15. Шахтная печь, устройство, принцип работы.
Для производства извести применяют шахтные пересыпные печи и печи с выносными топками. По высоте шахтные печи имеют три зоны: подогрева, обжига и охлаждения. В пересыпных печах известняки и топливо загружают поочередно, слоями, и топливо сгорает непосредственно в шахте печи. В печах с выносными топками длиннопламенное топливо (торф, бурые угли) сгорает в выносных топках, откуда продукты горения направляются в шахту печи, в которой находится обжигаемый известняк.
Шахтная пересыпная печь (рис. 27) представляет собой механизированный тепловой агрегат с автоматизированной загрузкой в печь шихты (известняка с топливом). Шахта печи представляет собой сварную из листовой стали конструкцию (кожух), выложенную внутри шамотным и огнеупорным кирпичом. Промежуток между кладкой и кожухом заполнен минеральной ватой, керамзитовым гравием и пр.
Рис. 27. Шахтная пересыпная печь
Питание печи известняком и топливом производится из бункеров 1, расположенных над приямком скипового подъемника. Взвешенные на автоматических дозаторах 2 порции известняка и топлива подаются ковшом 3 в загрузочное устройство 6, расположенное в верхней части шахтной печи. Ковш 3 скипового подъемника поднимается лебедкой 1. Печь оборудована автоматикой и, в частности, автоматическим указателем 7 уровня загрузки шихтой.
В нижней части печи смонтировано выгрузочное устройство со шлюзовым затвором 8, обеспечивающим герметичность печи при выдаче обожженной извести, на пластинчатый транспортер 9 с металлическим настилом. Выгрузка обожженной извести регулируется изменением частоты вращения привода 5 выгрузочного устройства.
Печь работает на непрерывной тяге. Конструкция печи предусматривает рециркуляцию отходящих газов путем отбора их (до 30 %) из верхней части шахты и направления по газопроводу 10 в смесительную камеру 11 для смешивания с засасываемым воздухом. Подготовленная газовоздушная смесь нагнетается из смесительной камеры вентиляторами высокого давления в нижнюю часть шахты. Производительность шахтных печей составляет 30-200 т/сут извести и более. Расход условного топлива на обжиг составляет 16,5 % массы извести.
Предельные размеры кусков известняка, допустимые для обжига в шахтной печи, 25—100 мм.
Скиповый подъемник и загрузочное устройство. Скиповый подъемник представляет собой сварную ферму, внутри которой уложены рельсы для подъема и спуска ковша-вагонетки 3 объемом 0,5...3 м3.
Ковш 1 (рис. 28), снабженный катками, закреплен на стальном канате и через систему блоков 2 приводятся в движение лебедкой 15 с приводом.
Скиповый подъемник и загрузочное устройство работают следующим образом. При вращении барабана лебедки 15 стальной канат через блок 2 поднимает вверх ковш 1. Ковш 1, двигаясь по рельсам вверх, своим выступом входит в зацепление с зубом ползуна 16. Одновременно с помощью каната и шкивов 3, 4 поднимается колокол 8. Шихта, загруженная ранее в приёмную воронку загрузочного устройства, просыпается в промежуточную емкость, выпускное отверстие которой закрыто колоколом 10. Выйдя из зацепления с ползуном 16, ковш 1 продолжает подниматься по рельсам скипового подъемника, а колокол под действием собственного веса опускается, закрывая тем самым выпускное отверстие воронки. Далее ковш входит в зацепление с ползуном 17 и с помощью каната, блоков и шкивов 5 и 6 поднимает колокол 10 в верхнее положение. Шихта под действием силы тяжести пересыпается из промежуточной емкости на скаты лотка 12. При дальнейшем движении вверх ковш выходит из зацепления с ползуном 17, колокол 10 опускается и закрывает выпускное отверстие промежуточной емкости загрузочного устройства.
Рис. 28. Схема работы загрузочного устройства шахтной печи
В конце своего движения вверх ковши действует на конечный выключатель, опрокидывается и высыпает шихту в приемную воронку загрузочного устройства. Конечный выключатель разрывает цепь питания электродвигателя лебедки 15 и через реле времени включает электродвигатель 7. Электродвигатель 7 с помощью привода и вертикального вала 11 поворачивает лоток 12 на угол 42° для равномерного распределения шихты по поперечному сечению шихты. Грузы 9, 13 и 14 предназначены для регулирования натяжения канатов.
Освободившись от шихты, ковш возвращается в исходное (нижнее) положение и заполняется очередной порцией сырья и топлива. После нажатия пусковой кнопки ковш начнет движение вверх, и операция повторится.
Механизм загрузки предназначен для равномерного распределения более крупных кусков сырья и твердого топлива по поперечному сечению шахты, загрузки более крупных кусков сырья в приосную зону печей, работающих на газообразном или жидком топливе, а также герметизации верха печи во время ее загрузки.
Рис. 29. Двухклапанный механизм загрузки с распределительным щитком
Механизм загрузки представляет собой сварной корпус 13 (рис. 29), имеющий два отверстия, которые во время работы перекрываются верхним 2 и нижним 4 колоколами. Корпус 13 смонтирован на конусе 11, закрепленном в верхней части печи 10. Внутри корпуса 13 неподвижно закреплен конус 12. В результате образуется емкость 3, выпускное отверстие которой перекрыто колоколом 4. В корпусе 13 имеется люк 14 для проведения ремонтных работ.
Необходимым условием надежной работы печи является обеспечение герметичности печи в процессе обжига и равномерное распределение шихты по поперечному сечению печи. Для этого в нижней части вала 9 закреплены два профилированных лотка (ската) б разной длины. Каждый из лотков имеет отбойные плиты 7 и 8, а также окна прямоугольной формы, которые способствуют лучшему распределению больших кусков топлива и известняка в горизонтальной плоскости печи. Вал 9 с двумя закрепленными на нем лотками 6 (скатами) с помощью электродвигателя с редуктором поворачивается на угол 42°.
Механизм загрузки работает так. Известняк и твердое топливо из приемной воронки 1 при поднятом колоколе 2 под действием силы тяжести поступает в промежуточную емкость 3. После прекращения поступления известняка и топлива колокол 2 опускается и закрывает выпускное отверстие воронки, а колокол 4 поднимается и шихта из емкости 3 через отверстие в выходной емкости 5 высыпается на двухскатный лоток 6. После этого колокол 4 опускается и закрывает выпускное отверстие емкости 3, а лоток поворачивается вокруг оси на угол в 420°.
При движении по поверхности лотков 6 (скатов) разной длины куски топлива и известняка перемешиваются, а затем отбойными пластинами 7 и 8 и окнами в лотках разделяются на три потока -— периферийный, приосевой и промежуточный. В итоге твердое топливо равномерно распределяется по поперечному сечению шахты печи.
Рис. 30. Выгрузочное устройство с движущейся решеткой.
Выгрузочное устройство шахтных печей состоит из механизма выгрузки (рис. 30) с приводом, бункера 2 с обожженной известью и трехшлюзового затвора 1. В нижней части шахтной печи расположен механизм выгрузки, представляющий собой каретку 9, совершающую возвратво-поступательвое движение в пределах 0…150 мм с помощью гидравлического привода, состоящего из гидроцилиндра 11, бака 12, гидронасоса 13, штанги 6 и шток 7. Каретка 9 имеет катки 8, которые передвигаются по рельсам, установленным на балках 3. Колосники 10 закреплены на каретке наклонно и имеют клинообразную форму, благодаря чему расстояние между ними в направлении от центра к краям каретки увеличивается. По середине шахты над неподвижной решеткой установлена балка-рассекатель 5. При движении каретки мелкие куски извести проваливаются в щели между колосниками, а крупные, скользя по наклонным колосникам, ссыпаются то с одной, то с другой стороны решетки в бункер 2 и через переходную течку в шлюзовой затвор 1 поступают на транспортер. При очистке колосников пользуются люком 4.
Описанная конструкция выгрузочного устройства имеет гидравлический привод решетки. Выпускаются также шахтные печи с электромеханическим приводом.
Рис. 31. Шлюзовой затвор.
Камеры 6 (рис. 31) трехшлюзового затвора одинаковы, расположены последовательно и снабжены клапанами 9, 11, 13 с принудительными зажимами. Противовесы 10, 12, 14 плотно прижимают клапаны к горловинам 7 камер, что предохраняет от возможности прососа горячего воздуха из камеры в камеру и наружу. Клапаны, шарнирно подвешенные на осях 8, последовательно открываются тягами (рычагами) 5, соединенными с кулачками 3 переключающего механизма. Кулачки 3 закреплены на валу 4, приводимом в движение от электродвигателя мощностью 1 кВт и червячного редуктора.
Конструкция шлюзового затвора рассчитана на то, что пропуск извести возможен при открытом клапане одной камеры - клапаны двух других камер в это время закрыты. Поворотный шибер 2 направляет поток обожженного материала (извести) по течке 1 в рабочий или резервный конвейер.