавить комментарий

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