книги из ГПНТБ / Табунщиков, Н. П. Производство извести

ми и воздушными фурмами. На высоте 700 мм над газовыми фурма­ ми происходит интенсивное перемешивание газа с воздухом и^горение смеси, в результате чего создается локальный очаг высокой тем­ пературы вокруг воздушной фурмы и преждевременно выгорает фу­ теровка. Получается эффект, равно­

Газообразное топливо вводится в два яруса горелок: в две балоч­ ные многосопловые и шесть диффузионных периферийных в каждом ярусе. Балочные многосопловые горелки расположены в каждом ярусе параллельно друг другу, но смещены по высоте на 700 мм для лучшего схода материала. Расположение балок в двух ярусах — перпендикулярное. Расстояние между ярусами горелок 3 м. Подача воздуха, загрузка известняка и выгрузка извести осуществляются так же, как и у печи производительностью 100 т/сут.

Печь с подовой горелкой (рис. 61) имеет шахту, выполненную в виде двух усеченных конусов диаметром в распаре 3,12 м, в головке печи 2,77 м, на выгрузке — 2,30 м; высота шахты — 15,8 м. По­

152

ГЛАВА VIII

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИЗВЕСТКОВО-ОБЖИГАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ

ПЕЧИ, РАБОТАЮЩИЕ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ

Розжиг печи. Перед розжигом новой печи или печи после капи­ тального ремонта необходимо тщательно высушить футеровку. Сы­ рая футеровка при интенсивном нагревании растрескивается и бы­ стро разрушается. Печь сушат в течение 3—5 суток при постепенном повышении температуры отходящих газов от 40 до 500 °С. Перед суш­ кой выгрузочное устройство покрывают слоем известняка или мела для защиты от воздействия высоких температур. На защитном слое известняка (мела) раскладывают костер, горение которого усилива­ ют по мере подсыхания печи.

После окончания сушки печь охлаждают и осматривают футеров­ ку. Появившиеся в ней трещины заделывают и приступают к розжи­ гу печи. Розжиг пе'чи производят следующим образом. На слой мела или известняка загружают дрова и уголь. Затем подают шихту, со­ держащую примерно 50% топлива (избыток топлива необходим для прогрева шахты печи). В дальнейшем количество топлива в шихте постепенно уменьшают до нормального.

Дрова поджигают факелом, от горящих дров загорается кокс или антрацит. Печь при этом должна работать на естественной тяге. При­ нудительное дутье начинают подавать только после сгорания топли­ ва, загруженного без карбонатного сырья. Увеличивать дутье сле­ дует постепенно, чтобы предотвратить резкое повышение температу­ ры в печи и прогорание футеровки.

Загрузку шихты во время розжига обычно производят при тем­ пературе отходящих газов не ниже 100 °С во избежание конденсации паров воды на холодной поверхности загруженного мела или извест­ няка.

Загрузка шихты и выгрузка извести. Нормальный обжиг карбо­ натного сырья и производительность печи в большой степени зави­ сят от соблюдения режима загрузки шихты и выгрузки извести.

При равномерной загрузке установленного количества шихты в печь тепло отходящих газов используется наиболее полно, а следова­ тельно, достигается и наиболее экономичная работа печи. Темпера­ тура отходящих газов при этом колеблется в пределах 100—140 °С, а уровень шихты в печи практически не изменяется; в результате концентрация С02 в печном газе получается максимальной.

154

При отборе газов через специальный короб колебания их темпе­ ратуры за счет периодичности загрузки вообще исключаются. Пери­ одичность загрузки шахты зависит от заданной производительности печи и веса подаваемой порции. В зависимости от загрузки печи уста­ навливается подача воздуха на горение (или отбор газов из печи).

Соответствие между режимом дутья и загрузкой шихты контроли­ руется по температуре отходящих газов и низа печи. При повышении температуры отходящих газов увеличивают загрузку шихты и вы­ грузку извести или снижают дутье. При понижении температуры от­ ходящих газов и повышении температуры низа печи уменьшают за­ грузку шихты и выгрузку извести или увеличивают давление возду­ ха. Изменение давления, а также изменение режима загрузки про­ изводятся только по указанию начальника смены.

От правильной загрузки печи (по графику) зависит равномер­ ность выгрузки извести. При нормальной работе печи происходит непрерывное движение шихты, что препятствует образованию в ней «приваров». Выгрузку извести регулируют так, чтобы уровень ших­ ты в печи не изменялся. При понижении уровня шихты выгрузку из­ вести следует замедлить, при повышении — ускорить.

Категорически запрещается регулировать выгрузку извести пу­ тем периодического выключения выгрузочного устройства. Замедле­ ние выгрузки извести должно производиться уменьшением скорости вращения или частоты колебания выгрузочных кареток. С этой це­ лью на приводах выгрузочных механизмов устанавливают специаль­ ные устройства, позволяющие плавно изменять число их оборотов.

Остановка печи. При остановке печи на капитальный ремонт ее отключают от газового коллектора, газ удаляют в атмосферу и останавливают вентилятор. Печь работает на естественной тяге; из­ весть отбирают с таким расчетом, чтобы зона горения не опустилась на выгрузочное устройство. Во время остановки печи необходимо поддерживать температуру отходящих газов не выше 300 °С. При чрезмерном повышении температуры могут быть повреждены метал­ лические конструкции. Если температура отходящих газов подни­ мается выше 300 °С, в печь периодически загружают вагонетку сырья без топлива. После удаления из шахты печи извести и охлаждения кладки до прекращения свечения включают вентилятор и ускоряют охлаждение. Осмотр шахты печи производят только сверху вниз.

ПЕЧИ, РАБОТАЮЩИЕ НА ГАЗООБРАЗНОМ ТОПЛИВЕ

Розжиг печи. Розжиг печи может быть произведен как на газо­ образном, так и на твердом топливе с последующим переходом на га­ зообразное. Растопку печи на газообразном топливе ведут следую­ щим образом.

1. Перед загрузкой печи выгрузочное устройство предохраняют несколькими слоями известняка, укладываемого вручную, а для за­ щиты балочной горелки ее закрывают деревянными щитами (доска­ ми). После этого производят загрузку печи карбонатным сырьем до 2/3 ее полезной высоты.

155

2. Включают газодувку отсоса печных газов либо специальный вспомогательный (растопочный) дымосос. Время вентилирования пе­ чи — не менее 10 мин. Разрежение в верхней части печи поддержи­ вают в пределах 200—300 Па (20—30 мм вод. ст.).

3. До розжига печи продувают газом газопровод и газовый кол­ лектор. Продувка производится при закрытых задвижках на горел­ ках. Окончание продувки должно определяться по анализу отбирае­ мых проб газа на содержание кислорода. Содержание кислорода в газе не должно превышать 1 % в двух последовательно отобранных пробах. В период продувки газопровода в атмосферу в радиусе 40 м должно быть запрещено применение открытого огня и производство сварочных работ, а также пребывание людей, не связанных с продув­ кой газопровода.

4.Непосредственно перед зажиганием горелок необходимо про­ верить наличие достаточного давления газа в газопроводе перед печью

иразрежения в верхней части печи.

5.Розжиг печи начинают с центральной балочной горелки. От­

ключающее запорное устройство на газопроводе перед горелкой раз­ решается открывать только после поднесения к горелке запальника или факела.

6. Зажигание горелки должно производиться в следующем по­ рядке:

а) включить вентилятор подачи воздуха в горелки и установить минимальную подачу воздуха в балку;

б) внести запальник или факел в подбалочное пространство и, убедившись в наличии тяги, постепенно открывать кран на газопро­ воде, плавно подавая газ на открытое пламя.

Если газ при подаче через горелку не загорится или, загорев­ шись, потухнет, необходимо прекратить подачу газа, провентилиро­ вать печь и после устранения неполадок приступить к повторному зажиганию. Газ и воздух при зажигании и регулировании горелок надо подавать постепенно и только при установленном давлении

впечи.

7.После розжига центральной горелки производят регулирова­ ние ее работы — расходы газа и воздуха устанавливают равными ~80% от номинальных. При этом следят за наличием тяги на уров­ не горелки и в случае необходимости регулируют тягу так, чтобы

8. Розжиг периферийных горелок производят через 3—4 ч после розжига центральной горелки. Расход газа и воздуха на периферий­ ные горелки устанавливают ~ 3 0 —40% номинального.

9. Основными показателями, по которым ведется розжиг печи и регулирование горелочных устройств, являются химический состав и температура печных газов, анализ и замер которых в этот период должны вестись систематически, не реже чем через 30 мин. По соста­ ву печных газов судят о полноте сгорания газа и коэффициенте рас­ хода воздуха, а по температуре — о нагреве карбонатного сырья.

156

Так, повышенное содержание окиси углерода (выше 1,5%) и во­ дорода (более 0,4—0,5%) свидетельствует о недостаточной подаче воздуха к горелочным устройствам, а повышенное количество кисло­ рода (более 3%, если газ отбирался непосредственно у слоя шихты)— об избытке воздуха, поступающего в печь. В первом случае следует отрегулировать работу горелочных устройств — уменьшить коли­ чество сжигаемого газа либо увеличить количество подаваемого на горение воздуха, а во втором — уменьшить количество подсасывае­ мого в печь воздуха путем снижения количества отсасываемых газов.

Загрузку известняка в начальный период производят при темпе­ ратуре печных газов 150—200 °С (при условии, что в головке печи не подсасывается холодный воздух). В связи с тем что горелочные устройства установлены на высоте 3,5—4 м от выгрузочного устрой­ ства, в первые часы работы этого устройства из печи будет выгру­ жаться необожженный известняк, который следует направлять на повторный обжиг.

После появления на выгрузочных каретках обожженной извести (примерно через 16—20 ч после розжига печи) расходы газа и возду­ ха постепенно увеличивают до номинальных, одновременно повы­ шается отбор печных газов.

Если розжиг печи, оснащенной балочной многосопловой горел­ кой, можно производить без предварительного прогрева материала, то розжиг печи с осевой горелкой производят так же, как и печи на твердом топливе. В печь загружают дрова, а сверху подают извест­ няк. Дрова поджигают и только после 2—3 ч горения начинают роз­ жиг горелок с соблюдением всех изложенных выше правил. Вначале разжигают периферийные горелки, а затем осевую горелку (керн). Порядок розжига двухпроводной осевой горелки следующий: вна­ чале подают в горелку воздух или рециркулируемые газы (минималь­ ный расход), а затем газ. Газовая смесь загорается от горящих дров, затем постепенно увеличивают подачу газообразного топлива и воз­ духа (или рециркулируемых газов).

Следует помнить, что визуальное наблюдение за горением газа в центральном участке печи невозможно, поэтому при розжиге долж­ на быть полная уверенность в том, что дрова в печи горят. После про­ грева материала до температуры диссоциации раскаленный кусковой слой является надежной гарантией воспламенения газовоздушной смеси. Ввиду того что масса нагретого материала остывает медлен­ но, розжиг центральной горелки происходит легко даже после не­ скольких часов простоя печи. Однако розжиг временно выключенной печи следует начинать, как и холодной печи, с периферийных горе­ лок.

При наличии двух ярусов горелок розжиг начинают с верхнего яруса, а затем, после прогрева материала, разжигают нижний ярус горелок.

Взрывы или «хлопки» в нагретой печи могут наблюдаться при проскоке несгоревшего газа и воздуха в свободный объем над слоем материала, поэтому в период розжига необходимо систематически

157

производить полный анализ отходящих газов, включая анализ на водород и предельные углеводороды.

Загрузка сырья и выгрузка извести. При работе на газообразном топливе также важно обеспечить непрерывное движение материала, что предупреждает подвисание его в шахте. Поэтому выгрузка извес­ ти должна производиться непрерывно, а загрузка — равномерно. Остановка движения материала периодически наблюдается в местах стыковки горелочных устройств со стенкой шахты, поэтому необхо­ димо время от времени следить через растопочные лючки за осадкой материала. В случае если в печи произошло зависание материала, сле­ дует выключить подачу газа и охладить подвисший свод. При охлаж­ дении он самопроизвольно разрушается. Охлаждение такого свода длится не более 30 мин.

Загрузку производят либо по температуре отходящих газов, ли­ бо по показанию уровнемера, поддерживая постоянный уровень за­ сыпки. В одном случае отбор извести ведут так, чтобы поддерживать постоянный уровень засыпки, в другом — отбор извести изменяют, чтобы поддерживать постоянной температуру отходящих газов.

Температура отходящих газов при работе на газообразном топ­ ливе всегда будет выше температуры отходящих газов при обжиге того же сырья на твердом топливе (причины рассмотрены в гл. V).

Остановка печи. Подготовка печи к остановке начинается с пре­ кращения загрузки сырья и уменьшения расхода газа и воздуха. По мереснижения уровня засыпки уменьшается расход газа и воздуха. При этом температура отходящих газов не должна превышать 200 °С. Стремление полностью обжечь последнюю порцию известняка может привести к чрезмерному росту температуры отходящих газов и пор­ че металлических конструкций системы загрузки, поэтому газ следует отключать, не ожидая окончания обжига известняка. После

Если печь оборудована подовой горелкой, то вначале прекра­ щают подачу газообразного топлива в центральную горелку, затем прекращают подачу в нее воздуха (или рециркулируемых газов), далее выключают периферийные горелки верхнего и нижнего яру­ сов. Через 10—15 мин после выключения горелок можно прекращать принудительный отбор газов (или принудительную подачу воздуха

впечь). При этом печь ставят на естественную тягу: открывают трубу

ватмосферу и доступ воздуха в выгрузочные люки. Отключение вентиляторов во избежание утечки газа лучше производить после установки заглушки на газоходе.

КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА

Для обеспечения нормальной работы печи и требуемого качества получаемой продукции (извести и печного газа) проводится непре­ рывный и периодический контроль производства.

158

При работе на твердом топливе непрерывно контролируются следующие параметры: температура отходящих газов и низа печи; давление дутья и разрежение (давление) в верхней части печи; уро­ вень шихты в печи.

К элементам периодического контроля относятся: состав печного газа (содержание двуокиси углерода, кислорода, окиси углерода один раз в 1—2 ч); химический состав сырья (один раз в смену при подаче из карьера или проба от партии), химический состав извести (один раз в смену).

Кроме того, определяется размер кусков загружаемой шихты (один раз в сутки) и проверяется правильность дозировки сырья и топлива (один раз в смену при работе на твердом топливе).

По температуре отходящих газов и воздуха в кожухе печи можно судить о равномерности загрузки шихты и выгрузки извести. Повы­ шение температуры отходящих газов при нормальном уровне шихты указывает на недостаточный отбор извести. Если температура низа печи повышается, а температура отходящих газов ниже нормы, это означает, что из печи отбирают слишком много извести. Зона горе­ ния при этом опускается вниз, и на выгрузочное устройство попадает недостаточно охлажденная известь, вследствие чего повышается тем­ пература низа печи. Она может также повыситься при односторон­ нем ходе печи и образовании «козла».

Кроме того, при работе на газообразном топливе непрерывно из­ меряются количество подаваемого газа и воздуха, а также темпера­ тура охлаждающей воды (если горелочное устройство имеет водяное охлаждение).

Для измерения температуры отходящих газов применяют желе- зо-константановые, хромель-копелевые или хромель-алюмелевые термопары.

Давление в кожухе или разрежение в головке печи является кос­ венным показателем количества подаваемого в нее воздуха. Чем вы­ ше перепад, тем больше воздуха подается в печь и тем выше ее про­ изводительность (т. е. выработка извести в единицу времени).

Очень важным показателем, характеризующим работу печи, яв­ ляется состав печного газа. Чем выше концентрация С02 в газе, тем меньше расходуется топлива на обжиг извести и тем экономичнее работает печь. Но для полной оценки работы печи необходимо знать также концентрацию кислорода и окиси углерода в газе, а при рабо­ те на природном газе еще Н2 и СН4. (Пример анализа работы печи по составу отходящих газов приведен выше.) Газ анализируется руч­ ными или автоматическими газоанализаторами.

Заполнение шахты измеряется с помощью автоматического щупа или радиоактивных измерителей уровня. Химический анализ сырья и извести проводят в цеховой лаборатории. По результатам анализа корректируют расход топлива при обжиге извести. Для определения размеров кусков шихты сырье из одной или нескольких вагонеток рассеивают на ситах и полученные фракции взвешивают в специаль­ ных ящиках. Работа дозаторов сырья и топлива контролируется пу-

159