Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строи

..pdf
Скачиваний:
50
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
18.2 Mб
Скачать

Рис. 87. Печной агрегат СМЦ-26 сухого способа с циклонным теплообменником и декарбонизатором:

 

1 — концевой дымосос;

2 электрофильтр; 3 — шибер;

4 — подвод отработанных

газов из агрегата для помола и сушки сырья; 5 — уста­

 

новка для охлаждения и увлажнения отходящих печных

газов;

6 — отвод отходящих

печных газов к агрегату для

помола и сушки

сырья;

to

7 — запечный дымосос;

8 — двухветьевой четырехступенчатый

циклонный теплообменник; 9 — патрубок для подвода сырьевой

муки в

циклонный

теплообменник; 10 — декарбонизатор; 11 — воздуховод из охладителя

клинкера в декарбонизатор;

12 — вращающаяся печь

2

4 ,5 x 8 0 м;

13 — колосниковый охладитель клинкера

 

 

 

 

 

Запечный дымосос:

 

 

 

 

 

1

количество

м;,/ч

 

 

 

 

производительность,

 

 

 

 

550 000

напор, кПа

 

 

 

 

 

10,5

мощность электродвигателя, кВт

 

 

 

3 400

масса (без электродвигателя),

т

 

 

 

133

Концевой дымосос:

 

 

 

 

 

 

тип

. .

 

 

 

 

ДРЦ-21Х2

количество

 

 

 

 

2

производительность,

м3/ч

.

 

 

 

328 000X2

напор, кПа

 

 

 

 

1 ,9 7

мощность электродвигателя, кВт

 

. .

 

630X2

масса, т

 

 

1 кг клинкера,

 

20X2

Удельный-расход теплоты на обжиг

кДж/кг

3 470

Технологическое топливо:

 

 

 

 

Природ­

основное

 

 

 

 

 

резервное

 

 

.

.

.

ный газ

 

на

Мазут

Удельный расход электроэнергии

1 т клинкера,

кВт-ч/т

50

Тепловая мощность, кВт

 

 

.

 

 

121 528

Масса основного технологического оборудования (без футеровки), т

2 400

Кроме рассмотренных печных агрегатов сухого способа в отдель­ ных случаях находят применение агрегаты с шахтно-циклонными теплообменниками и конвейерными 'кальцинаторами — печи «Леполь».

§ 76. Печные агрегаты полусухого способа

При полусухом способе производства цемента в печные агрегаты подают частично обезвоженный шлам влажностью 17—

26%.

Для обезвоживания цементного шлама широко используют гори­

зонтальные камерные пресс-фильтры. Фильтрование в пресс-филь­ трах представляет собой гидромеханический процесс разделения суспензий с помощью пористой перегородки, задерживающей твер­ дую фазу (осадок — кек) и пропускающей жидкую фазу (фильтрат).

Камерные пресс-фильтры (рис. 88) состоят из набора вертикально расположенных фильтровальных плит 4 одинаковой конструкции. Между плитами в два слоя уложена фильтровальная ткань 5, служа­ щая одновременно уплотнением камер, образующихся при сближении и зажиме плит. Для пресс-фильтров применяют в основном ткани из синтетических ма­ териалов, отличающиеся высокой проч­ ностью и хорошими фильтрационными свойствами. Шлам подают по каналу /.

Плиты имеют рифленую поверхность для сбора фильтрата, который отводят из фильтра по каналам 3 и 6. Жидкость для промывки и сжатый воздух для просушки

Рис. 88. Устройство камерного пресс-фильтра

6

203

осадка подают по этим же каналам. После зажима плит нажимной плитой 2 операции выполняются в такой последовательности: фильтрование, промывка, просушка, разжим комплекта плит п выгрузка осадка.

Пресс-фильтры различают по способу подвода питания (с верх­ ним, нижним и центральным питанием) и по степени механизации зажима плит (с ручным или механизированным зажимом).

Фильтр LFA-1250 (ЧССР) (рис. 89) состоит из стоек 7 и 9, соеди­ ненных балкой 3 с механизмом 5 раздвижки плит 2, являющихся основным фильтрующим элементом, гидроцилиндров 5, осуществля­ ющих зажим плит, патрубков 1 для подачи шлама и 4 для подачи сжатого воздуха. Снизу установлен сливной желоб 8. Фильтр снаб­ жен фотоэлементами для предупреждения несчастных случаев при

перемещении

плит.

приведена

Техническая характеристика фильтра LFA-1250

ниже.

 

 

 

Размер пластины, м

 

1,25Х 1,25

Число камер

 

м2

100

Площадь фильтрации,

312

Общий объем камер,

м3

5,8

Рабочее давление, МПа

1,6

Максимальное давление в напорном гидроци.тиндре, МПа

31

Толщина кека,

мм

 

40

Установленная

мощность, кВт

4,1

Масса пресса, т

 

 

58

Внастоящее время используют две основные схемы обжига кека.

1.Кек подают на обжиг непосредственно в длинную враща­ ющуюся печь с внутрипечными теплообменниками. Удельный расход

теплоты на обжиг 1 кг клинкера не превышает 4620 кДж/кг.

2. Кек подают в сушилку-дробилку, куда поступают отходящие газы из укороченной печи или от специальной топки. После сушки порошок направляют в систему циклонного теплообменника печною

204

Рис. 90. Схема получения клинкера полусухим способом в печных агрегатах с длин­ ной вращающейся печыо

агрегата. Удельный расход теплоты на обжиг 1 кг клинкера в таких установках составляет около 3800 кДж/кг.

На рис. 90 приведена схема получения клинкера полусухим способом в печном агрегате с длинной вращающейся печью на одном из зарубежных заводов. Сырьевой шлам влажностью 43 % обез­ воживают до 18—19 % в пресс-фильтрах 2 с плитами круглой формы. Диаметр плит 2,3 м, а общая поверхность 1000 м2. После сближения плит (140 шт.) в пресс-фильтр центробежным насосом 1 закачивают шлам под давлением 0,2—0,4 МПа, а затем давление повышают до 1,6—1,8 МПа путем подачи в пресс-фильтр сжатого воздуха. Продолжительность полного рабочего цикла 40 мин, в том числе: закачка шлама — 10 мин, повышение давления до 1,6—1,8 МПа — 10 мин, выдержка под давлением — 10 мин; разгрузка — 10 мин. Через каждые 12 ч работы пресс-фильтр промывают водой.

Под пресс-фильтром установлен наклонный конвейер 4 (угол наклона 5°), на который выгружают из камер кек кусками массой до 250 кг и сливают остатки шлама и воды. Между пресс-фильтром и конвейером установлены неподвижные ножи 5, которые измель­ чают кек. Измельченный кек конвейером транспортируется в бункера 5 промежуточного складирования, выполненные в виде обратного конуса. Из бункера кек шнеком-разгрузчиком 6 направляют в весо­ вой дозатор 7 и с помощью конвейера 8 равномерно подают на обжиг во вращающуюся печь 9 размерами 3,6/3,3 X 105 м.

Использование пресс-фильтров для полусухого способа произ­ водства цемента является перспективным направлением реконструк­ ции действующих отечественных технологических линий мокрого способа, работающих на шламах с высокой влажностью (40 % и более).

§ 77. Определение основных параметров печных агрегатов

Печные агрегаты являются сложным уникальным обору­ дованием, работающим на различных видах сырьевых материалах и технологическом топливе, характеристики которых обычно строго индивидуальны для каждого завода. Поэтому основные режимные

205

и конструктивные параметры рассчитывают конкретно для каждого создаваемого агрегата с учетом индивидуальных особенностей его работы.

Основные параметры печных агрегатов (диаметр и длина печи, тепловая мощность, производительность агрегата) можно опре­ делять как на основе зональных е плотехнических расчетов, так и по эмпирическим зависимостям, полученным на основе анализа, обобщения и математической обработки статистических данных их эксплуатации.

Зональный теплотехнический расчет рассматривается в спе­ циальных курсах «Технология вяжущих веществ», «Технология' силикатов», и др., поэтому ограничимся лишь кратким описанием последовательности его выполнения.

Задаваясь производительностью агрегата, влажностью шлама и некоторыми другими исходными данными, расчет начинают с опре­ деления диаметра вращающейся печи в отдельных зонах по тепловой мощности печного агрегата, скорости газов и степени заполнения печи материалом. Далее определяют количество пыли, выносимой газами из печи, после чего рассчитывают материальный и тепловой балансы печи в целом, а затем балансы ее отдельных зон.

При составлении материального баланса все статьи прихода и расхода определяют в килограммах на 1 кг клинкера, теплового баланса — в килоджоулях на 1 кг клинкера. В расходной статье учитывают: теоретический расход теплоты на испарение влаги из сырьевой смеси; потери теплоты с газами, выходящими из печи; потери теплоты с клинкером, выходящим из охладителя клинкера; потери теплоты с воздухом, выбрасываемым в атмосферу; потери теплоты во внешнюю среду и др.

В приходной статье учитывают всю теплоту, которая вводится в печь: от сжигания топлива, вносимая с топливом, сырьем и возду­ хом, с учетом теплоты вторичного воздуха из охладителя, а также от экзотермических реакций.

Длину отдельных зон печи определяют из расчета теплообмена. Длину печи в целом определяют как сумму длин отдельных зон. Далее подсчитывают и остальные параметры.

Расчет параметров на основе эмпирических зависимостей, отли­ чаясь простотой, обеспечивает тем не менее достаточную для прак­

тики

точность.

 

 

Длина вращающейся печи мокрого способа (в м)

 

 

Дм =

41 (Dn — 0,5) Кп>

(114)

где D n — внутренний диаметр корпуса печи, м; /Сп — поправочный

коэффициент,

/Сп =

0,97-5- 1,03; в большинстве

случаев принимают равным 1.

 

Тепловая мощность печного агрегата мокрого способа (в кВт)

 

NT.M= 29DnL MK n-

 

( 11^)

Производительность

печного агрегата

мокрого

способа (в т/м)

 

=

3,6А/Тв м/(пА7м>

(116)

где q M — удельный расход

теплоты

на обжиг 1 кг

клинкера,

кДж/кг.

Удельный расход теплоты на 1 кг клинкера, в большей степени зависящий от влажности шлама (в кДж/кг),

<7„ = 17 10SKW<

(117)

где K w — коэффициент влажности шлама.

Для определения основных параметров печных агрегатов сухого способа с циклонными теплообменниками используют следующие зависимости:

Lc = 17(Z>n — 0,5) /Сп;

(118)

NT. z = AbDlUK„\

(119)

Пс = 3,6NT. cKn/qc-

(120)

Основные параметры печных агрегатов сухого способа с циклон­ ными теплообменниками и декарбонизаторами

Ьл = 20 (£>п — 0,5) Ки>

(121)

ЛГт. д = 3802пТдЛ:п;

(122)

/7Д =

3,6N T_дЛ:п/9д.

(123)

Удельные расходы тепла

qc и qK на обжиг

определяют обычно

в каждом конкретном случае тепловыми расчетами или на основе

данных эксплуатации:

qc находится обычно в пределах 3300—

3900 кДж/кг, а 9Д— в

пределах 1600—1900 кДж/кг.

Аэродинамический расчет печных агрегатов сводится к опре­ делению аэродинамических сопротивлений печи, запечных тепло­ обменных устройств, газоходов, электрофильтров и др., что позволяет определить параметры запечных и концевых дымососов (производи­ тельность, необходимый напор).

Пример 28. Определить длину печей, тепловую мощность и производительность печных агрегатов диаметром 4,5 м мокрого способа при влажности шлама 38% , сухого способа с циклонными теплообменниками при удельном расходе тепла qc = = 3600 кДж/на 1 кг клинкера, с циклонными теплообменниками и декарбонизатором при <7Д = 1630 кДж на 1 кг клинкера.

Решение. Удельный расход теплоты определяем по формуле (117) qM= 17* 103*0,38 = 6460 кДж на 1 кг клинкера.

Длину печей определяем по формулам (114), (118), (121):

LM= 41 (4,5 — 0,5) 1 = 164 м, принимаем LM— 170 м;

Lc — 17 (4,5 — 0,5) 1 — 68 м, принимаем Lc = 70 м;

■= 20 (4,5 — 0,5) 1 = 80 м.

Тепловую мощность печных агрегатов определяем по формулам (115), (119),

( 122) :

N T, м -= 29-4,52-170-1 = 99 832 кВт;

(VT. с

45 • 4,52-70* 1 = 63 788 кВт;

JVt . д == 38*4,52• 80• 1 = 61 560 кВт.

Производительность печных агрегатов определяем по формулам (116), (120), (123).

Ям = 3,6-99 832-1/6460 = 55,6 т/ч;

Пс

3,6-63 788-1/3600

63.8 т/ч;

Яд

3,6-61 560-1/1630

135,9 т/ч.

Рис. 91. Схема двухветьевого четырехсту­ пенчатого циклонного теплообменника

циклонов в газосборник 5. На III ступени теплообменника (циклоны 5, газоходы 3) процесс повторя­ ется вновь, но уже с участием более горячих газов. Материал, поступив в газоходы 5, подхваты­ вается газами и устремляется в циклоны 8, откуда после отде­ ления от газового потока выпа­ дает по течкам 9 в газоходы 2. Мука на III ступени нагревается до температуры 450—500 °С. На II ступени теплообмен происходит под воздействием еще более горя­ чих газов, где материал нагрева­ ется до 600—650 °С. После тер­ мической обработки на I ступени теплообменника (циклоны 12, га­ зоход 15) под воздействием наи­ более горячих (1050—1150 °С) отходящих печных газов сырье­ вая мука, нагретая до 700—800 °С

и частично декарбонизированная (до 0,2—0,3), поступает во враща­ ющуюся печь 1 для окончательного обжига. Для герметизации циклонов и предохранения от подсоса в них газов служат затворымигалки 13.

Большая площадь поверхности сырьевой муки, находящейся в газовом потоке во взвешенном состоянии, снижает время ее термо­ обработки в циклонном теплообменнике до 20—30 с вместо 2—3 ч на аналогичных участках подготовки сырья в печах мокрого способа. Отходящие из теплообменника газы температурой 330—350 °С ис­ пользуют для сушки материалов в сырьевых помольных агрегатах.

Т а б л и ц а 46.

Техническая характеристика циклонных теплообменников

 

 

 

 

Показатель

СМЦ-446

СМЦ-75

 

 

 

 

для печи

для печи

 

 

 

 

 

 

5x75 м

7/6,4X95 м

Производительность

по клинкеру, т/сут

1600

3000

Число ветвей

циклонов, шт.

2

2

Число ступеней

4

4

Размеры

циклонов

в

свету (диаметр X высота),

м:

6,5Х 10,8

I ступени

 

 

 

4,3X7,8

II

ступени

 

 

 

4,3X7,8

5,9Х 10,5

III

ступени

 

 

 

4,3X7,8

5,6Х 10,1

IV ступени

 

 

т

2,8Х 12,2

2 , 8 \ 12

Масса без

футеровки,

175

521

т В-Б

Рис. 92. Циклон I ступени:

1 — корпус циклона; 2 — входной патрубок; 3 , 4 — балки; 5 — выходной патрубок; 6 — накладки; 7 — компенсатор; 8 — газоход; 9 — несущая балка; 10, 11 — футеровка

Техническая характеристика отечественных циклонных тепло­ обменников приведена в табл. 46.

Основными узлами циклонных теплообменников являются цик­ лоны, газоходы и течки.

Циклон (рис. 92) представляет собой аппарат для тепловой обработки и отделения сырьевого материала от газового потока. Он состоит из конусно-цилиндрического корпуса, крышки, входного и выходного патрубков и опорных лап, служащих для установки циклона на «этажерке». Входной патрубок имеет сечение прямо­ угольной формы и тангенциально примыкает к цилиндрической части корпуса. Выходной патрубок верхним фланцем соединен с газо­ ходом. Для придания жесткости конструкции к внутренней поверх­

ности корпуса

приваривают

кольца,

которые одновременно слу­

жат опорными

полками для

футеровки.

Для крепления футеровки

к внутренней поверхности корпуса циклонов и крышки также при­ варивают анкера. Для придания жесткости крышкам циклонов их усиливают двутавровыми балками 6 и 9.

На корпусе циклона предусмотрены ремонтные, а в нижнеи части конуса — продувочные люки. Продувку осуществляют спе­ циальными устройствами (рис. 93). На крышке циклонов, входном патрубке и в конической части расположены шуровочные люк"

210