Цементная вращающаяся печь с рекуператорными холодильниками
Изобретение относится к области получения клинкера в цементных вращающихся печах и используется в цементной промышленности. Создание изобретения направлено на обеспечение охлаждения клинкера до температуры 90°...120°C, что предотвращает появление трещин на рекуператорах и прогара цепного транспортера клинкера, в результате длительного контакта охлаждающего воздуха с клинкером, воздух отбирает тепло у клинкера и в печь поступает хорошо прогретым, в результате этого улучшается процесс обжига клинкера, уменьшается расход газа на производство клинкера, следовательно, снижается энергоемкость, рекуператоры равномерно прогреваются, что исключает появление трещин, увеличивается срок эксплуатации цепного транспортера клинкера, а, следовательно, увеличивается производительность печи из-за уменьшения остановок на незапланированные ремонты. Вращающаяся печь, содержащая корпус, загрузочное, разгрузочное и топливное устройства, а также дымососы, и закрепленные на корпусе печи рекуператорные холодильники, отличающаяся тем, что корпус печи выполнен удлиненным на 5-7 диаметров печи, рекуператорные холодильники расположены на удлиненной части печи и выполнены длиной 3-4 диаметра печи и диаметром 0,4...0,6 диаметра печи, при этом дымососы обладают мощностью, обеспечивающей скорость прохождения воздуха внутри
печи не более 10 м/сек, а внутри удлиненной части печи установлен технологический коридор, обеспечивающий доступ в зону уплотнительного устройства печи для контроля процессов обжига.
Полезная модель относится к области получения клинкера в цементных вращающихся печах и используется в цементной промышленности.
Известны цементные вращающиеся печи, из которых клинкер подается в специальную холодильную установку (Е.И.Ходоров. Печи цементной промышленности. 2-е издание, дополненное и переработанное. Стройиздат, Ленинградское отделение, Ленинград, пл.Островского 6. с.84, 85, 122...136).
Недостатками таких печей является наличие дополнительного сооружения (колосникового холодильника), имеющего длину до 30 м и высоту до 6 м и потребляющего большое количество электроэнергии до 75 кВт, необходимых на создание колебательных движений колосниковых решеток холодильника и привод вентиляторов воздушного охлаждения клинкера. Холодильник имеет сложную конструкцию колеблющихся колосниковых решеток, на которых находится охлаждаемый клинкер с начальной температурой в пределах 1200°С. Поэтому в охлаждающем воздухе, проходящем через слой клинкера частично выгорает кислород, а далее воздух поступает во вращающуюся печь, для обеспечения процесса горения. Но в связи с тем, что кислород частично выгорел, во вращающейся печи может происходить неполнота сгорания топлива.
Наиболее близким техническим решением является цементная вращающаяся печь с рекуператорными холодильниками (Е.И.Ходоров. Печи цементной промышленности. 2-е издание, дополненное и переработанное. Стройиздат, Ленинградское отделение, Ленинград, пл.Островского 6. с.52, 53).
Рекуператорные холодильники размещены непосредственно на корпусе вращающейся цементной печи, и охлаждаемый клинкер поступает на цепной транспортер. Недостатком такой конструкции является то, что рекуператорные холодильники изготавливаются длиной 6 м и диаметром 1,25...1,3 м (Е.И.Ходоров. Печи цементной промышленности. 2-е издание, дополненное и переработанное. Стройиздат, Ленинградское отделение, Ленинград, пл.Островского 6. с.84). При эксплуатации таких печей в высокогорных условиях и в обычных климатических зонах, даже при нормальном режиме работы, клинкер не успевает остыть и на выходе температура его достигает 250°...300°С, в результате этого разрушается (сгорает) транспортер, что приводит к остановке печного агрегата. В холодное время года воздух, проходящий через рекуператорный холодильник, не успевает нагреться до необходимой температуры, в результате чего необходимо увеличивать расход газа для подогрева воздуха в цементной вращающейся печи. В связи с большими перепадами дневных и ночных температур на рекуператорных холодильниках появляются трещины, особенно это явление распространено в горных условиях с жарким климатом.
Создание изобретения направлено на обеспечение охлаждения клинкера до температуры 90°...120°C, что предотвращает появление трещин на рекуператорах и прогара цепного транспортера клинкера. В результате длительного контакта охлаждающего воздуха с клинкером, воздух отбирает тепло у клинкера и в печь поступает хорошо прогретым, в результате этого улучшается процесс обжига клинкера, уменьшается расход газа на производство клинкера, следовательно снижается энергоемкость. Рекуператоры равномерно прогреваются, что исключает появление трещин, увеличивается срок эксплуатации цепного транспортера клинкера, а, следовательно, увеличивается
производительность печи из-за уменьшения остановок на незапланированные ремонты.
Указанная задача достигается тем, что во вращающейся печи, содержащей корпус, загрузочное, разгрузочное и топливное устройства, а также дымососы, и закрепленные на корпусе печи рекуператорные холодильники согласно предлагаемому решению корпус печи выполнен удлиненным на 5-7 диаметров печи, рекуператорные холодильники расположены на удлиненной части печи и выполнены длиной 3-4 диаметра печи и диаметром 0,4...0,6 диаметра печи, при этом дымососы обладают мощностью, обеспечивающей скорость прохождения воздуха внутри печи не более 10 м/сек, а внутри удлиненной части печи установлен технологический коридор, обеспечивающий доступ в зону уплотнительного устройства печи для контроля процессов обжига.
Вращающаяся цементная печь с рекуператорными холодильниками поясняется чертежом, на котором представлен вид сбоку.
На фигуре изображена часть печи, содержащая рекуператорные холодильники 1 длиной 13 м и диаметром 2,2 м, установленные на удлиненной части печи 2, опирающейся на дополнительную опору 3 через дополнительный бандаж 4. Удлиненная часть печи при диаметре 4 м имеет длину 23 м. В корпусе удлиненной части печи установлен технологический коридор 5, обеспечивающий доступ в зону уплотнительного устройства 6 печи имеющего смотровое окно для наблюдения за процессом обжига в печи. Рекуператоры выполнены удлиненными по сравнению с известными, так как только такая их длина обеспечивает более длительное прохождение клинкера в рекуператорах для достижения заданной авторами температуры - 90°...120°C. Для размещения удлиненных рекуператоров увеличена и длина печи. Технологический коридор может быть, например,
цилиндрической формы, закрепленным консольно на тросовой подвеске 7, вмонтированной в дополнительную опору 3. Коридор обеспечивает доступ машиниста в зону уплотнительного устройства печи, закрывающего прорыв газов из печи. Уплотнительное устройство имеет смотровое окно, для наблюдения за процессом горения во вращающейся печи.
Предлагаемая конструкция печи может быть изготовлена самостоятельно или использована для модернизации известных печей.
Изобретение осуществляется следующим образом. Рекуператоры 1, закрепленные на удлиненном корпусе 2, вращаются вместе с цементной печью, опирающейся удлиненным корпусом через дополнительный бандаж 4 на дополнительную опору 3. Клинкер, поступающий в рекуператоры, через течки, охлаждается потоком воздуха. Экспериментально установлено, что для того, чтобы температура клинкера при остывании достигла заданной авторами величины, необходимо чтобы скорость прохождения воздуха не превышала 10 м/сек. В случае модернизации работающих печей оставляют старые дымососы, рассчитанные на проход воздуха через старые (не удлиненные) рекуператоры. Поэтому, в связи с тем, что с увеличением размеров рекуператоров объем охлаждающего воздуха увеличивается, а дымососы рассчитаны на проход воздуха через старые рекуператоры, воздух в новых рекуператорах движется медленнее и происходит более интенсивный теплообмен между клинкером и воздухом. Клинкер охлаждается до температуры 90°...120°C, а воздух более нагревается, в связи с этим не нужно расходовать газ на дополнительный подогрев воздуха, в чем возникает необходимость в прототипе и других работающих печах. В результате охлаждения клинкера до вышеуказанной температуры и медленного движения воздуха, стенки рекуператоров имеют постоянную температуру, на них
не появляются трещины, и транспортер служит гораздо дольше без разрушений.
Таким образом, применение данной конструкции вращающейся цементной печи с увеличенными размерами рекуператорных холодильников и удлиненным корпусом печи позволяет подавать в печь достаточно прогретый воздух, без наличия выгорания кислорода, а, следовательно, происходит экономия расхода газа на производство клинкера. Медленное движение воздуха (10 м/сек) в рекуператорах обеспечивает хороший отбор тепла от клинкера, чем обеспечивается необходимое его охлаждение и прогрев корпуса рекуператоров, в результате чего не разрушается цепной транспортер, т.к. температура клинкера низкая и предотвращается растрескивание рекуператоров вследствие их постоянного равномерного прогрева и как следствие увеличивается промежуток эксплуатации печи между ремонтами, а, следовательно, увеличивается производительность.
При этом большие размеры рекуператоров позволяют механизировать работу по замене футеровки, в результате чего сокращается время простоя печи в ремонте.
В связи с тем, что при движении клинкера в рекуператорах, он захватывается полками и падает с высоты 2 м на корпус рекуператора и этот процесс происходит длительное время, т.к. рекуператоры удлиненные, происходит растрескивание клинкера, в результате чего облегчается его помол, что приводит к экономии электроэнергии.
Вращающаяся печь, содержащая корпус, загрузочное, разгрузочное и топливное устройства, а также дымососы и закрепленные на корпусе печи рекуператорные холодильники, отличающаяся тем, что корпус печи выполнен удлиненным на 5,75 диаметров печи, рекуператорные холодильники расположены на удлиненной части печи и выполнены длиной 3,25 диаметра печи и диаметром 0,55 диаметра печи, при этом дымососы обладают мощностью, обеспечивающей скорость прохождения воздуха внутри печи не более 10 м/с, а внутри удлиненной части печи установлен технологический коридор, обеспечивающий доступ в зону уплотнительного устройства печи для контроля процессов обжига.
