Вращающиеся печи сухого способа производства
Основная отличительная особенность обжига клинкера при сухом способе производства состоит в том, что в печных агрегатах отсутствует зона испарения, так как сырьевые материалы подаются в них в виде сухого или слегка увлажненного порошка (муки), а не шлама. В связи с этим расход тепла на обжиг клинкера снижается до 40%
Циклонный теплообменник
1 — печь, 2, 3, 15, 16 — уплотнительные клапаны, 4, 5, 11 к 13 — циклоны, 6, 10, /2, 14 и 18 — газоходы, 7 — бункер сырья, 8 — труба, 9 — шнековый питатель, 17, 19 и 20 — течки сырья
Вращающиеся печи сухого способа производства различаются по размерам и виду запечных теплообменных устройств. В качестве запечных теплообменных устройств применяют циклонные, шахтные и шахтно-циклонные теплообменники, питание которых осуществляется сухим порошком, а также конвейерные кальцина- торы, в которые сырьевая мука поступает в виде гранул влажностью до 14%. Шахтные теплообменные устройства в отечественном цементном производстве пока не используют.
В СССР на цементных заводах сухого способа производства установлены печные агрегаты с циклонными и шахтно-циклонными теплообменниками и конвейерными кальцинаторами. Также работает несколько вращающихся печей без запечных теплообменных устройств.
Вращающиеся печи с циклонными и шахтно-циклонными теплообменниками.
Вращающиеся печи с циклонными и шахтно-циклонными теплообменниками. В цементном производстве эксплуатируются печные агрегаты, оборудованные в основном запечными циклонными теплообменниками фирмы «Гумбольт» (ФРГ). В теплообменниках наиболее совершенных конструкций степень декарбонизации достигает 35—40% • Производительность этих агрегатов составляет 4 тыс. т клинкера в сутки. Вращающиеся печи с циклонными теплообменниками характеризуются простотой конструкции, надежностью в работе и обеспечивают низкий расход тепла на обжиг клинкера. Для работы циклонных теплообменников не требуется предварительная грануляция сырьевой муки, что значитсельно упрощает процесс подготовки шихты и снижает затраты тепла на обжиг.
Циклонные теплообменники состоят обычно из четырех ступеней циклонов 4, 5, 7, 9, сваренных из листовой стали толщиной 8—12 мм. Циклоны, облицованные внутри огнеупорным кирпичом, расположены по вертикали в металлических или железобетонных этажерках и соединены между собой газоходами 2, 6, 8, 10, 13, первые три из которых также облицованы огнеупорным, кирпичом.
Сырьевая мука пневмонасосом подается в бункер 12, откуда она транспортируется питателем 15 и элеватором 17 к дозирующему устройству, состоящему из питателей 18 и 19 и реактивного расходомера 20. Из дозирующего устройства мука поступает в газоход 8, в котором подхватывается газами температурой до 400° С и выносится в циклон 7. Охлажденные до 300—350° С газы по газоходу 10 поступают в обеспыливающие циклоны 11 и далее дымососом 21 через электрофильтр выбрасываются в дымовую трубу. Осажденная пыль возвращается в бункер сырьевой муки.
Из циклонов IV ступени 7 мука, нагретая до 250—350е С, стекает через течку в газоход 6, где подхватывается отходящими газами и направляется в циклон III ступени 9, из которого попадает таким же образом сначала в циклон II ступени 5, а затем в циклон I ступени 4 ив печь /.
Температура материала, поступающего в печь, составляет 700—800° С, температура выходящих из печи газов— 1050—1150° С, температура отходящих газов перед дымососом доходит до 300° С. Скорость газов в газоходах равна 15—20 м/с при разрежении до 60 МПа и более. В циклонах теплообменников создается большая поверхность теплообмена взвешенной в газовом потоке сырьевой муки, которая обеспечивает высокую скорость ее нагрева (примерно 20—30 с вместо 2—3 ч в обычных печах).
В нижней части циклонов расположены самозакрывающиеся затворы, рассчитанные на определенное давление материала. При достижении заданного давления затворы открываются, выпуская материал, и вновь закрываются. Поступает сырьевая смесь в печь по наклонной течке, изготовленной из жароупорной стали.
Печи с циклонными теплообменниками чувствительны к изменению режима работы: неравномерная подача материала и колебания его химического состава часто приводят к зависанию сырьевой смеси в циклонах; увеличение расхода топлива приводит к частичному сгоранию его в первом циклоне и повышению температуры выходящих из печи газов, в связи с этим происходит размягчение и частичное спекание материала, сопровождающееся налипанием и зависанием последнего; изменение скорости газов в циклонах влияет на полноту осаждения и время пребывания в них материала.
На работу теплообменника влияет также вид топлива. При применении многозольного топлива зола налипает на футеровку переходной течки, а при повышенном содержании в топливе серы или в сырьевой муке щелочей и хлоридов наблюдается образование наростов.
Преимущества печей с циклонными теплообменниками: отсутствие в запечных теплообменных устройствах движущихся частей, возможность применения порошкообразной сырьевой муки и ее более грубый помол, простота конструкции и низкий удельный расход тепла на обжиг — 3,35—3,47 МДж на 1 кг клинкера, высокая удельная производительность — до 66 кг/(м2- ч).
Новая технологическая линия сухого способа производства цемента мощностью 3000 т клинкера в сутки оборудована вращающейся печью размером 7/6,4X95 м с циклонными теплообменниками ( 87). Эта печь имеет две параллельные ветви циклонов, каждая из которых имеет по четыре ступени. Диаметр циклонов I ступени — 7 м, II ступени — 6,5 м и III ступени — 6,1 м, IV ступени— 2,8 м. Высота каждого циклона из первых трех ступеней более 10 м,»высота циклона IV ступени 12 м. IV ступень 2 состоит из блока циклонов по четыре на одну ветвь. На каждой ветви установлено по одному дымососу ДЦ 25×2 производительностью 280 тыс-м3/ч, напором 6713 Па.
Газы из вращающейся печи 4 выходят через переходную шахту 3 и, разделившись на два одинаковых потока, последовательно проходят циклоны I, II, III и IV ступеней (каждой ветви), связанные между собой газоходами. Сырьевая смесь от весовых дозаторов подается пневмоподъемниками в каждый из газоходов между циклонами III и IV ступеней. Последовательно пройдя все циклоны, сырьевая мука, подогретая до 700—800° С, самотеком поступает из циклонов I ступени в печь 4 для дальнейшего обжига.
Технологическая схема печного и сырьевого отделения предусматривает использование тепла отходящих газов из печи для сушки сырьевых материалов при помоле их в мельницах. В тех случаях когда отходящие газы из печи частично или полностью не используются для сушки, они, после того как пройдут через аппараты испарительного охлаждения и охладятся до температуры около 200° С, направляются в электрофильтры. На каждой ветви установлено по одному охладителю. Для охлаждения клинкера предусмотрен колосниковый холодильник 5 производительностью до 150 т/ч клинкера. Роликоопоры печи оборудованы подшипниками качения.
Технологическая схема печной установки с циклонными теплообменниками и выносным декарбонизатором. Сырьевая мука, пройдя циклоны 7 IV, III и II ступеней (по направлению движения материала), подхватывается раздвоенным потоком горячего’воздуха, отходящего по трубопроводу 17 из холодильника, и поступает в верхнюю часть декарбонизатора 13 (кальцинатора).
циклонный теплообменник на цементном заводе
циклонный теплообменник вращающейся печи
циклонный теплообменник с декарбонизатором описание спецификация
циклонный теплообменник для чего
циклонный теплообменник код тн вэд
циклонный теплообменник принцип действия
Длинные печи при сухом способе производства применяют для обжига негранулированной сырьевой муки.
с конвейерным кальцинатором и вращающаяся печь с циклонными теплообменниками — короткие вращающиеся печи.
Клинкер по сухому способу во вращающихся печах с циклонными теплообменниками, а в
Последующая их переработка (дробление, измельчение, смешение компонентов) определяется спецификой сухого способа производства.
Важнейшим преимуществом сухого способа производства является не только
Вращающаяся печь (5.2) представляет собой сварной стальной барабан длиной до
а в систему циклонных теплообменников, где нагревается отходящими газами и.
Схема установки печи с циклонными теплообменниками приведена на 82.
СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ: Производство портландцемента.
Клинкер по сухому способу во вращающихся печах с циклонными теплообменниками, а в новейших.
Сухим способом получают цемент во вращающихся печах с циклонными теплообменниками.
Технологическая схема производства цементного клинкера включает три этапа. Н а первом проводят подогрев порошкообразного сырья с 60 до.
Источник
Печной агрегат сухого способа производства клинкера
Вращающиеся печи мокрого и сухого способов производства состоят из сварного корпуса (рис. 1), бандажей, роликоопор, зубчатого венца, привода, гидравлических упоров, загрузочного и разгрузочного узлов (концов) горелочных устройств, устройств для контроля температуры корпуса и его охлаждения воздухом, уплотнительных устройств мест контакта вращающегося корпуса печи с неподвижными загрузочными и разгрузочными узлами.
Рис. 1 Вращающаяся печь:
а – мокрого способа производства 5х185 м; б – сухого способа производства 4,5х80 м; 1 – загрузочный конец; 2 – бандаж; 3 – термопары с токосъемником; 4 – роликоопора; 5 – зубчатый венец; 6 – привод; 7 – гидравлический упор; 8 – разгрузочная головка; 9 – топливная форсунка; 10-устройство для охлаждения корпуса воздухом; 11 – устройство для автоматического замера температуры корпуса; 12 — устройство для охлаждения разгрузочной горловины; 13 – мазутная форсунка; 14 – станция жидкой смазки.
Во вращающихся длинных печах мокрого способа производства, оснащенных внутрипечными устройствами, все тепловые процессы происходят от подачи шлама и его сушки до выхода готовой продукции — цементного клинкера. По ходу движения сырья эти печи имеют несколько технологических зон: сушки, подогрева, декарбонизации, экзотермических реакций, спекания и охлаждения. Для интенсификации процесса тепловой подготовки сырья внутри печи устанавливают различные конструкции теплообменных устройств: завесы из якорных цепей, ячейковые или лопастные, теплообменники и др.
Во вращающихся коротких печах сухого способа производства предварительная тепловая обработка сырьевой муки происходит вне печи — в запечных циклонных теплообменниках, которые могут быть оснащены также и реактором-декарбонизатором. Последние завершающие термохимические операции — декарбонизация и клинкерообразование происходят в печи.
Опорные, приводные и предохранительные устройства вращающихся печей.
Привод печи.
Привод вращающейся печи в зависимости от общей потребляемой мощности может быть односторонним или двусторонним и иметь два или три режима работы. двухрежимный привод обеспечивает главное рабочее вращение и вспомогательное, а трехрежимный главное, вспомогательное и более медленное вращение (микропривод) для автоматической сварки кольцевых швов во время монтажа или ремонта корпуса печи.
Двусторонний привод печи (рис. 6) обеспечивает три режима работы и включает в себя: зубчатый венец 2, закрепленный на корпусе печи 1 шарнирно-плоскозвенной подвеской 4, подвенцовую шестерню 3, промежуточное соединение 7, главный и вспомогательный электродвигатели 5 и 9, а также главный и вспомогательный редукторы 6 и 8. Для получения медленного вращения (третий режим) в привод включают третью передачу (микропривод) в составе электродвигателя 10 малой мощности и клиноременной передачи 11.
Рис. 6. Общий вид двустороннего привода
Односторонний привод (рис. 7) вращающейся печи 4,5х80 м обеспечивает три режима работы. Каждый режим работы осуществляется от своего электродвигателя. Привод печи состоит из зубчатой передачи 1, включающей зубчатый венец (z= 150) и подвенцовую шестерню (z = 22), главного двухступенчатого редуктора 3, главного регулируемого электродвигателя 5 постоянного тока, эластичной муфты 6, вспомогательного привода с редуктором 8, тормозом 9 и электродвигателем 10, микропривода с электродвигателем 12 и клиноременной передачи 13 для вращения корпуса печи во время монтажа (сварки) или ремонта и соединительных муфт 11. Привод снабжен тахогенератором 4.
Рис. 7 Кинематическая схема одностороннего вращающейся печи 4,5х80 м
Шарнирно-рычажное компенсирующее устройство 14 обеспечивает соединение валов главного редуктора 3 и подвенцовой шестерни зубчатой передачи 1. На концах этого устройства установлены шарнирно-рычажные муфты 2, обеспечивающие компенсацию различного рода погрешностей изготовления, сборки и монтажа привода.
Вспомогательный привод предназначен для медленного вращения печи при монтажных и ремонтных работах и состоит из электродвигателя 10, двухступенчатого редуктора 8 и колодочного тормоза 9. Тихоходный вал вспомогательного редуктора 8 соединен с главным редуктором 3 через храповую муфту 7 свободного хода, которая обеспечивает медленную остановку печи.
Самое медленное вращение (микропривод) осуществляется электродвигателем 12 и клиноременной передачей 13, которая передает вращение на входной вал вспомогательного редуктора 8. Во время эксплуатации печи микропривод отсоединяют от вспомогательного привода.
Конструкция описанного привода обеспечивает рабочую частоту вращения печи 0,6—3,5 об/мин с помощью вспомогательного привода 0,2 об/мин и микропривода 0,0236 об/мин.
В настоящее время в приводах печей наметилась тенденция применения планетарных редукторов, обладающих повышенной нагрузочной способностью, надежностью и долговечностью.
Роликоопоры.
Роликоопоры через бандажи воспринимают нагрузку от массы корпуса печи с огнеупорной футеровкой и обжигаемого материала. Их устанавливают на железобетонных фундаментах. Роликоопора состоит из фундаментной рамы 3 (рис. 9), двух опорных блоков 4 с двумя роликами 2, насаженными на оси 5 и опирающимися на раму через корпуса подшипников 6. Ролики 2 имеют защитные ограждения 1. На фундаментной раме имеется устройство 7 для регулирования положения опорных блоков в горизонтальной плоскости.
Оси 5 роликов цапфами размещены в подшипниках качения. Корпуса подшипников одного опорного ролика конструктивно выполняют раздельными или в одном монолитном блоке. Для компенсации неточностей изготовления отдельных деталей и монтажа их на фундаментной плите 3 при раздельном выполнении корпусов применяют сферические вкладыши, в которых монтируют радиальные подшипники.
Рис. 9. Роликоопора вращающейся печи
При этом опорный ролик имеет четырехрядные конические роликоподшипники 4 (рис. 10), воспринимающие радиальную нагрузку. Наружные кольца подшипников закреплены в специальных сферических вкладышах 9, установленных в сферических гнездах корпусов 10. Одна из цапф оси 3 опорного ролика 2 в осевом направлении зафиксирована в корпусе подшипника упорных подшипников 1.
Рис. 10 Опорный блок вращающейся печи с жидкостной смазкой, подаваемой из картера.
Подшипники качения роликоопор смазываются двумя способами. При первом способе каждая роликоопора имеет свою индивидуальную станцию циркуляционного смазывания или картерную, когда масло заливается в специальные карманы (картеры) роликоопор.
По второму способу подшипники качения смазываются следующим образом. Каждый опорный блок имеет две емкости (картеры) 5, внутри которых установлены ковши 8, прикрепленные к оси ролика. При вращении оси ковши забирают жидкий смазочный материал из нижней части картера, а в верхней сбрасывают масло в маслоприемник 6. Смазочный материал через систему трубок и отверстий в сферических вкладышах, пройдя подшипники, стекает в картер. Картеры снабжены сливными отверстиями 7.
При такой циркуляции смазочного материала продукты изнашивания выносятся из полости подшипников в картер и оседают в его нижней части, откуда через сливное отверстие периодически удаляются.
Подшипниковые опоры имеют термометры сопротивления, данные которых фиксируются на пульте управления машиниста печи.
Применение подшипников качения повысило надежность и снизило на 15—20 % расход электроэнергии на вращение печи. Например, для печи 5х185 м с опорами на подшипниках скольжения мощность электродвигателей главного привода составляла 320х2 = 640 кВт, а на опорах с подшипниками качения — 250х2 = 500 кВт.
При эксплуатации печей было установлено, что фактические нагрузки на опоры в условиях жесткого опирания значительно отличаются от расчетных и изменяются в довольно широких пределах. Причинами являются погрешности монтажа и выверки корпуса печи, роликоопор, температурные деформации корпуса, просадки фундамента и др. В прочностном отношении корпус печи представляет собой многопролетную неразрезную статически неопределимую балку. Поэтому все эти факторы неизбежно приводят к перераспределению нагрузок — уменьшению на одни опоры и увеличению на другие, перекосу опорных роликов относительно рабочих поверхностей бандажей. Вследствие этих причин возникла необходимость создания «плавающих» самоустанавливающихся роликов, способных компенсировать указанные нежелательные факторы, т. е. таких роликоопор, конструкция которых должна обеспечивать «слежение» за бандажами, испытывающими при вращении вместе с корпусом печи радиальные и торцовые биения.
Гидравлические упоры.
Вращающуюся печь обычно устанавливают с уклоном в сторону разгрузки. При этом возникает составляющая массы печи, направленная
вдоль ее наклонной оси. Под действием этой составляющей печь при вращении стремится сместиться в нижнее положение.
Для восприятия осевых усилий, передающихся от печи на опоры, а также для ее периодических осевых перемещений с целью обеспечения равномерного изнашивания рабочих поверхностей роликов и бандажей по всей их длине предусмотрена система гидравлических упоров (рис. 11). Эта система состоит из соответственно гидравлических упоров, общей насосной станции, пульт управления и системы трубопроводов. Число гидроупоров в печном агрегате зависит от числа роликоопор печи. Гидроупор состоит из упорного ролика 3, напрессованного на ось, корпуса 4, двух направляющих 2, штока гидроцилиндра 5 и станины 1.
Рис. 11. Гидравлический упор вращающейся печи
В средней части корпус 4 имеет уширения, симметрично расположенные относительно продольной оси печи. В этих уширениях корпуса имеются сквозные горизонтально расположенные отверстия, в которых с обеих сторон запрессованы бронзовые втулки. Сквозь эти отверстия проходят цилиндрические направляющие 2, закрепленные в стойках станины 1. По этим направляющим упорный ролик имеет возможность перемещаться параллельно оси печи.
Упорные ролики 3 гидроупоров контактируют с нижними скошенными торцами бандажей (см. рис. 5). Эти скошенные торцы бандажей обращены в сторону разгрузочного конца печи. Установленные на оси радиально-сферические подшипники должны при любом неблагоприятном взаимном расположении бандажа и упорного ролика обеспечивать направление радиальной нагрузки через центр верхнего подшипника или близко от него.
Одним из главных условий надежной работы гидроупоров является правильная их установка относительно бандажей. При разогреве корпус печи удлиняется, бандажи при этом смещаются по опорным роликам вправо и влево от нейтрального положения, гидроупоры же монтируются строго в определенных местах. Поэтому для обеспечения постоянного контакта упорных роликов с бандажами гидроупоры устанавливают на раме с учетом теплового удлинения корпуса печи.
Источник
