Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строи
..pdfРис. 115. Схема для определения мощности привода печи
Мощность, затрачиваемая на преодоле ние сил трения качения бандажей по опор ным роликам, в расчетах, не требующих высокой точности,
|
N6 = |
0,5Nv. |
|
(140) |
|
|
Обжигаемый материал |
располагается |
|
||||
(рис. 115) |
несимметрично |
относительно |
|
|||
вертикальной |
оси, |
вызывая |
тем |
самым по |
|
|
стоянно действующий момент М |
силы |
тяжести GM материала, |
||||
направленный против вращения печи. Значение момента |
М зави |
|||||
сит от смещения центра тяжести сегмента |
обжигаемого |
материала |
||||
от оси печи и составляет |
|
|
|
|
М = GM/'0 sin гр; GM= SpLg,
где S — площадь сегмента материала, м2; р — насыпная плотность материала, т/м:|; L — длина корпуса печи, м; g — ускорение свободного падения, м/с2.
Далее находим
S = г2 (е — sin е)/2; а = 2r sin е; г0 = a3/(I2S).
Тогда
М = SpgL -^-sin ф = -^a3Lpg$\mp.
Определяемая |
мощность (в |
кВт) |
|
|
Л/„ = |
1,02/Ил. |
|
Подставляя значения М, получим |
|
||
N M= |
1,02 ^ a3Lpgn sin ф = 0,0855na3Lpg sin ф. |
(141) |
Определение мощности по указанной формуле представляет зна чительные трудности, так как по мере перемещения материала вдоль
печи его физические свойства, а также |
геометрические |
характери |
||
стики сечения изменяются непрерывно. |
|
значения: |
||
Для расчетов |
по формуле (141) принимают средние |
|||
У = 1,2; ф = |
42°, |
а = 2Rcli sin е. Тогда |
|
|
А/„ = |
0,0855rt8/?cB^pg'sin3esin ф = 0,55/iRlBLpgsin3e. (142) |
|||
Мощность |
на валу электродвигателя |
(в кВт) |
|
|
|
|
Л/дв = Nh\, |
|
(143) |
где г| — КПД привода, ц — 0,85.
Пример 32. Определить мощность привода вращающейся печи 5 \ 185 м при следующих исходных данных: вес вращающихся частей печи G — 26 958 кН; коэф фициент трения для конических подшипников / — 0,008; радиус цапф роликов
241
на опорах 1, 2, 3, |
4, 6, Rul = 0,28 |
м; |
радиус цапфы |
роликов |
на |
опоре 5 R2n = |
|||||||||
= 0,33 м; диаметр |
бандажа |
DQ = 5,95 |
м; |
диаметр |
опорных |
роликов |
на опорах |
||||||||
1, 2, 3, 4, 6 Dlp = |
1,7 м; диаметр опорного ролика на |
опоре 5 D2p = |
2 м; |
длина |
|||||||||||
корпуса L = 185 м; |
радиус печи в свету # св = |
2,263 |
м; частота |
вращения |
печи |
||||||||||
п — 1,252 об/мин; е = |
48°; насыпная плотность обжигаемого материала |
р = 2 т'м3. |
|||||||||||||
Решение. Мощность, затрачиваемую на преодоление сил трения в радиальных |
|||||||||||||||
подшипниках опорных |
роликов, определяем по |
формуле (139) |
|
|
|
||||||||||
|
N v = |
(о, 12fRn n |
|
+ |
0,12//?1Ця |
|
G = |
|
|
|
|||||
0,12-0,008-0,28-1,252 ~ |
|
+ 0,12-0,008-0,33-1,252 - ^ ) |
=63 |
кВт. |
|||||||||||
Мощность, затрачиваемая |
на преодоление сил трения качения бандажей по |
||||||||||||||
опорным роликам, |
по формуле (140) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
N 6 = |
0,5Мр = |
0,5-63 = 31,5 |
кВт. |
|
|
|
|
||||
Мощность, затрачиваемая на перемешивание материала в 'печи, находим по |
|||||||||||||||
формуле (142) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH= 0,056nR*BLpg sin3 е = |
0,056-1,252-2,263s • 185-2-9,81 -0,1487 = 438 кВт. |
||||||||||||||
Мощность, |
необходимая |
для вращения |
печи, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
N |
= JVP + N 6 + iVM= |
63 + |
31,5 + |
438 |
= 532,5 кВт. |
|
|
||||||||
Мощность на валу электродвигателя по формуле (143) |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
Мдп = |
N / ц = |
532,5/0,85 = |
626,4 |
кВт. |
|
|
|
|
||||
§ 87. Загрузочная и разгрузочная части печей |
|
|
|||||||||||||
Загрузочный |
конец |
корпуса |
вращающейся |
печи сухого |
способа сочленяется с неподвижной загрузочной головкой; печи мокрого способа — с пылевой камерой. Разгрузочные концы корпу сов вращающихся печей сухого и мокрого способов соединяются с'неподвижными разгрузочными головками.
Одним из важнейших элементов загрузочных и разгрузочных узлов являются уплотнения, от надежности которых во многом зависят надежность и экономичность работы печного агрегата. Уплотнения служат для уменьшения подсосаТнаружного воздуха в печь и предотвращения выбросов пыли из печи. Приток наружного воздуха в загрузочный конец печи приводит к увеличению нагрузки на дымосос и ухудшению режима работы печи, к образованию кон денсата в газоходах и обеспыливающих устройствах из-за низкой температуры отходящих газов. В разгрузочном конце печи приток холодного наружного воздуха вызывает дополнительный расход теплоты на обжиг и нарушение режима работы агрегата.
Создание надежных конструкций уплотнений представляет собои сложную задачу, что связано с высокой температурой газового потока в месте установки уплотнений (у печей сухого способа до 1000 °С), радиальным и торцовым биением концов печи, осевым перемещением корпуса печи. Используемые конструкции уплотнении можно отнести к трем основным типам (механическое, лабиринтное, аэродинамическое) или комбинации их,
1
Рис. 116. Схемы |
уплотнений |
и концевых элементов печи. |
иягтм ПРЧН |
|
а —лабиринтное уплотнение; б |
—аэродинамическое |
разгрузоч- |
||
мокрого способа; в - |
загрузочная часть печи сухого способа с уплотнением. |
Р |
ну |
ная часть печи сухого способа с уплотнением
Механическое уплотнение основано на прижатии различных уплотняющих элементов (секторов, пластин, дисков из различных материалов) к обечайке корпуса печи или к другому специальному устройству, закрепленному на обечайке печи.
Лабиринтное уплотнение показано на рис. 116, а. К корпусу 5 печи приваривают металлическую конструкцию 4 коробчатого сече ния с концентрическими кольцами 3. К кольцу 6 пылевой камеры
243
жуху обеспечивается с помощью регулируемых стяжек 7, охватыва ющих свободные концы секторов.
В нижней части кожуха 20 предусматривают течку для сброса пыли. Охлаждение разгрузочного конца для предохранения его от перегрева осуществляют подачей коллектором 21 охлаждающего воздуха от специального вентилятора в щелевой зазор между кор пусом печи и входным патрубком кожуха 4 охлаждения.
На выходном торце корпуса печи смонтированы пороговые тор цовые плиты 17 с футеровкой 18, из коррозионно-стойкой стали, которые служат для удержания футеровки, а также для повышения жесткости концевых обечаек. Для предотвращения попадания горя чих газов под защитную обечайку ее герметизируют торцовыми защитными башмаками 15.
§ 88. Устройства для охлаждения и контроля температуры корпуса печи
Для предохранения корпуса от перегрева, повышения надежности образования обмазки и стойкости футеровки применяют различные устройства для охлаждения наружной поверхности кор
пуса печи. Охлаждению подвергают, |
как правило, часть корпуса |
в зоне спекания. В последнее время |
при охлаждении корпуса печи |
преследуют еще одну цель — утилизировать-теплоту, выделяющу |
юся через корпус, и повторно использовать ее для нагрева воды для технологических и бытовых нужд.
На рис. 117 представлено опытное устройство для охлаждения воздухом и автоматического контроля температуры корпуса печи.
Рис. 117. Схема устройства для охлаждения воздухом и автоматического контроля температуры корпуса печи 4,5X80 м
Рис. 118. Водяное охлаждение корпуса печи в зоне спекания
Оптическим пирометром 6, переме щающегося вдоль корпуса печи 1 на специальной тележке 5 по рель совому пути 4 с помощью барабана тросового механизма, осуществля ют постоянный контроль темпе ратуры корпуса печи с переда чей данных на пульт управления машиниста печи. Если температура корпуса на каком-либо участке превысит допустимые пределы (250—300 °С), то включают в ра боту устройство для воздушного охлаждения корпуса на данном участке. Устройство состоит из коллектора 3, имеющего ряд дутье вых сопл 2, которые закрыты кла панами. Охлаждающий воздух подают в коллектор от вентиля торов. Для охлаждения корпуса па определенном участке включают вентиляторы и открывают вручную клапаны в нужном месте коллек
тора. Устройство для водяного охлаждения (рис. 118) состоит из двух орошающих трубопроводов 2. На каждом трубопроводе по всем длине для орошения имеются два ряда отверстий диаметром 4 мм с шагом 30 мм. Трубопровод разделен на восемь участков с независи мой подачей воды. На концах трубопроводов расстояния между отверстиями увеличены, что позволяет предотвратить резкий перепад нагрева обечаек по длине корпуса печи. В дополнение к орошающим трубопроводам предусмотрены три разбрызгивающих трубопровода 4 с соплами 3. Устройство смонтировано на металлоконструкции 7 Для разбрызгивания применяют очищенную в фильтре 6 воду В установке предусмотрены также паровытяжной колпак 1 и водо сборник 5. Длина зоны охлаждения обычно не превышает шести
диаметров печи от |
горячего конца печи. |
Г л а в а |
19 |
ОХЛАДИТЕЛИ КЛИНКЕРА
§ 89. Классификация охладителей
Охлаждение клинкера после обжига в печи является заключительной операцией в технологии его производства, суще ственно влияющей на его качество, а также на экономичность и на дежность эксплуатации всего печного агрегата.
6
Рис. 119. Схема унифицированного рекуператорного (планетарного) охладителя
Охлаждение клинкера осуществляют в специальных устрой ствах — охладителях (холодильниках). Кроме охлаждения клин кера они выполняют и другую задачу — возвращают часть.отобран ной от клинкера теплоты обратно в печь со вторичным воздухом для сжигания в ней топлива. Поэтому эффективность охладителей оценивают не только по степени охлаждения клинкера, затрат электроэнергии и охлаждающего воздуха, но и по степени использо вания в печном агрегате теплоты, отобранной в процессе его охлаж дения.
Из числа разработанных конструкций охладителей можно вы делить переталкивающие колосниковые и рекуператорные (плане тарные).
Наиболее широкое распространение получили колосниковые охладители, как наиболее экономичные и позволяющие контролиро вать и автоматизировать процесс охлаждения клинкера. Конструк ция этих охладителей будет рассмотрена ниже.
Рекуператорные (планетарные) охладители (рис. 119) состоят из металлических барабанов 11 (рекуператоров), симметрично за крепленных вокруг корпуса печи на разгрузочном ее конце. Бара баны, общее число которых в охладителе 10 или 11, крепят к иодрекуператорной обечайке 5 специальными креплениями 10. Днище 7 рекуператора соединено с корпусом печи с помощью лейки 6. Лейки, седловины 2, стаканы 1 и обечайки 3 изготовляют из жаропрочной стали 40Х24Н12СЛ. Между лейками внутри печи установлены баш маки 4 из жаропрочного чугуна. Для улучшения пересыпания клинкера при вращении печи рекуператоры 11 внутри с горячего конца облицовывают плитами с полками 8 из жаропрочного чугуна, гладкими плитами 9, а в конце — сварными пересыпными полками 12. В конце барабана предусмотрено разгрузочное отверстие с колосни ками, а в торце установлен борт, препятствующий высыпанию клии-
кера через открытый конец барабана. Для улучшения теплообмена в рекуператорах навешивают цепи.
Воздух поступает в рекуператоры через открытые торцы под действием разрежения, создаваемого дымососом, и, проходя на встречу движущемуся клинкеру, охлаждает его до температуры 250—330 °С. Воздух, нагреваясь, поступает во вращающуюся печь в качестве вторичного воздуха.
В настоящее время рекуператорные охладители используют огра ниченно, главным образом с эксплуатирующимися печами средней мощности.
§ 90. Охладители серии «Волга»
Производство отечественных колосниковых охладителей клинкера серии «Волга» было освоено в начале 60-х гг-. В настоящее время такие охладители выпускают для печных агрегатов произво дительностью 25—150 т клинкера в 1 ч.
Все колосниковые охладители серии «Волга» аналогичны по принципу действия, имеют большое число унифицированных узлов и деталей (колосники, подколосниковые балки, приводы, транспор теры уборки просыпи и др.) и отличаются в основном размерами и конструкцией отдельных элементов. Характеристики охладителей серии «Волга» приведены в табл. 53.
Т а б л и ц а 53. Техническая характеристика охладителей клинкера серии «Волга»
Показатель
Волга-25 (СМЦ-407) |
Волга-35 (СМЦ-408.1) |
Волга-50 (СМЦ-409.1) |
Волга-75 (СМЦ-410.1) |
Волга-100 (СМЦ-176) |
Волга-150 (СМЦ-83.2) |
Производительность |
по |
клинке |
25 |
35 |
50 |
75 |
100 |
150 |
||||
ру, |
т/ч |
|
|
на |
выходе |
90 |
90 |
90 |
90 |
90 |
90 |
|
Температура клинкера |
||||||||||||
из охладителя, °С, не более |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Размеры колосниковой решетки, м: |
2,52 |
2,52 |
3 36 |
5,04 |
5,04 |
5,88 |
||||||
ширина |
|
|
|
|
|
|||||||
длина |
|
|
подвижных |
12,6 |
16,6 |
16,6 |
16,6 |
24,6 |
26.0 |
|||
Частота перемещения |
|
6—12 |
6—12 |
8—16 |
6—18 |
6—18 |
6—18 |
|||||
колосников, ходов/мин |
|
|
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
||||
Ход подвижных |
колосников, мм |
|||||||||||
Число |
тележек |
колосниковой |
ре |
3 |
4 |
4 |
4 |
6 |
6 |
|||
шетки |
колосниковой |
ре |
1 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
||||
Число приводов |
||||||||||||
шетки |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
|
Число |
скребковых транспортеров |
|||||||||||
уборки просыпи |
|
мощность |
221,2 |
513 |
583 |
800 |
1000 |
1700 |
||||
Общая |
установленная |
|||||||||||
электродвигателей, |
кВт |
|
|
124,7 |
158 |
190,5 |
245 |
372,5 |
489, |
|||
Масса, |
т |
|
|
|
|
|
Рис. 120. Схема охладителя клинкера типа «Волга»-СА
Конструкцию и принцип работы охладителей серии «Волга» рассмотрим на примере самого распространенного охладителя этой
серии «Волга»-75СА.
Принцип работы охладителя заключается в следующем. Раска ленный до температуры 1300 °С клинкер из вращающейся печи ссы пается в приемную шахту охладителя (рис. 120, а), где образуется насыпной отвал, по которому слой клинкера сползает на колосники острого дутья. Здесь клинкер, подвергается резкому первоначаль ному охлаждению воздухом, продуваемым через колосники венти лятором 1 при высоком давлении (10—12 кПа), что способствует более равномерному распределению слоя клинкера по ширине ре шетки. С колосников острого дутья клинкер попадает на колосни ковую решетку, которая постепенно перемещает его к разгрузочному концу охладителя. Передвижение клинкера по колосниковой решетке происходит в результате возвратно-поступательного движения, полу чаемого от привода 2, подвижных колосников, имеющих различные углы наклона рабочих поверхностей (рис. 120, б): крутую ^вперед и отлогую — назад. Воздух общего дутья, проходя^через слой клин кера, охлаждает его, сам нагреваясь. Более горячий воздух темпера
турой 450 °С с помощью запечного дымососа |
засасывается в печь, |
где используется для горения топлива в |
качестве вторичного |
воздуха. |
|