Omskvorota.ru

Строим дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет цементных вращающихся печей

Расчет цементных вращающихся печей

Трубчатыми вращающимися печами принято называть техноло­гические агрегаты непрерывного действия с рабочим простран­ством в виде полого цилиндра, котором вследствие небольшого наклона (

3°) печи и вращения перерабатываемые сыпучие ма­териалы перемещаются вдоль печи, нагреваясь за счет тепла, выделившегося при сжигании топлива. В конструктивном отно­шении они отличаются друг от друга только размерами корпуса и устройством систем загрузки и выгрузки материала. В назва­нии печи обычно отражено ее назначение. Так, например, раз­личают вельц-печи, применяемые для вельцевания кеков цин­кового производства, печи для спекания бокситов, кальцинации глинозема, обжига ртутьсодержащих материалов, а также печи для сушки различных промежуточных продуктов металлургиче­ского производства.

По энергетическому признаку трубчатые вращающиеся печи относятся к печам-теплообменникам с переменным по длине ре­жимом тепловой работы. На участке печи, где происходит горе­ние топлива и температура продуктов сгорания достигает 1550— 1650 С С, осуществляется радиационный режим работы печи. По мере продвижения продуктов сгорания топлива по длине печи они охлаждаются до нескольких сот градусов и режим тепловой ра­боты печи постепенно становится конвективным. Конкретное распределение по печи зон с конвективным и радиационным режимом работы зависит от вида и параметров технологического процесса.

За исключением получивших небольшое распространение пе­чей для сушки сульфидного сырья, трубчатые печи работают в режиме противотока. Загружаемая в печь шихта может иметь различную степень влажности, вплоть до пульпы, содержащей до 40 % воды. Она подается в верхнюю (хвостовую) часть печи и медленно движется навстречу газам, образующимся в результате сгорания топлива в головной части агрегата. Из барабана пере­рабатываемые продукты в виде спека или раскаленного порошко­образного материала поступают в специальный холодильник, а газообразные продукты сгорания топлива вместе с технологиче­скими газами направляются в систему пылегазоочистки. В зави­симости от вида технологического процесса для отопления труб­чатых вращающихся печей могут быть использованы: природный газ, мазут и твердое топливо и в виде коксовой мелочи или угольной ныли. В качестве сжигающих устройств и трубчатых печах обычно применяют газовые горелки типа «труба в трубе», форсунки для сжигания малосернистого мазута или специальные пылеугольные горелки.

Основными элементами вращающихся печей (рис. 32 1) являются корпус (барабан), приводной механизм, опорные бандажи с роликами, а также загрузочная и разгрузочная камеры.

Корпус мечи представляет собой сварную металлическую трубу диаметром до 5м и длиной до 185м, футерованную изнутри огнеупорным кирпичом. Он опирается на специальные ролики, ширина пролета между которыми составляет для больших печей 20 — 28 м. Для перемещения материала корпус наклонен к гори­зонту под углом в 2,5 — 3°. Привод печи, с помощью которого она вращается с частотой около 1 об/мин, состоит из электродвигателя, редуктора и зубчатой передачи.

Опорные бандажи кольцевой формы воспринимают на себя всю нагрузку от веса барабана, достигающую 70—80 т. Для больших печей применяют кованые бандажи прямоугольного сечения, которые надевают на корпус свободно, с небольшим зазором, учитывая последующее тепловое расширение барабана. Каждый бандаж опирается на два ролика, вращающиеся вместе с бандажом во время работы печи.

Верхний торец печи входит в загрузочную камеру. Сухую шихту загружают в печь с помощью шнекового питателя через патрубок, расположенный в загрузочной камере. Пульпа подается в печь через пульповую трубу ковшом-дозатором или с помощью специальной форсунки. Улавливаемая пыль возвращается в ба­рабан печи так же, как сухая шихта.

Нижний торец печи входит в разгрузочную камеру. Между ней и барабаном ставится специальное кольцевое уплотнение. В передней стенке камеры имеются отверстия для установки горелочных устройств. К ней также примыкают устье канала, по кото­рому готовый продукт пересыпается в холодильник.

Для предотвращения налипания влажной шихты на стенки барабана и настылеобразования в холодном конце печи устанавливают цепные завесы. Их прикрепляют к барабану одним концом по всему сечению печи, выбирая длину зоны таким образом, чтобы температура газов в ней не превышала 700°. При отсутствии завес может быть использовано отбойное устройство, представляющее собой связки рельсов длиной до 12 м, прикрепленные цепью к торцевой головке печи.

Футеровка вращающихся печей работает в весьма тяжелых условиях, что связано с периодическим колебанием температур на поверхности кладки, обусловленным вращением печи и пере­мещением находящегося в ней материала. Перепады температур на внутренней поверхности барабана при входе и выходе из-под слоя шихты составляют 150—200 °С. В зоне спекания па футеровку сильное химическое и абразивное воздействие оказывает материал. В зоне сушки кладка подвергается значительному истиранию цепями. Основным материалом для футеровки печей глиноземных заводов служит шамот. Высокотемпературные зоны печи выкладывают из хромомагнезитового, магнезитового и нериклазошпинелидного огнеупорного кирпича. Для сохранения футеровки при остановках печи барабан должен вращаться до ее полного охлаждения. Продолжительность работы печи обычно составляет 2—4 года.

Переработка мелкого сыпучего материала без его расплавления с успехом производится также в трубчатых враща­ющихся печах. В длинной футерованной трубе чаще всего противотоком движутся нагреваемый материал и про­дукты горения топлива. Движение материала происходит благодаря небольшому наклону трубы в сторону выгрузки и вращению печи. При вращении материал поднимается на некоторую высоту и пересыпается вниз. При этом происходит хороший теплообмен с горячими газами все время обновляющейся поверхности материа­ла. Теплообмену способствует также то, что материал, пересыпаясь, попадает на нагретую поверхность кладки за тот период, когда она свободна от слоя материала.

Все это определило высокую интенсивность теплообмена в рабочем пространстве печи.

Трубчатые вращающиеся печи используются также для сушки различных материалов, удаления химически свя­занной влаги при высоких температурах обжига и для спекания материала с образованием новых соединений. Это определило их применение при производстве глинозема в алюминиевой промышленности (спекание и каль­цинация). Они нашли применение и при переработки материалов, содержащих свинец и цинк. При этом цинк отгоняется и виде окисла и улавливается из отходящих газов. Барабанные печи используются для обжига суль­фидных материалов.

Основной элемент печи — железный барабан 3 длиной до 150 м и диаметром 2,0—3,8 м. Барабан футеруется высокоглиноземистым или шамотным кирпичом. Печь работает по принципу противотока. Шихта сухая или мокрая в виде пульпы с содержанием влаги 40 — 42% поступает в барабан через торец 6 (холодным конец) и медленно перемещается к головной части 2 (горячий конец) навстречу газам. Из барабана продукт спекания – спек — ссыпается в холо­дильник, расположенный под печью и представляющий собой также барабан длиной до 30 м и диаметром до 2,5 м. В барабане спек охлаждается движущимся на­встречу воздухом или водой, орошающей холодильник сверху. При охлаждении спека воздухом последний просасывается через холодильник вентилятором (на рисун­ке не показан) и используется при сжигании топлива. Для нагрева печи применяют мазут, газ или угольную пыль. Форсунки или горелки располагают в головной части барабана. Дымовые газы, содержащие значитель­ное количество пыли, через дымоход 8направляются на очистку в пылевые камеры, в электрофильтры и даже иногда в скрубберы. Только после этого дымовые газы с помощью дымососа отводятся в дымовую трубу. Фу­терованный и загруженный шихтой барабан имеет боль­шую массу (масса печи длиной 70 м около 400 т). С по­мощью специальных бандажей 4, закрепленных снару­жи кожуха, печь опирается на вращающиеся ролики 11 с бронзовыми подшипниками. Вращение производится от мотора 10 через редуктор и венцовую шестерню 5, укрепленную с помощью пружин на кожухе печи. Бара­бан вращается обычно с частотой 0,0—2 оборота в ми­нуту. Частоту вращения можно изменять, регулируя контроллером число оборотов мотора.

Читайте так же:
Водоудерживающие добавки для цемента

Печь монтируют с уклоном в 3—6%. Во избежание схода барабана с опор используются упорные ролики 12,расположенные горизонтально, в которые сбоку упи­рается бандаж.

Горячий конец печи входит в топливную (разгрузоч­ную) головку 1, устраиваемую обычно откатной. Между концом барабана и топливной головкой ставится лаби­ринтное уплотнение и виде диска 13, укрепленного на барабане и вращающегося в коробке, укрепленной на топливной головке. В передней стенке топливной головки имеются отверстия для горелок или форсунок. К голов­ке примыкает устье капала, но которому спек пересыпа­ется в холодильник.

Холодный конец печи входит в загрузочную коробку 7, Загружают сухую шихту посредством патрубка, про­ходящего через загрузочную коробку печи (на рисунке не показан). Пульпу в печь либо наливают, либо распыливают форсунками. Во избежание образования насты­лей на внутренней поверхности холодного конца бара­бана имеется отбойное приспособление 9, состоящее из стальной болванки, прикрепленной цепью к загрузочной головке. При вращении барабана болванка разбивает настыли.

Производительность печи при мокрой боксито­вой шихте 12 т/ч спека и выше. Главные факто­ры, влияющие на произ­водительность: толщина слоя материала в печи, частота вращения печи, влажность шихты и ее химический состав. Сред­ний удельный расход тепла составляет 6300 — 7100 кДж на 1 кг спека.

Расчет цементных вращающихся печей

+7 (495)792-42-43 Посмотреть прайс-лист

midas@midas-beton.ru Заявка онлайн

Эксплуатация вращающихся печей

Печи для обжига клинкера должны удовлетворять следующим общим требованиям. Печь должна быть сблокирована с вспомогательными механизмами. Управление механизмами должно быть сосредоточено у рабочего места машиниста (головки печи). При отсутствии централизованной блокировки в цехе должна быть двухсторонняя сигнализация и телефон, связывающие площадку головки печи с другими технологическими участками: сырьевыми питателями, угольным отделением. Печь должна быть оснащена контрольно-измерительными приборами, предназначенными для следующих целей:

измерения и учета расхода топлива, сырьевых материалов и выхода клинкера;

контроля С02, 02 и СО + Н2 в отходящих газах;

определения разрежения газов за обрезом печи и давления углевоздушной смеси, подаваемой в печь дутьевым вентилятором;

контроля поступления шлама.

Кроме того, печь должна быть оборудована сигнализацией наполнения и опорожнения бункеров угольной пыли и сырьевой муки; сигнализацией о прекращении водяного охлаждения печи и подшипников или централизованной смазки механизмов, а также приборами для контроля за нагревом подшипников печи и сигнализацией о перегреве подшипников, приспособлениями для измерения скорости вращения печи и сырьевого питателя.

Пуск печи. Пускать печь нужно с соблюдением следующих правил.

Перед розжигом и пуском печи после длительной остановки или ремонта следует:

тщательно осмотреть и проверить состояние футеровки, холодильника, пыльных камер и корпуса печи, состояние подшипников и привода;

осмотреть встроенные и запечные теплообменные устройства системы питания печи сырьевыми материалами и топливом; пылеулавливающие устройства и системы тяговых устройств (удаления дымовых газов); транспортирующие механизмы; контрольно-измерительные и сигнальные приборы, регулирующие приспособления, взрывные клапаны; выяснить, есть ли смазка и исправны ли системы централизованной смазки;

установить, готовы ли к пуску сырьевое и топливоподго-товительное отделения; в порядке ли освещение, ограждения, противопожарный инвентарь.

Разжигать печь можно только с разрешения главного инженера завода и в присутствии начальника и механика цеха, при этом нужно действовать в соответствии с инструкцией, разработанной применительно к данному заводу.

Розжигу должны предшествовать предварительный пробный пуск и обкатка в холостую печи и вспомогательных механизмов. За час до розжига во вращающуюся печь подают шлам и обмазывают им цепные завесы, чтобы они не сгорели. При розжиге печи с фильтром-подогревателем шлам разбавляют до 70%-ной влажности и этим уменьшают его вязкость.

Печь, работающую на твердом и жидком топливе, разжигают дровами и досками, уложенными в печь и облитыми мазутом. Доски поджигают факелом из ветоши, смоченной в мазуте или масле и надетой на длинную палку. При этом шибер должен быть открыт.

После того как доски разгорятся и образуется слой раскаленного топлива, включают угольные питатели или мазутные форсунки. Включают их постепенно, по мере того как сгорает топливо. При выключении угольных питателей нужно немедленно остановить дутьевой вентилятор.

Газовые печи разжигают так же, как газовые топки.

Вначале продувают газопровод и в течение 5 мин вентилируют печь. После этого на конец горелки навешивают тряпки, смоченные в мазуте, и поджигают факелом на длинной палке, а затем постепенно включают подачу газа.

После смены футеровки и розжига печь следует загружать материалом постепенно, начиная с половинной загрузки. Полное питание печи сырьевой смесью можно устанавливать не ранее чем через три смены с момента розжига печи.

Читайте так же:
Как размешивать цемент для пола

Запрещается разжигать печь, если запаса откорректированной сырьевой смеси меньше чем на сутки, а запаса топлива меньше чем на пятеро суток; не разрешается разжигать печь, когда неисправны или неочищены пылеосадительные устройства; неисправны футеровка, теплообменники или отсутствует более 20% цепей.

Нельзя разжигать печь при следующих неисправностях:

искривленном корпусе печи, вмятинах на нем или осевых перемещениях, связанных с ненормальным давлением на упорные ролики;

ослабленных креплениях, вибрации и толчках привода и опорных узлов, изношенных деталях (при вводе печи в эксплуатацию после ремонта);

недостаточной герметичности газового тракта (газоходов), уплотнений в холодном и горячем концах печи;

отсутствии или неисправности термопары, показывающей температуру отходящих газов, или тягомера, показывающего разрежение у холостого конца печи.

Остановка печи. При угрозе несчастного случая или аварии печь следует немедленно остановить. Останавливают печь также при прогаре или выпадении футеровки, при отсутствии сырьевой смеси или топлива.

При плановых остановках для футеровки или ремонта печь должна в течение 2—4 ч в зависимости от ее размеров работать с уменьшенным питанием сырьевой смесью.

При всех остановках печь необходимо периодически поворачивать на четверть оборота через каждые 10—15 мин в течение первых двух часов и через каждые 30 мин в течение последующих четырех часов для равномерного охлаждения футеровки.

При наличии дополнительного привода, предназначенного для медленного вращения барабана, печь нужно непрерывно вращать до полного ее охлаждения. При водяном охлаждении подачу воды сначала нужно уменьшить на 75—80%, а спустя 20—30 мин совсем прекратить, чтобы предупредить резкое охлаждение футеровки. Во всех случаях охлаждать печь следует медленно, чтобы избежать искривления корпуса и порчи футеровки.

Последовательность остановки механизмов печи должна быть следующей: сначала прекращают подавать питание сырьевой смесью, выключают подачу топлива; затем останавливают главный привод и включают дополнительный привод, медленно вращающий печь до полного ее охлаждения, потом выключают вентилятор холодильника, механизмы, транспортирующие клинкер, холодильник и дымосос.

Во время длительных остановок осматривают все внутренние устройства печи и очищают от шламовых наростов питательную течку, теплообменники, цепную завесу и фильтр-подогреватель. Работа печи. В процессе работы машинист вращающейся печи и его помощник обязаны наблюдать через смотровое окно в головке печи за состоянием клинкерной обмазки и футеровки, следить за факелом горения, чтобы он не ударялся о футеровку, регулируя положение форсунки или горелки. Необходимо систематически следить за показаниями контрольно-измерительных приборов и регулировать процесс обжига, руководствуясь данными лаборатории о качестве сырьевой смеси и топлива.

Машинист и его помощник наблюдают за состоянием корпуса печи и других механизмов; следят за качеством клинкера;

обеспечивают герметичность трубопроводов, следя, чтобы в цех не проникла угольная пыль, газы, мазут.

В процессе работы нельзя также допускать замедления хода печи и ее остановок; образования колец и сваров в печи.

Следует регулировать охлаждение водой зоны спекания на отдельных ее участках в зависимости от состояния клинкерной обмазки футеровки.

Рабочие, обслуживающие печь, должны постоянно следить за смазкой механизмов, не допуская нагрева подшипников сверх установленного предела.

Смазка.В процессе эксплуатации смазке подлежат все трущиеся части механизмов; при этом надлежит пользоваться «Картами смазки» или инструкцией по эксплуатации данного механизма. Узлы смазки вращающейся печи (применительно к печи 3,6×3,3×3,6×150), режим смазки и применяемые при этом смазочные материалы, следующие:

подшипники осей опорных роликов — смазка ковшовая (картерная) автотракторным трансмиссионным маслом, летнее и зимнее (нигрол);

втулки осей контрольных (упорных) роликов — смазка циркуляционная принудительная индустриальным маслом;

рабочий редуктор — смазка картерная для шестерен; для подшипников принудительная циркуляционная автотракторным трансмиссионным маслом, летнее и зимнее (нигрол); подшипники вала подвенцовой шестерни — смазка картерная (ковшовая) маслом нигрол;

пусковой редуктор — смазка картерная с разбрызгиванием индустриальным маслом;

венцовое зубчатое колесо и подвенцовая шестерня — смазка погружением в ванну автотракторным трансмиссионным маслом (нигрол);

уплотнение холодного конца печи — смазка ручная, набивка с помощью колпачковой масленки: смазкой УСс-2 и УС-2 (солидол); для смазки колпачок завинчивается один раз в сутки. Дымосос печи смазывают так: подшипники вала ротора — смазка кольцевая индустриальным маслом.

В шламовом питателе смазывают следуюшие узлы:

подшипники вала привода — смазка ручная, набивка с помощью колпачковой масленки УСс-2, УС-2; для смазки колпачок масленки повертывается на один оборот два раза в смену;

шестерни привода — смазка ручная, намазка графитной смазкой УСА;

редуктор — смазка картерная с разбрызгиванием индустриальным маслом.

Правила техники безопасности. При обслуживании печной установки прежде всего необходимо выполнять правила эксплуатации печи. В дополнение к ним следует руководствоваться следующими правилами, обеспечивающими безопасность работы.

Во время розжига печи запрещается посторонним лицам находиться у головки, привода и опорных устройств.

Шламовщик печи обязан оставить свое рабочее место во избежание отравления газом и вернуться к нему только с разрешения начальника смены и после того, как площадка шламового питателя (или сырьевой муки) будет провентилирована. Запрещается смотреть в печь при пуске ее после остановки на подогрев до тех пор, пока она не сделала одного оборота; нельзя стоять против смотровых окон и растопочньих люков.

Смотровые окна в головке печи и дверцы должны быть закрыты. Открывать их может машинист только для наблюдения за ходом обжига; при этом необходимо пользоваться защитным щитком с синим стеклом.

Снимать кольца (привары) на футеровке водяной струей запрещается.

Рабочим разрешается входить в печь только после ее охлаждения до температуры не выше 40° С, остановки вентилятора, снятия предохранителей у электродвигателей печи, углепитательных шнеков и вентилятора. При этом рабочие должны обязательно пользоваться спецодеждой. Горячий ремонт внутри печи разрешается вести только мужчинам, прошедшим медицинский осмотр, при этом температура воздуха в печи не должна превышать 50° С.

Чистить шламовый питатель разрешается только во время остановки печи.

Запрещается пользоваться факелом для освещения внутри печи. Для этой цели необходимо применять низковольтное освещение напряжением не выше 12 в.

Читайте так же:
Цементная стяжка по плите osb

Очищать пылеосадительные устройства вручную во время работы печи запрещается. Наросты пыли разрешается очищать только сверху со специальных подмостей и только в присутствии второго лица.

Особые требования техники безопасности при использовании газового топлива те же, что и при обслуживании газовых топок.

Правила эксплуатации другого вспомогательного оборудования печного цеха и необходимые при этом правила техники безопасности приведены в соответствующих главах.

Litgu.ru — Литературный Гуру

  • Главная
  • Правообладателям
  • Контакты
  • Правила
  • RSS
  • VK

Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология. Книга 2


Название: Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология. Книга 2
Автор: Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г.
Издательство: М.: Теплотехник
Год: 2004
Формат: pdf
Страниц: 592
Размер: 23 mb
Язык: русский

Впервые в отечественной практике сделана попытка обобщить все основные материалы по вращающимся печам, которые по статистике особенно широко распространены на предприятиях всех основных промышленных отраслей. Подробно описаны конструктивные особенности печей и вспомогательных элементов, условия их эксплуатации. Отдельно рассмотрены вопросы сжигания топлива во вращающихся печах, комплекс проблем вызванных огнеупорной и теплоизоляционной футеровкой печей. Рассмотрены проблемы теплообмена в данном виде агрегатов, автоматического регулирования режимов их работы.

Содержание
Топливо и сжигающие его устройства
Основные характеристики факела
Устойчивость процессов горения и взрывобезопасность.
Границы, зоны и длина факела.
Радиационные характеристики факела.
Положение факела относительно тепловоспринимающей поверхности и кладки.
Скоростные и другие аэродинамические характеристики факела.
Экологические характеристики факела.
Особенности сжигания топлива и процессов горения во вращающихся печах
Особенности сжигания топлива во вращающихся печах.
Особенности процесса горения топлива.
Сжигание топлива во вращающихся печах.
Топливо для вращающихся печей.
Основные требования к топливному факелу во вращающихся печах
Основные характеристики газообразного топлива
Общие положения упрощенной методики теплотехнических расчетов.
Потери теплоты с уходящими газами.
Потери теплоты вследствие химической неполноты горения.
Коэффициент расхода воздуха.
Совместное сжигание двух видов топлива.
Расчеты при сжигании топлива на обогащенном кислородном дутье.
Потери в окружающую среду.
Горение природного газа во вращающихся печах
Образование газового факела во вращающихся печах цементной промышленности.
Газовые горелки, применяемые во вращающихся печах цементной промышленности.
Газомазутные горелки цементных печей.
Горелочные устройства для вращающихся печей различного технологического назначения.
Физические и теплотехнические свойства мазута
Общие сведения.
Физические свойства мазутов.
Теплофизические свойства мазутов.
Сжигание мазута во вращающихся печах
Подготовка мазута к сжиганию.
Типы форсунок для сжигания мазута.
Свойства твердого топлива
Сжигание твердого топлива во вращающихся печах
Общие сведения.
Подготовка твердого топлива к сжиганию.
Пылеугольные горелки.
Совместное сжигание различных видов топлива.
Дополнительное сжигание топлива.
Математическое моделирование газодинамики во вращающейся печи.
Теплообмен во вращающихся печах
Современные методы расчета теплообмена
Особенности представления теплофизической модели энерготехнологических объектов.
Уравнение распространения тепла в движущейся вещественной среде.
Уравнение неразрывности потока жидкости и уравнение движения.
Уравнения осредненного турбулентного потока.
Классификация методов расчета.
Зональный метод расчета.
Метод Монте-Карло для расчета угловых коэффициентов излучения для энерготехнологических агрегатов.
Метод Монте-Карло, основанный на принципе узлового разбиения.
Обобщенный термодинамический подход как основа детерминированной процедуры по-строения математической модели объектов с распределенными параметрами.
Основы построения и функционирования имитационно-оптимизирующей модели процесса тепломассообмена.
Динамический зонально-узловой метод (ДЗУ-метод).
Процессы теплообмена во вращающихся печах
Математические модели тепловой работы вращающихся печей.
Сопряженный теплообмен открытых поверхностей слоя шихты и футеровки с печным пространством.
Теплоотдача от изотермической стенки к плотному слою зернистой шихты.
Температура поверхности футеровки при вращении печи.
Теплоотдача конвекцией.
Система двух дифференциальных уравнений теплообмена.
Интенсификация теплообмена во вращающихся печах
Подача оборотной пыли или компонентов шихты в факел.
Внутренние теплообменные устройства.
Влияние кольцевого порога на движение и теплообмен шихты (приближение весьма протяженного порога).
Подогрев дутья и обогащение его кислородом.
Соотношения расходов и концентраций атмосферного воздуха и технического кислорода.
Математическое моделирование тепловой работы вращающихся печей
Тепловой и температурный режимы нагрева материала.
Нагрев сыпучего материала в обжиговой вращающейся печи.
Системы управления и автоматизации и альтернативные варианты технологии
О вопросах организации управления технологическими производствами АСУ ТП
Автоматизированные информационно-поисковые системы.
Классификация АИС.
Контролируемые параметры вращающихся печей
Измерение контролируемых параметров.
Автоматическое регулирование режима работы вращающихся печей.
Компьютерная система автоматического управления тепловой работы вращающейся печи.
Применение горелок большой мощности с управляемой длиной факела и окислительной способностью атмосферы.
Возможные альтернативные варианты технологии вращающихся трубчатых печей
Шахтные печи металлизации.
Технология получения вяжущих на конвейерной машине.
Способ кальцинации глинозема в циклонном агрегате.
Вопросы экологии и пылеосаждения при работе вращающихся печей
Характеристики пылей и дымовых газов вращающихся печей.
Технологические схемы очистки от пыли газов трубчатых печей.
Пылеулавливающие устройства вращающихся печей.
Дымососы и вентиляторы.
Заключение
Приложения
Расчеты горения топлива.
Тепловой расчет и расход топлива.
Производительность и размеры вращающихся печей.
Средняя объемная теплоемкость газов в зависимости от температуры в пределах 0-2000 °С, кДж/(Нм3-°С) при постоянном давлении.
Некоторые физические свойства газов.
Расчет газовой горелки среднего давления.
Расчет корпуса печи на прочность и жесткость.
Расчет мощности, необходимой для вращения печи.
Библиографический список

СИМБИРСК ЭКСПЕРТИЗА

Методика Отраслевая методика учета выбросов в атмосферу при розжиге вращающихся печей

Настоящая Отраслевая методика предназначена для расчета выбросов пыли, моно- и диоксида азота, а также оксидов серы и углерода при розжиге цементных вращающихся печей на газовом и жидком топливе. Выбросы печей, работающих на твердом топливе, этой методикой не регламентируются.

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ «ГИПРОЦЕМЕНТ»

Утверждаю

Зам. Председателя Госстроя РФ

«____» ___________2003 г.

ОТРАСЛЕВАЯ МЕТОДИКА УЧЕТА ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ ПРИ РОЗЖИГЕ ВРАЩАЮЩИХСЯ ПЕЧЕЙ

Сведения о документе

Разработан: Государственный ордена Трудового Красного знамени Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт цементной промышленности Гипроцемент

Адрес: Россия, 199053, Санкт-Петербург, В.О., Средний пр., д. 4

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА РОЗЖИГА

3. ПУСК ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ В РАБОТУ

4.1. Проектируемые заводы

4.2. Действующие заводы

Читайте так же:
Цементные горшки своими руками

5. ВЫБРОСЫ ОКСИДОВ АЗОТА

6. ВЫБРОСЫ ДИОКСИДА СЕРЫ

7. ВЫБРОСЫ ОКСИДА УГЛЕРОДА

8. ТРЕБОВАНИЯ САНИТАРНЫХ НОРМ

Приложение 1 Продолжительность выбросов при розжиге вращающихся печей после полной замены футеровки [3, 4]

Приложение 2 Содержание оксидов азота NOх в отходящих газах цементных вращающихся печей в эксплуатационных режимах

Приложение 3 Пример расчета вредных выбросов в атмосферу при розжиге печи Æ 4,0 × 150 м мокрого способа

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Нормативными документами [1 — 2] с целью защиты воздушного бассейна от загрязнений при проектировании и эксплуатации цементных заводов предписан учет вредных газо-пылевых выбросов. Временной инструкцией [3] при розжиге печей допускаются сравнительно непродолжительные по времени выбросы, превышающие средние в нормальных эксплуатационных режимах. Эти вредные выбросы предусмотрены технологическим регламентом и не относятся к аварийным.

Настоящая Отраслевая методика предназначена для расчета выбросов пыли, моно- и диоксида азота, а также оксидов серы и углерода при розжиге цементных вращающихся печей на газовом и жидком топливе. Выбросы печей, работающих на твердом топливе, этой методикой не регламентируются.

Отраслевая методика может применяться как для действующих, так и для проектируемых заводов. С ее введением Временная инструкция (3) утрачивает силу в отношении печей, работающих на жидком и газообразном топливе.

2. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА РОЗЖИГА

Периодом розжига считается время от воспламенения факела до вывода печи на стационарный (эксплуатационный) режим с расчетной производительностью [4]. В этот период нагрев печи осуществляется путем медленного увеличения расхода топлива и воздуха вплоть до достижения в зоне спекания температуры, необходимой для получения клинкера, после чего подается сырьевой материал. В дальнейшем расходы топлива и сырья постепенно доводятся до эксплуатационных значений, и печь выводится на стационарный режим. Полнота сгорания топлива в основном определяется условиями его смешения с воздухом. С увеличением расхода топлива процесс выгорания интенсифицируется, и при достижении в зоне спекания температуры футеровки, равной 650-700°С (температуре воспламенения топливно-воздушной смеси), существенно стабилизируется. С технологической точки зрения это соответствует переводу печи с периодических подворотов на постоянное вращение от вспомогательного привода. К моменту перевода печи на главный привод и началу ее стационарной загрузки материалом температура футеровки в зоне спекания превышает 1000°С, и условия для возникновения недожога полностью исчезают.

3. ПУСК ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ В РАБОТУ

Подача высокого напряжения на электрофильтры не лимитируются условиями сжигания топлива (образованием продуктов недожога), а определяется точкой росы отходящих газов во избежание поверхностного электрического пробоя вследствие конденсации паров воды и сернистого ангидрида на стенках и опорно-проходных изоляторах.

В технологических регламентах вновь проектируемых заводов включение электрофильтров должно предусматриваться через 15 — 20 минут после перевода печи на главный привод и начала стационарной подачи сырья, т.е. при стабилизации режима выгорания факела после очередного увеличения расходов топлива и воздуха. Температура газов в обрезе печи при этом должна быть не ниже 190 — 200°С для мокрого способа и 800 — 850°С — для сухого, а содержание кислорода — не ниже 5 % в обрезе печи для мокрого способа и 9 % за последней ступенью теплообменника для сухого способа. Печи должны быть оборудованы автоматическими быстродействующими газоанализаторами на кислород.

В связи с этими рекомендациями в п.п. 2.1.10.9 (ч. 1) и 4.5.7 (ч. II) Правил эксплуатации [4] необходимо внести соответствующие изменения.

4. ВЫБРОСЫ ПЫЛИ

4.1. Проектируемые заводы

Включение электрофильтров непосредственно после подачи сырья исключает повышенный выброс пыли. Продолжительность выброса определяется промежутком времени от начала подачи сырья до окончания розжига. Концентрация пыли в отходящих газах остается такой же, как и в обычном эксплуатационном режиме печного агрегата данного типоразмера, а средний за время выброса расход отходящих газов составляет 90 % от эксплуатационного значения.

Максимальная мощность выброса равна выбросу в эксплуатационном режиме

Vвх, μэ — расход отходящих газов (нм3/ч) и их запыленность (г/нм3) на входе в электрофильтр в эксплуатационных условиях;

ηэ — степень очистки газов во включенном электрофильтре.

Годовой выброс пыли за период розжигов рассчитывается по формуле:

т/год

τ n — суммарная продолжительность выбросов пыли при розжигах, ч/год.

Здесь и в дальнейшем продолжительность розжига или его отдельных стадий для проектируемых заводов принимается по приложению 1, для действующих заводов — по заводским инструкциям.

4.2. Действующие заводы

До корректировки Правил эксплуатации [4] и оснащения печей газоанализаторами подачу высокого напряжения на электрофильтры, как и во Временной инструкции [3], допускается осуществлять после стабилизации режима работы печного агрегата. При этом за время от момента подачи сырья до включения электрофильтров могут происходить повышенные выбросы пыли с концентрацией во много раз превышающей эксплуатационные значения.

Максимальная мощность залпового выброса рассчитывается по формуле:

ηp — степень очистки газов в электрофильтрах со снятым напряжением ( ηр = 0,6 или 0,5 при скорости газов в сечении фильтра меньше или больше 1 м/с)

Годовой залповый выброс пыли составит

τпз — суммарная продолжительность максимальных залповых выбросов пыли, ч/год.

5. ВЫБРОСЫ ОКСИДОВ АЗОТА

Выбросы оксидов азота NOx происходят в течение всего периода розжига. Средний по времени расход отходящих газов составляет 75 %, а содержание NOx в них — 70 % от соответствующих эксплуатационных значений. Максимальная мощность выбросов (в конце процесса розжига) рассчитывается по формулам:

Vвых, CNOx — объемный расход отходящих газов (нм3/ч) и суммарное содержание в них оксидов азота (г/нм3) в эксплуатационном режиме после электрофильтров.

Значения CNOx определяются прямыми замерами или выбираются из приложения 2.

Годовой выброс NOx при розжигах соответственно равен

τр — суммарная продолжительность розжиговых периодов, ч/год.

6. ВЫБРОСЫ ДИОКСИДА СЕРЫ

Выбросы диоксида серы происходят при сжигании жидкого и твердого топлива в период от воспламенения факела до начала стационарной подачи сырья в печь. Средний за время выброса расход топлива для печей сухого и мокрого способа составляет соответственно 40 % и 55 % от эксплуатационных значений.

Максимальная мощность выбросов (непосредственно перед подачей сырьевого материала) определяется но формуле:

Читайте так же:
Как замешивать цемент с песком пропорции

Вэ — расход топлива в эксплуатационном режиме, кг/час;

Sp — содержание серы в топливе (на рабочую массу), %;

βso2 — доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива (для мазута βso2 = 0,02 [5]).

Годовой выброс при розжигах составляет

— суммарная продолжительность выбросов оксида серы за время розжигов, ч/год

КВ — коэффициент, учитывающий уменьшение расхода топлива в период розжига

7. ВЫБРОСЫ ОКСИДА УГЛЕРОДА

При строгом соблюдении требований к сжиганию топлива происходит практически полное сгорание. Максимальное содержание оксида углерода в отходящих газах (в начале розжига) = 0,2 % (0,25 г/нм3) [4], а его среднее значение за весь период розжига составляет 40 % от максимального. Столь низкая концентрация не ухудшает показатели пожаро-взрывобезопасности отходящих газов.

С учетом того, что средний по времени розжига расход отходящих газов составляет 75 % от эксплуатационного значения, максимальная мощность и годовой выброс могут быть рассчитаны по формулам:

8. ТРЕБОВАНИЯ САНИТАРНЫХ НОРМ

Нормативы но концентрации загрязняющих веществ, на выходе в атмосферу в настоящее время отсутствуют.

Оценка соответствия санитарным нормам производится посредством проведения расчета рассеивания и сравнения полученных приземных концентраций с предельно-допустимыми (ПДК для населенных мест), определенными по перечню ПДК Минздрава России [12].

В табл. 1 приведены значения предельно-допустимых концентраций максимально-разовых для населенных мест.

Трубчатые вращающиеся печи

Для термической обработки сыпучих материалов мелкого дробления без их расплавления применяются трубчатые вращающиеся печи. В большинстве своем они представляют собой длинную трубу из устойчивых к высоким температурам материалов, внутри которых, чаще всего встречно-параллельно, движется обрабатываемый материал и горячие газы.

Труба имеет наклон, из-за чего, при вращении, частички нагреваемого материала (шихты) поднимаются на небольшую высоту, падают, сдвигаются вниз. В процессе передвижения по трубе, шихта перемешивается, из-за чего каждая частичка равномерно нагревается. Дополнительное тепло материал получает от разогретого корпуса печи.

Трубчатые печи благодаря высокому коэффициенту теплообмена между продуктами сгорания топлива и нагреваемым веществом нашли широкое применение в различных производственных процессах. С их помощью производится сушка материала с удалением химически связанной влаги. В трубчатых печах производят спекание различных веществ с целью создания новых материалов. Подобные устройства незаменимы в металлургии, для обработки глинозема (спекание и кальцинация) в процессе производства алюминия.


Рис. 1 – Печь для спекания бокситов

Классическим примером трубчатой вращающейся печи является печь, предназначенная для спекания бокситов – материала, содержащего алюминий. Печь состоит из нескольких основных узлов:

— барабан;
— механизм, обеспечивающий вращение;
— опоры роликового типа;
— топливная головка;
— загрузочная камера.

Основной составляющей печи является вращающийся барабан. Его диаметр может варьироваться в пределах от 2 до 3,8 м, длина может достигать 150 м. Барабан футеруется кирпичом. Для футеровки применяется высокоглиноземный или шамотный кирпич.

Нагреваемый материал, шихта, в сухом или насыщенном влагой (40-42%) виде помещается в верхнюю (холодную) камеру. В результате вращения печи шихта медленно движется к нижнему (горячему) концу. В то же время снизу поднимаются продукты горения топлива, высушивая и спекая материал. Продукт спекания, так называемый «спек» достигая нижнего конца трубы, высыпается в охладитель, расположенный под вращающейся печью.

Охладитель (холодильник) конструктивно выполнен в виде барабана длиной до 30 м, с внутренним диаметром до 2,5 м. Внутри охладителя спек охлаждается набегающим потоком воздуха или потоками воды, которой поливают барабан. В случае воздушного охлаждения, нагретый воздух направляется в печь, оптимизируя процесс сжигания топлива, что позволяет значительно увеличить КПД печи.

Топливом для печей может служить природный газ, мазут, угольная пыль. Камера с горелками или форсунками располагается у нижнего конца печи. Отработанные газы проходят несколько степеней очистки, прежде чем быть выброшенными в дымовые трубы. Они направляются в камеры, улавливающие пыль, минуя несколько электрофильтров.

Подготовленная и загруженная печь имеет очень большую массу. К примеру, полная масса печи с барабаном, длиной 70 м может достигать 400 т. Для того чтобы поддерживать трубу и обеспечивать ей возможность вращения используют специальные бандажи, опоясывающие кожух печи. Функцию опоры выполняют ролики, установленные на подшипниках качения.

Вращение барабана осуществляется с помощью мотора. Усилие передается через редуктор на венцовую шестерню, закрепленную на корпусе барабана. Частота вращения может регулироваться и, как правило, составляет от 0,6 до 2 оборотов в минуту.

Монтируется печь под углом к горизонтали. Угол составляет от 3 до 6 %. Для того чтобы не допустить смещения конструкции под воздействием собственного веса применяют упорные ролики. Их размещают горизонтально, бандажи упираются в них сбоку.

Нижний (2) горячий конец барабана присоединяется к топливной головке. Там же расположен канал по которому спек ссыпается в холодильник. Для удобства эксплуатации, топливная головка откатная. Барабан от топливной камеры отделяют лабиринтным уплотнением. Оно представляет собой вращающийся в коробке диск с отверстиями для форсунок.

Холодный (верхний) конец барабана подсоединен к загрузочной камере. Для загрузки сухой шихты используют жесткий патрубок. Жидкую пульпу сливают или распыляют с помощью форсунок. Чтобы избежать слеживания шихты, загрузочная камера оборудована специальным отбойником. Он представляет собой болванку (груз) из стали, висящую на гибком подвесе (цепи). Во время вращения барабана груз раскачивается, разбивая слежавшийся материал.

Рис. 2 – Тепловой баланс печи

Рассматривая график температурных показателей барабана можно выделить четыре участка со схожими характеристиками. Выделяют основные участки:

— зона сушки;
— зона кальцинации;
— зона спекания;
— зона охлаждения.

Самая высокая температура поддерживается в зоне спекания. Она может подниматься до 1600 °С. Температура отработанных газов на верхнем конце барабана печи снижается до 400-500 °С. Поддержание такого температурного режима гарантирует хорошее спекание и эффективную работу очищающих фильтров.

Расчетное количество тепла на килограмм спека должно находиться в пределах 6300 – 7100 кДж. Производительность, в случае использовании мокрой бокситовой шихты, будет составлять 12 и более тонн спека в час.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector