книги из ГПНТБ / Силенок, С. Г. Механическое оборудование предприятий строительной индустрии учеб. для студентов вузов

равен 30—32°, При этом значении угла вес опор получается мини­ мальным.

Не приводя всех элементарных промежуточных расчетов и уп­ рощений, определим составляющую N3 мощности привода, затрачи­ ваемую на преодоление трения в цапфах опорных роликов, из вы­ ражения

GfDfi d„n

где G — общий вес печи в рабочем состоянии в m; f — коэффициент трения в опоре; Dg, Dp и da — диаметры соответственно бандажа, ролика и цапфы оси ролика в м.

Для опор с подшипниками скольжения коэффициент трения сле­ дует принимать равным 0,05—0,1; для опор с подшипниками каче­ н и я — 0,01. В данном случае конструкция всех опор одинакова, т. е. D 6 , Dp и с(ц для всех опор имеют одно и то же значение. Если эти величины имеют разные значения, то N3 следует рассчитывать как сумму составляющих, определенных для каждой зоны в от­ дельности.

Величину Nt определяют через крутящий момент относительно оси печи. Значение этой составляющей, затрачиваемой на преодоле­ ние трения качения бандажей по роликам,

где ц — коэффициент трения качения бандажа по роликам; р. = 0,0005 м.

Суммарная мощность привода

N=*Nt + Ns + NA.

Принимая во внимание сделанные допущения и неучтенные по­ тери, установочную мощность электродвигателя рассчитывают по следующей формуле:

Для двухдвигательного привода рекомендуется следующая

Для выбора электродвигателя привода с надлежащей характерис­ тикой необходимо знать не только мощность двигателя, но и махо­ вой момент вращающихся масс печи. Этот момент является суммой составляющих, приведенных к оси вращения печи: махового мо­ мента собственно печи; махового момента цепной завесы; махового момента материала, находящегося в печи; махового момента опор­ ных роликов с их осями.

переработки его охлаждают в специальных установках, называемых холодильниками. Вместе с раскаленным клинкером из печи выно­ сится большое количество тепла, которое необходимо хотя бы частично возвратить в печь. Каждый килограмм клинкера выно­ сит из печи около 320 ккал, что приблизительно составляет 15% всего тепла, затрачиваемого на обжиг 1 кг клинкера при мокром спо­ собе производства и до 40% — при сухом.

Назначение холодильников — охлаждать клинкер до требуемой температуры (до 50—80° С) и возвращать в печь наибольшую часть отобранного от клинкера тепла.

Процесс охлаждения клинкера целесообразно осуществлять как можно резче и быстрее за счет увеличения перепада температур между клинкером и охлаждающим агентом. Такое охлаждение бла­ гоприятно влияет на качество клинкера и облегчает его размол.

Применяют холодильники барабанные, рекуператорные, колос­ никовые, инерционные и вращающиеся. Барабанные и реку­ ператорные холодильники используют в печных агрегатах не­ большой производительности. В современных печных агрегатах наибольшее распространение получили колосниковые холодиль­ ники переталкивающего типа.

§ 2. Конструкция колосникового холодильника

Конструкция колосникового холодильника позволяет подавать на охлаждение большее количество воздуха, чем это требуется по условиям сгорания топлива.

В колосниковом холодильнике через слой раскаленного клин­ кера, движущегося по колосниковой решетке, которая является одновременно и транспортным средством, продувается холодный воздух. Нагреваясь, он направляется в печь, чтобы поддержать го­ рение топлива. Основные преимущества колосниковых холодиль­ ников, определившие их широкое распространение: эффективный обмен тепла между охлаждаемым материалом и охлаждающим воз­ духом, высокий тепловой к. п. д., позволяющий значительно умень­ шить расход топлива на обжиг, а также высокая степень охлажде­ ния материала, разрешающая в ряде случаев направлять его непо­ средственно на дальнейшую технологическую переработку.

Все цементные заводы СССР с печами мощностью 50 т/ч клин­ кера и более оснащают холодильниками типа «Волга» производи-

дильник 3. При своем падении клинкер обдувается воздухом, по­ даваемым вентилятором 4 острого дутья, а при движении по колос­ никам — воздухом от вентилятора 5 общего дутья. Часть подогре­ того воздуха возвращается в печь, а остальная, пройдя аспирационное устройство 6 (электрофильтр), вентилятором 7 направля­ ется в трубу 8.

Рис. 11-29. Схема колосников

/ — н е п о д в и ж н о г о ; 2 — п о д в и ж н о г о

клинкер из вращающейся печи поступает в шахту холодильника на плиты дробящего устройства 1 и далее на колосники острого дутья. Воздух под дробящее устройство и колосники подается вентилято­ ром острого дутья. Затем клинкер поступает на колосниковую ре­ шетку 2. Перемещение клинкера по решетке осуществляется за счет возвратно-поступательного движения подвижных колосников, имеющих различные углы наклона рабочих плоскостей: крутой — вперед и отлогий — назад. Подвижные колосники чередуются с неподвижными (рис. II-29). Сквозь щели колосников вентилятором общего дутья подается воздух. Для прохождения охлаждающего воздуха имеются расширяющиеся книзу щели шириной 4—6 мм.

Основным несущим узлом холодильника является основание 3 (см. рис. 11-28, б), состоящее из отдельных металлических блоков, связанных между собой поперечными стенками. Поперечные стенки разделяют основание на отдельные четыре камеры. Выше основа­ ния расположен сферический кожух 4, выполненный из листовой стали и футерованный огнеупорным кирпичом.

Надколосниковое пространство холодильника разделено пере­ городкой 5 с шиберами на две зоны: горячую / и холодную / / . Эта перегородка отделяет более нагретый воздух, поступающий в печь,

§ 2. Конструкция колосникового холодильника 175

от менее нагретого, отсасываемого дымососом (см. рис. 11-30) через аспирационное устройство.

Подвижная часть колосниковой решетки состоит из шести те­ лежек 6 (см. рис. 11-28, б), связанных продольными балками в две секции (по 3 шт. в каждой). Каждая из секций опирается на восемь опорных катков 7, не имеющих подшипников и смазки. На тележ­ ках закреплены подвижные балки с подвижными колосниками. Не­ подвижные колосники смонтированы на неподвижных балках, опирающихся на поперечные балки, которые крепятся к блокам, основания.

Каждая из секций приводится в движение от торцовых авто­ номных приводов 8 и 9. Привод подвижной секции состоит из ре­

Герметизация надколосникового и подколосникового пространств достигается двумя параллельными затворами 14.

Охлажденный клинкер с колосниковой решетки поступает в раз­ грузочное устройство — на решетку 15, где сортируется на две фрак­ ции. Мелкая, диаметром до 40 мм, просыпается в разгрузочный бункер, а крупная дробится двумя параллельно установленными молотковыми дробилками 16. Пройдя через затворы 14, клинкер

туру и систему автоматического регулирования технологического процесса.

При двойном прососе тепловой к. п. д. холодильника выше, чем при одинарном, так как воздух, дважды прошедший через охлаж­ даемый слой клинкера и поступивший в печь, имеет более высокую температуру.

176 Глава 4. Оборудование для охлаждения клинкера

Расход воздуха на охлаждение клинкера при одинарном про­ сосе воздуха составляет 2—3,5 м3/кг клинкера и двойном 1,5—2м3/кг. Сокращение расхода воздуха на охлаждение в колосниковых холо­ дильниках с двойным прососом приводит к увеличению теплосодер­ жания воздуха, поступающего из холодильника в печь. Холодиль­ ники с двойным прососом воздуха целесообразно устанавливать к печным агрегатам, работающим с циклонными теплообменниками. Схема разводки воздуховодов холодильника с двойным прососом воздуха представлена на рис. II-30.

При двойном прососе воздуха открываются жалюзийные за­ творы 1—4 (остальные затворы закрыты). Холодный воздух венти­ лятором общего дутья 5 направляется в / / / и IV камеры, при этом он проходит через слой клинкера. После очистки в аспирационном устройстве 6 (электрофильтре) дымосос 7 подает его в / и / / камеры, там он вторично проходит через слой охлажденного клинкера и, согреваясь, поступает в печь.

При одинарном прососе воздуха открываются жалюзийные затворы /, 2, 8, 9, 10 (остальные затворы закрыты). Холодный воз­ дух от вентилятора 5 направляется во все четыре камеры холодиль­ ника, проходит через решетки и слой охлаждаемого клинкера и частично (более нагретый) поступает в печь, а избыток воздуха очищается в аспирационном устройстве б и дымососом 7 сбрасывается в трубу / / (в атмосферу). Затвор 12 открывается при аварии в слу­ чае выхода из строя дымососа, в этом случае избыточный воздух сбрасывается неочищенным. Затвор 13 добавки холодного воздуха предназначен для разбавления горячего воздуха в случае перегрева дымососа 7.

Принципиальным отличием вращающегося холодильника от колосниковых холодильников переталкивающего типа является то, что охлаждаемый клинкер в нем перемещается за счет вращения на­ клонно расположенных корпуса и колосниковой решетки, выпол­ ненных в виде барабана. Вращающиеся колосниковые холодильники отличаются простотой конструкции, отсутствием быстроизнаши­ вающихся и трущихся деталей, более низкими удельной энер­ гоемкостью и удельным весом.

В инерционных холодильниках перемещение клинкера происхо­ дит за счет сил инерции, возникающих при колебательных движе­ ниях решетки, укрепленной на рессорных опорах.

§ 3. Основные расчеты колосникового холодильника

Производительность колосниковой решетки обычно при рас­ четах принимается равной всей производительности холодильника. Несмотря на наличие значительного количества просыпи, это до­ пущение вполне приемлемо по отношению к начальному участку решетки, через который проходит вся масса охлаждаемого матери­ ала. Обычно производительностью холодильника Я в е с т/ч задаются,

и ход колосников) принимают конструктивно на основе опытных данных. Поэтому расчет производительности колосниковой решет­ ки сводится к определению необходимого числа ходов подвижных колосников.

Количество охлаждаемого материала, перемещаемого за один

Полная объемная часовая производительность холодильника составит:

Число двойных ходов подвижных колосников в минуту составит

В конструкции холодильников предусматривается широкая ре­ гулировка числа ходов в пределах 1 : 3. Толщина слоя материала при этом колеблется в пределах 100—250 мм; при расчетах толщину слоя в среднем можно принимать равной 200 мм.

Определение мощности. Для определения мощности привода колосниковой решетки необходимо найти сопротивления, преодоле­

в зазорах между колосниками, которые учитываются коэффициен­ том /гт = 2,15; силы трения в звеньях приводного механизма, ко­ торые учитываются к. п. д., ц = 0,8.

Сила сопротивления FK перемещению материала по колосниковой решетке складывается из сил трения на горизонтальном и наклонном участках колосников Fr и Fa, а также из составляющей Ft от веса материала, находящегося на наклонном участке. Вес материала, находящегося на горизонтальном участке,

а находящегося на наклонном участке

Мощность электродвигателя привода необходимо выбирать с за­ пасом на случай увеличенной выдачи материала из печи, вызываю­ щей увеличение числа ходов:

Для холодильников типа «Волга-С» при а = 0,15 м, h = 0,13 м, L = 8 м, у — 1500 кг/ж3 (для клинкера) получим необходимое число

Г л а в а 5

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОБЖИГА И ОХЛАЖДЕНИЯ

Система автоматического регулирования обеспечивает стабили­ зацию качества обжига и снижение расхода топлива при заданной производительности, т. е. эта система предназначена для поддер­ жания температур в различных зонах печи, а также температуры отходящих газов. Обязательным условием нормальной работы системы при мокром способе производства является стабилизация входных параметров — питания печи шламом и давления газов (при использовании газообразного топлива). Подача шлама в печь синхронизируется со скоростью ее вращения.

Автоматизация вращающихся печей с колосниковыми холодиль­ никами на заводах, работающих по мокрому способу производства, осуществляется с помощью установок УРПО-64к и «Кархол», раз­ работанных ВИАСМ.

Установка УРПО-64к (УРПО) позволяет автоматически регу­ лировать процесс обжига во вращающейся печи, работающей на газе, и контролировать его. •

При использовании этой установки стабилизируется качество обжига клинкера и уменьшается удельный расход газа. Установка позволяет автоматически регулировать подачу газа в зависимости от температуры в зонах кальцинирования и спекания, а также тягу в зависимости от температуры отходящих газов с коррекцией по содержанию в них кислорода. С помощью установки УРПО-64к осуществляется дистанционное управление шиберами дымососа и газовыми заслонками.

На щит управления вынесены измерения таких параметров, как температуры отходящих газов, температур в зонах подогрева, каль­ цинирования и спекания, гранулометрического состава клинкера,