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. 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.