3.4 Мероприятия по экономии теплоты и топлива

Расход тепла на обжиг портландцементного клинкера определяется условиями теплопередачи, которая зависит от конструкции печи, а также от состава и структуры сырья и за счёт более тонкого помола шихты и лучшей

гомогенизации. Все методы снижения расхода топлива при обжиге клинкера предусматривают более полное использование тепла отходящих газов. Для уменьшения потери тепла излучением в некоторых зонах устанавливают теплоизоляционные прокладки между корпусом печи и её футеровкой.

К мероприятиям, уменьшающим расход топлива, увеличивающим производительность печи и повышающим стойкость футеровки, относятся введение в сырьевую смесь различных интенсификаторов процесса обжига: плавикового шпата, гипса, фосфогипса и других. Процесс обжига можно также ускорить, устанавливая огнеупорные пороги в отдельных зонах вращающейся печи. Для интенсификации процесса обжига во вращающейся печи можно применять воздушно- кислородное дутьё, при этом повышается температура факела и газового потока за ним, возрастает температура футеровки, улучшается передача тепла от газового потока к материалу. В результате повышается производительность печи и снижается удельный расход топлива.

Интенсифицировать процесс обжига можно путём двухстороннего её питания. Например, в горячий конец печи через форсунку подавать высушенный, измельчённый, гранулированный доменный шлак. Многие вращающиеся печи устаревшей конструкции реконструировали: увеличили поверхность теплоотдачи в зонах сушки и подогрева путём расширения диаметра печи в холодной её части в 1,2 - 1,3 раза.

Поверхность теплопередачи увеличивают установкой внутрипечных и запечных теплообменников, изменением профилей печей, повышением скорости её вращения и устанавливают мощные дымососы, при этом производительность печей повышается на 15 - 20%.

Процесс обжига интенсифицируется при улучшении перемешивания топлива с воздухом в результате снижения коэффициента избытка воздуха и его подогрева, совершенствования конструкций горелок, регулирование скорости вдувания топлива и воздуха.

Обжиг клинкера в печных агрегатах сухого способа производство интенсифицируется путём внедрения декарбонизаторов.

4 Расчетная часть

Исходные данные:

Число ступеней циклонных теплообменников – 4

Тип холодильника – колосниковый

Производительность печной установки В _кл – 125 т/ч

Топливо – природный газ Дашавского происхождения

Состав газа (%): =98; =0,3; =0,1; =0,1; = 0,3; =1,2;

Теплота сгорания газа - 8450 кДж/нм³

Расход сухого сырья на 1 кг клинкера - 1,500 кг/кг Кл

Потери при прокаливании сухого сырья - (п.п.п.)_м =35,0%,

Влажность сырьевой шихты - W_м=1,0%

Степень диссоциации CaСO₃ в циклонных теплообменниках у – 16%

Температура горючего газа, поступающего в печную установку, t_н.г.=10 ⁰С

Количество воздуха, поступающего под решётку холодильника, V_вх – 2,9 нм³/кг клинкера

Температура пыли, возвращаемой в процесс t_пл - 45⁰С

Присос воздуха через неплотности в головке печи – 5% от общего количества воздуха, потребного для горения топлива

Температура окружающего воздуха t _в – 20⁰С

Средняя температура сырьевой шихты, поступающей в Ι циклон, t _в - 42 ⁰С

Температура газов на выходе из Ι циклона, - 300 ⁰С

Температура клинкера на выходе из холодильника - 110 ⁰С

Температура избыточного воздуха, выбрасываемого из холодильника в атмосферу, -180⁰С

Тепловой эффект клинкерообразования q_р – 439,3 ккал/кг Кл

Количество первичного воздуха – 25% от общего расхода воздуха на горение

Температура клинкера на выходе из печи - 1150 ⁰С

Коэффициент избытка воздуха – за печью – 1,1; перед ΙV циклоном – 1,2; за ΙV циклоном – 1,3; за ΙΙΙ циклоном – 1,4; за ΙΙ циклоном – 1,5; за Ι циклоном – 1,6.

Коэффициент полезного действия электрофильтра η_элф = 0,98; циклонов: Ι – 0,9; ΙΙ – 0,7; ΙΙΙ – 0,7; ΙV – 0,7.

Потери тепла в окружающую среду, ккал/кг кл: печью – 110; пыльной камерой – 4; Ι циклоном – 5; ΙΙ циклоном – 6; ΙΙΙ циклоном – 7; ΙV циклоном – 10; холодильником - 10

Унос пыли из печи в % от сухого материала z – 16.