125205 (Обертові печі)

_Міністерство освіти та науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра дорожніх, меліоративних машин і обладнання

Реферат

На тему:

"Обертові печі"

Виконала:

Студентка 3-го курсу МЕФ

Групи ОХВ-31 Ніколайчук Я.О.

Перевірив: Науменко Ю.В.

Рівне - 2006р.

Обертові печі

Пічні агрегати мокрого і сухого способів виробництва

Пічний агрегат є основним технологічним устаткуванням цементного заводу. Агрегат мокрого способу виробництва (мал.1) є піччю, що обертається, 4, до якої з холодного кінця примикають пилеосаджувальна камера 8, шламовий живильник 3, електрофільтри 2, головний димосос 1, устаткування для повернення пилу в піч 9, а з гарячого кінця - розвантажувальна головка 5, пристрій для введення і спалювання палива 6, охолоджувач клінкеру 7. Агрегат обладнаний пристроями Циркуляційного рідкого мастила вузлів печі. Комплекс контрольно-вимірювальних і регулюючих приладів і пристроїв дозволяє управляти всіма процесами з пульта машиніста.

Зварний металевий корпус печі, що обертається, футерований зсередини вогнетривкою цеглиною. На корпусі закріплені бандажі, якими пекти спирається на роликоопоры.

Пекти приводиться в обертання при йодом. Завдяки обертанню і нахилу (ухил складає 3...4%) обпалюваний матеріал просувається від холодного до гарячого кінця печі і піддається тепловій дії димових газів, просмоктуваних димососом назустріч матеріалу, що рухається.

В пилеосаджувальній камері крупні частинки пилу з потоку димових газів, що виходять з печі, осідають унаслідок різкого збільшення діаметра поперечного перетину і, отже, зменшення швидкості газів. Димові гази викидаються в атмосферу після остаточного очищення в електрофільтрах. Уловлений пил з бункерів пиловловлюючих пристроїв гвинтовими конвейєрами подається в пневмонасоси, які повертають її в піч. Ущільнення на кінцях печі, що обертається, що входять в пилеосаджувану камеру і розвантажувальну головку, перешкоджають підсосам в піч зовнішнього повітря.

Пристрій для спалювання палива вводиться в піч через розвантажувальну головку, до нижньої частини якій примикає шахта охолоджувача клінкеру.

Пічні агрегати звичайно комплектуються колосниковими охолоджувачами типа "Волга".

При мокрому способі виробництва матеріал подається в піч у вигляді шламу влажностью36.,42%. Впечи розрізняють технологічні зони - сушки, підігріву, декарбонізації, екзотермічних реакцій, спікання, попереднього охолоджування.

В зоні сушки для збільшення поверхні теплообміну між матеріалом і газами, що відходять, встановлена ланцюгова завіса, довжина якої досягає 30...50 м. Ланцюгова завіса служить накопичувачем шламу і добрим пиловловлювачем.

В зоні підігріву можуть встановлюватися внутрішньопічні теплообмінники різних конструкцій (ланцюгові, лопатеві, осередкові). Зони сушки і підігріву складають близько 60% довжини печі.

Температура матеріалу в зоні спікання підіймається до 1500 °С, а температура газів - до 1750 °С.

В результаті фізико-хімічних процесів, що відбуваються з матеріалом в печі, утворюється клінкер, який розвантажується в охолоджувач, маючи температуру до 1300 °С. В охолоджувачі клінкер охолоджується до температури 70...90 °С.

Пічний агрегат сухого способу виробництва (мал.2) складається з печі, що обертається, 6, системи теплообмінників 4, завантажувальної головки 5, зволожувача S, електрофільтрів 2, димососів 1, розвантажувальної головки 7, пристрої для спалювання палива 8, охолоджувача клінкеру 9. Агрегат оснащений станцією циркуляційного мастила вузлів печі, а також комплексом контрольно-вимірювальних і регулюючих пристроїв управління. На відміну від мокрого способу виробництва, при сухому способі матеріал у вигляді сухої сировинної муки перед подачею в піч заздалегідь підігрівається в циклонних теплообмінниках потоком гарячих газів, що виходять з печі.

При сухому способі печі, що обертаються, виконуються короткими і температура що відходять з печі газів не перевищує 1100 °С. Сировинна мука подається після дозування транспортуючими пристроями у вихідний газохід циклопа ступеня ІІІ і завдяки високій швидкості потоку димових газів в газоходах (12.20 м/с) вноситься в циклони ступеня ІV. Тут сировинна суміш уловлюється і по тічках поступає у вихідний газохід циклопа ступеня ІІ, звідки потім вноситься в циклоп ступеня ІІІ. Між гарячими газами і сировинною сумішшю відбувається інтенсивний теплообмін, який таким же чином здійснюється і в циклонах ступенів ІІ, І. З циклону ступеня І матеріал подається в піч. Пройшовши чотири ступені циклонів, сировина нагрівається до 700...800°С і частково декарбонизируется. Остаточна декарбонізація і процеси клинкерообразования здійснюються в печі.

Рис.1.

Температура димових газів на виході батареї циклонів ступеня ІV не перевищує 300 °С. Коефіцієнт очищення цих циклонів складає приблизно 0,85.

Перед електрофільтрами, що проводять остаточне очищення димових газів, звичайно вмонтовується зволожувальна установка, що знижує температуру газів до 200...250 °С. Для подолання великих опорів в газовому тракті пічного агрегату необхідні димососи, створюючі високе розрідження (5...6 кПа). Часто використовується система двох димососів - перед електрофільтрами і за ними.

В сучасних технологічних лініях тепло що відходять з циклонних теплообмінників газів використовується для сушки сировини в помольних відділеннях.

Пічні агрегати сухого способу виробництва мають більш високі техніко-економічні показники в порівнянні з агрегатами мокрого способу. На випалення сировини в них затрачується значно менша кількість тепла.

В розвитку пічних агрегатів сухого способу виробництва цементу спостерігається тенденція до поєднання запічних циклонних теплообмінників з виносними реакторами декарбонізаторами. Вони встановлюються безпосередньо за піччю, будучи додатковим ступенем теплообмінника. На мал.3 приведена схема пічного агрегату з реактором-декарбонизатором однієї з поширених систем SF. Тут за піччю встановлений реактор-декарбонизатор І, є вихровою камерою з додатковим пристроєм спалювання палива 2. Для спалювання палива в реактор подається нагрітий до 600 °З повітря з охолоджувача клінкеру по воздуховоду 5.

Рис.2.

Сировина з циклону ступеня ІІ поступає в реактор, піддається тепловій обробці, вноситься в циклон ступеня І і потім поступає в піч, В реакторі-декарбонізаторі спалюється до 50...60% загальної кількості палива, у зв'язку з чим в ньому здійснюється майже повна декарбонізація сировини (приблизно 95%).

Рис.3.

У зв'язку із значним зменшенням теплового навантаження на піч представляється можливим зменшити її діаметр, отже, понизити металоємність, підвищити стійкість футеровки, спростити обслуговування.

Так, в пічному агрегаті продуктивністю 3000 т клінкеру в доба пекти 6,4 х 95 м замінюється піччю 4,5 х 80м.

Конструкції печей, що обертаються

До основних елементів і вузлів печей, що обертаються, відносяться наступні: корпус, бандажі, роликоопори, відкрита зубчата передача, головний і допоміжний приводи, пристрої для утримання печі від сповзання, внутрішньопічні теплообмінні пристрої, ущільнення гарячого і холодного кінців печі.

Корпус печі, що обертається, 5 X 185 м (мал.4), вживаної при мокрому способі виробництва цементу, є зварним барабаном І з листової сталі завтовшки 30...110мм, футерований всередині вогнетривкою цеглиною і що спирається бандажами 2 на сім роликоопор 3. Роликоопори у вигляді двох що рознесли по ширині роликів змонтовані на рамах і встановлені на фундаментних опорах 4

Піч має ухил до горизонту, становлячий 3,5%. В даній конструкції вона утримується від сповзання гідроупорами. При такій системі пекти забезпечується наполегливими роликами 5 і гідроциліндрами 6. Печі старих конструкцій утримують від сповзання роликами, встановленими на декількох опорах з перекосом по відношенню до подовжньої осі печі.

Пекти приводиться в зрощення головним приводом 7, розташованим на опорі IV, через відкриту зубчату передачу 8. Привід печі двосторонній. Пекти забезпечується також допоміжним приводом 9, який використовується для провертання корпусу з малою частотою обертання при виконанні ремонтних і футеровочних робіт, а також в аварійних ситуаціях.

В печі навішується ланцюгова завіса 10 у вигляді гірлянд або кінців ланцюгів, що вільно висять. Холодний і гарячий кінці печі мають ущільнення 11,12. Ущільнення гарячого кінця печі виконано аеродинамічним.

Рис.4.

Піч забезпечена пристроєм 13 для введення уловлюваної в пиловловлювачах пилу за ланцюгову зону. Станції циркуляційного рідкого мастила 14 призначені для подачі масла в редуктор і підшипники приводу, в підшипники роликоопор, в ті, що зачіпляють вінцевих і підвінцевих шестерень. Гарячий кінець печі охолоджується установкою вентилятора 15.

Розглянемо конструкцію основних вузлів і деталей печей.

Корпус. Один з найвідповідальніших елементів печі, що обертається, піддається не тільки силовим діям вагових навантажень, але випробовує і температурні напруги, нагріваючись в зоні спікання до 300...400 °С. Стійкість футеровки великою мірою залежить від жорсткості оболонки корпусу. Значні деформації корпусу приводять до різкого скорочення термінів служби футеровки. Найбільші деформації обичайок корпусу мають місце над опорами, отже, у опор жорсткість обичайок повинна бути більше, ніж в прольотах. Виходячи з цього обичайки корпусів розділяють на рядові (пролітні) і підбандажні, товщина яких більше, ніж пролітних.

Корпуси печей зварюються з окремих обичайок на місці монтажу в секції. Зварка монтажних секцій проводиться після збірки і вивіряння всього корпусу і нівелювання його по бандажах. Для виготовлення обичайок використовують листову сталь М16С або ВСТЗсц, при експлуатації печей в північно-східних районах рекомендується низьколегована сталь 09Г2С з низьким порогом холодоломкості. Розглянемо конструкцію корпусу печі 7/6,4 х 95 м (мал.5). Для зниження швидкості газового потоку у вихідному перетині печі діаметр кінця корпусу на довжині близько 15 м збільшений до 7 м.

Товщина пролітних обичайок корпусу І по довжині печі різна - від 36 до 60 мм, а підбандажних - від 60 до 90 мм На підбандажні обичайки наварені накладки 2, на які проводиться посадка бандажів. Для запобігання пересипання що подається в піч сировинної суміші в завантажувальну головку до холодного кінця корпусу прикріплений усічений конус 3, діаметр вхідного перетину якого рівний 4950 мм На гарячому кінці корпусу після перехідної секції, яка зменшує діаметр з 6,4 до 5,3 м, встановлений кожух охолоджування, виконаний у вигляді зовнішньої обичайки 4 з конусною частиною. Простір між корпусом печі і кожухом утворює сорочку охолоджування, в яку для запобігання перегріву гарячого кінця корпусу нагнітається з боку конуса повітря установкою вентилятора.

На зовнішній обичайці кожуха 4 передбачені елементи ущільнення гарячого кінця печі. Таке рішення, вживане в сучасних конструкціях печей як типове, достатньо ефективно. Воно дозволяє значно поліпшити умови роботи не тільки обичайки гарячого кінця корпусу, але і елементів ущільнення, завдяки тому, що останні розташовуються на охолоджуваному кожусі, температура стінок якого значно нижче за температуру корпусу.

Торець розвантажувального кінця корпусу захищається футеровочними плитами 5 з жаростійкої сталі. Для подачі і видалення елементів футеровки, а також для відбору проб обпалюваного матеріалу по довжині корпусу печі встановлені спеціальні люки 6.

Конструкції гарячих кінців корпусів печей 5 X 185 м і 6,4 X 95 м. Для запобігання переливання шламу в пилеосаджувальну камеру на холодному кінці печі 5 х 185 м в корпус печі вварено підпірне кільце, діаметр вхідного перетину якого складає 3500 мм

В печах мокрого способу виробництва з холодного кінця навішуються ланцюги (ланцюгова зона). Для цього до корпусу печі приварюють вузли кріплення ланцюгів.

Бандажі. Корпус печі спирається на роликоопори бандажами. Збірка і зварка останніх проводиться на місці монтажу з напівкілець, заздалегідь оброблених на заводі-виготівнику. При установці бандажів враховують різне теплове розширення підбандажної обичайки і бандажа. В холодному станів між бандажем і підбандажною обичайкою передбачають зазор на теплове розширення обичайки. Зазори вибираються такими, щоб забезпечувалася щільна посадка бандажа. Якщо зазор в сполученні бандаж - підбандажна обичайка не усунений, при обертанні печі має місце відносне переміщення поверхонь, що сполучаються, отже, їх зношування. Для виключення цього зазор вибирають так, щоб при розігріванні корпусу печі отримати посадку з деяким тепловим натягом, що забезпечує більш надійне з'єднання бандажа з корпусом. Проте в цьому випадку при розрахунку підбандажної обичайки і бандажа слід враховувати напруги від теплового натягу. Бандажі, як правило, встановлюють на заздалегідь приварені до підбандажної обичайки корпуси печі накладки завтовшки 25...40 мм неповним, рівними ширині накладок.