125970 (690805), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

1—выгрузочная решетка; 2— форкамеры; 3— мазутные форсунки

4—водоохлаждаемая балка; 5—гляделки; 6—отверстия датчиков уровнемера шихты; 7—скиповый подъемник; 8— загрузочное устройство;

9— предохранительный взрывной клапан; 10— отверстие для отсоса газов; 11—барабан­ный затвор.

Рисунок 7 – Шахтная печь на жидком топливе

Конструктивное отличие шахт­ной печи для обжига цементного клинкера обусловлено в основном следующим: условиями сгорания топлива, запрессованного в ма­териал; высокой температурой обжига 1573—1773 К (1300— 1500° С) до спекания обжигаемо­го материала; особенностью физико-химических процессов, про­текающих в обжигаемом матери­але, и спекшейся структурой го­тового продукта.

Для осуществления равномер­ного обжига по сечению шахты ее внутренний диаметр не превы­шает 2,4—2,8 м. Исключение сос­тавляет высокомощная печь Юж-гипроцемента диаметром 4,1 м. Рабочая высота шахты 8—10 м. Верхняя часть шахты высотой 2 м книзу постепенно сужена во из­бежание образования у ее стенок сквозных каналов, вызванных усадкой материала при нагрева­нии. Нижнюю часть шахты футеруют жаростойкими чугун­ными плитами. Ввиду большого сопротивления слоя спекшегося клинкера в шахте печи имеют высокое давление воздушного дутья, достигающее 15—25 кПа, по­этому нижняя часть шахты имеет надежное уплотнение в виде многошлюзовых за­творов.

Так как обожженный ма­териал характеризуется спекшейся структурой, раз­грузочное устройство долж­но дробить его перед вы­грузкой из шахты. С этой целью устройство выполня­ют в виде вращающейся зубчатой решетки или не­скольких пар вращающихся навстречу друг другу зубча­тых вальцов. При вращении их клинкер дробится, и ку­сочки его поступают в ниж­нюю бункерную часть печи, а затем в камеры шлюзовых затворов.

Для успешного сжигания топлива, запрессованного в материал, требуется не толь­ко проникновение кислорода внутрь гранул, но также по­вышенная концентрация его в окружающей среде. Это вызвано тем, что образовав­шаяся при горении кокса углекислота может восста­навливаться до СО при соп­рикосновении с раскален­ными кусочками кокса топ­лива по реакции СО₂ + С = = 2СО.

Таким образом, присутст­вие в окружающей атмосфе­ре кислорода должно при­вести к дожиганию окиси углерода. С этой целью печь имеет позонное дутье. Часть воздуха, необходимого для горения, поступает через зону охлаждения подогретым, другая часть поступает непосредственно в зону обжига по периферии шахты. Кроме этого, в центральную часть шахты предусмотрена подача чистого кисло­рода.

Удельная производительность печей при обжиге гранул до­стигает 157 кг/(м³-ч), при обжиге крупных брикетов 120 кг/(м³ * ч), расход условного топлива от 140 до 200 кг/т.

1, 2, 3—зоны; 1—бункер угля; 2, 3—питатели; 4—бункер сырьевой муки; 5—смесительный шнек; 6—гранулятор; 7—газоход; 8—загрузочный желоб; 9—труба подачи кислорода; 10—футеровка; 11— шахта печи; ./2—чугунные плиты, 13—разгрузоч­ная решетка; 14—приводной вал; 15—разгрузоч­ная течка; 16—затвор; 17—воздуховоды

Рисунок 8 – Шахтная печь для обжига, це­ментного клинкера

2.3 Особенности теплообмена в слое

Топливные печи широко применяются в черной металлургии. Их используют для получения чугуна из железной руды, в них вы­плавляют сталь, нагревают металл перед обработкой давлением и осуществляют термическую обработку. Все топливные печи черной металлургии могут быть подразделены на две большие группы: слоевые и пламенные.

В слоевых печах с плотным (фильтрующим) слоем исполь­зуется твердое кусковое топливо. Их применяют для выплавки чугуна из руды, расплавления металла перед литьем, обжига же­лезных руд, известняка, магнезита и доломита. Слоевые печи от­носятся к шахтным печам, важнейшими из которых являются до­менные печи — основные агрегаты любого предприятия с полным металлургическим циклом.

В пламенных печах используется газообразное или жидкое топливо, которое (как говорит само название печей) сжигается с образованием пламени (факела) в рабочем пространстве печей. Факельный метод сжигания топлива применяется в мартеновских печах при выплавке стали, в нагревательных печах прокатных и кузнечных цехов, в печах для термической обработки стали.

К исследованию теплообмена в условиях слоя кусковых ма­териалов, двигающихся навстречу потоку газов, как это имеет место в шахтных печах, многие десятилетия привлечено внимание ученых и инженеров. В нашей стране наиболее значительные ра­боты в этой области выполнены во Всесоюзном научно-исследова­тельском институте металлургической теплотехники (ВНИИМТ) и Уральском политехническом институте.

Теплообмен в слое представляет собой крайне сложный случай теплообмена. Плотный слой образуется кусками различной формы и размеров, имеющими различные теплофизические свойства. Сложный характер движения кусков значительно затрудняет определение реальной поверхности теплообмена. Различная вели­чина зазоров между кусками влияет не только на особенности омывания их газами, но делает неразделимыми процессы теплопровод­ности, излучения и конвекции, действующие в слое. Поэтому при­ходится применять общий коэффициент, учитывающий все три вида теплообмена. Из-за неопределенности поверхности теплооб­мена более удобно использовать объемный коэффициент теплоот­дачи α_v[Вт/(м³ · К)]. Связь его с обычным коэффициентом теплоотдачи α [Вт/(м² · К)] выражается следующим образом: α_v = αF, где F — поверхность нагрева, заключенная в 1 м³ слоя кусковых материалов, м².

Кроме того, слой кусковых материалов характеризуется порозностью f, которая представляет собой отношение объема пустот к полному объему слоя. Для двигающегося слоя, перемещаю­щегося вертикально сверху вниз по высоте какой-то шахты Н, ис­пользуют понятие объемного напряжения сечения шахты р [м³/(м² · с )], показывающего, какой объём кусковых материалов перемещается через 1 м² сечения шахты в течение 1 ч, т. е. Н - рt, где t — время полного перемещения сверху вниз, с.

Как уже подчеркивалось, шихтовые материалы в слоевых пе­чах обычно имеют самые разнообразные размеры и теплофизические свойства. Мелкие куски, например, железорудного сырья, обладающие относительно высокой теплопроводностью, прибли­жаются по свойствам к термически тонким телам, а крупным кус­кам агломерата и особенно известняка присущи свойства, харак­терные массивным в тепловом отношении телам. В результате этого необходимо выполнять анализ условий нагрева кусков шихты в очень широком диапазоне значений их теплового сопротивления. Очень часто в шахтных печах нагрев слоя кусков шихты происхо­дит в условиях наличия источников (стоков) тепловой энергии.

В большинстве шахтных печей движение шихты и газов про­исходит по принципу противотока. В доменной печи к тому же противоточная схема движения сред дополняется завершен­ностью теплообмена в результате значительной величины поверх­ности нагрева и интенсивного охлаждения газов.

Заключение

Технико-экономическая оценка работы шахтных печей

Печи отличаются большой производительностью и тепловой экономичностью благодаря полному использованию рабочего объема шахты, утилизации теплоты газов и обожженного мате­риала непосредственно в самой печи для подогрева сырья и воз­духа, поступающего на горение топлива. Качество обожженного материала невысоко из-за неизбежного пережога поверхности кусков и более слабого обжига середины их.

Современные шахтные печи полностью механизированы и многие из них имеют автоматическое управление. Печи отлича­ются повышенным расходом электроэнергии на работу тягодутьевых устройств. Так как шахтные печи не требуют здания и не являются металлоемкими, капитальные затраты на их постройку относительно невелики.

Пути усовершенствования шахтных печей направлены на по­вышение их производительности, улучшение качества обжига и культуры обслуживания.

Список использованных источников

1 Никифорова Н.М. Теплотехника теплотехническое оборудование предприятий промышленности, строительных материалов и изделий / Н.В. Тресковой – Москва: Металлургия, Высшая школа, 1981 г.

2 Кривандин В.А. Металлургическая теплотехника – 2 том / В.А. Кривандин; профессор, доктор техн. наук. – Москва: Металлургия, 1986 г. – 590 с.

Характеристики

Список файлов курсовой работы