12.3.2.2. Принцип работы колосниковой решетки

После печи клинкер для предварительного охлаждения подается на статическую наклонную и далее на подвижную решетку, которая состоит из нескольких параллельных дорожек. Транспортировка клинкера осуществляется одновременным движением вперед всех дорожек и движением назад отдельной дорожки или двух, не расположенных рядом. При движении вперед весь клинкерный слой движется к выходу. При движении назад отдельной дорожки возврат клинкера на ней тормозится соседними слоями, и поэтому дорожка проскальзывает под слоем клинкера без значительной транспортировки его назад. При такой совокупности движений вперед и назад осуществляется транспортировка клинкера к выходу.

Эффективная работа холодильника обеспечивается прохождением необходимого объема воздуха через слой клинкера по различным участкам решетки холодильника и предотвращением локального прорыва холодного воздуха в виде отдельных местных «свищей». Эти процессы зависят от давления воздуха под слоем клинкера и его сопротивления, обусловленного высотой слоя и фракционным составом. Подача необходимого воздуха через отдельные участки горячей области решетки обеспечивается регуляторами потока, которые при уменьшении сопротивления слоя (рис.12.12) самопроизвольно перекрывают часть отверстий (поз.9) клапаном (поз. 10) и таким образом снижают расход воздуха. При увеличении сопротивления слоя клинкера выполняются противоположные действия.

Путем изменения скорости продвижения клинкера на отдельных дорожках автоматически выравнивается давление под слоем клинкера по ширине решетки горячей области, поэтому в холодной части не устанавливаются регуляторы потока. Определяющим направлением регулирования режима работы холодильника является выравнивание сопротивления слоя клинкера (но не его толщины) по ширине решетки. Это позволит обеспечить равномерное прохождение воздуха по всему сечению решетки без локальных прорывов воздуха и, следовательно, добиться высокого теплового КПД и эффективного охлаждения клинкера с минимальным расходом охлаждающего воздуха.

Охарактеризовать циклонные теплообменники с пониженным сопротивлением.

Как отмечалось выше, первые циклонные теплообменники имели достаточно большое сопротивление - каждая ступень око­ло 20 мбар. Поэтому было экономически нецелесообразно увели­чивать число ступеней более четырех, так как в этом случае эко­номия тепла не компенсировала перерасход электроэнергии, за­трачиваемой дымососом на преодоление дополнительного сопро­тивления.

Однако в последние десятилетия разработаны циклоны, со­противление которых практически в два раза ниже традицион­ных. Конструктивные особенности циклона фирмы КНD с низ­ким сопротивлением и высокой степенью очистки показаны на рис. 10.15.

Принципиальная теоретическая основа полученного эффекта показана на рис. 10.16 и заключается в том, что в традиционном циклоне совмещены оси циклона и погружной трубы и поэтому по окружности сохраняется проходное сечение Ғ.

Так как газы постепенно уходят вверх через погружную трубу, то уменьшается окружная скорость газа и изменяется интенсивность осаждения пыли.

Pис. 10.16. Принцип реконструкции циклона, обеспечивающий снижение сопротивления и увеличение степени его очистки

Учитывая, что вначале скорость равна около 20 м/с, а в конце - снижается до 5 м/с, то активная область пылеулавливания будет составлять около 150° окружности циклона. При этом, вследствие высокой входной скорости возникнет большое сопротивление, так как оно пропорционально скорости потока в квадрате:

ΔΡ=k·v².

После реконструкции при смещении оси погружной трубы, происходит выравнивание и снижение окружной скорости до 9...14 м/с, увеличение активной зоны пылеулавливания до 270°, и, следовательно, возрастает степень очистки до 0,90...0,96. Кроме того, из-за пониженной входной скорости пылегазового потока сопротивление циклона ∆Р уменьшается практически в 2 раза.

Вследствие этого создались условия для установки 5 и даже 6 ступеней циклонных теплообменников, что и реализуется на практике. Основные параметры работы такой системы приведены на рис. 10.17.

Рис. 10.17. Схема печного агрегата с циклонным теплообменником и декарбонизатором типа PYROCLON-R

Охарактеризовать шламово-солевые кольца, причины образо­вания и способы предотвращения.

Шламово-солевое кольцо иногда возникает в цепной завесе в области вязкого шлама. Протяженностью до 6 м и высотою до 1 м, кольцо имеет плотное слоистое строение, с трудом удаляется отбойным молотком (рис. 13.14). Кольцо, значительно уменьшая свободное сечение печи, увеличивает газодинамическое сопротивление, что, как правило, приводит к недостаточной тяге дымососа, вызывает недожог топлива, вследствие чего снижается производительность печи, и может возникнуть клинкерное пыление. Кроме того, кольцо препятствует прохождению шлама и вызывает перелив его в пылеуловительную камеру, что сопряжено с длительными простоями печи на его выломку.

Рис. 13.14. Шламово-солевое кольцо и технологические нарушения, им вызываемые

Материал кольца в основном отличается повышенным содержанием водорастворимых щелочных сульфатов и хлоридов, количество которых может составлять 15...50%, и содержит около 5% сложных силикатов и гидросиликатов кальция. Приведенные факты позволяют утверждать, что кольцеобразование в цепной завесе обусловлено кристаллизацией щелочных солей из водного раствора шлама.

Ниже приводится вероятный механизм образования кольца. Шлам, подаваемый в печь при возврате пыли, содержит в пересчете на сухое вещество в среднем около 2% растворимых щелочных солей. Растворимость сульфата калия, который преобладает в составе солей, при температуре подаваемого в печь шлама составляет 3...3,5%, а при 100°С - 23%. Следовательно, при нагреве шлама в печи и испарении воды увеличивается концентрация K₂SO₄ в растворе, которая достигает 23% при влажности материала порядка 20%. В этих условиях при большой скорости испарения воды, обусловленной развитой цепной завесой и высокой температурой газов, происходит массовая кристаллизация щелочных сульфатов, которые, вовлекая в свой состав частицы сырьевой смеси, образуют на корпусе печи плотные наросты в виде кольца. Процессы перекристаллизации растворимых соединений и гидратации силикатных фаз в гидротермальных условиях быстро упрочняют и цементируют кольцо.

Следовательно, кольцо образуется при следующих неблагоприятных условиях: наличии растворимых солей, интенсивном испарении воды с массовой кристаллизацией солей и нерациональной навеске цепей. Поэтому решить практическую задачу по предотвращению кольца следует путем: