Устройство для разогрева агрегата обжига Советский патент 1986 года по МПК F27B15/14 

Изобретение относится к технологическим аппаратам и может быть использовано в химической промышленности, цветной металлургии для разогрева агрегатов обжига в кипящем слое сульфидных материалов, в частности серного колчедана, никелевых концентратов.

Целью изобретения является снижение энергозатрат.

На чертеже изображено устройство для разогрева агрегата обжига, общий вид.

Устройство для разогрева агрегата обжига содержит печь 1 кипящего слоя в надслоером пространстве которой установлены топливные горелки 2, .а в кипящем слое 3 дисперсного матери- ajja расположены испарительные пакеты 4, и котел-утилизатор 5 с ширмами 6. Для создания замкнутых магнитных систем индукционных нагревателей испарительные пакеты и ширмы на выходе из печи и котла снабжены ферромагнитными стержнями-перемычками 7, на которых закреплены индукционные катушки 8. Стержни-перемычки имеют жесткую и магнитную связь с коллекторами испарительных пакетов и ширм. Конструкция стержней исключает прохождение по ним водяной или пароводяной эмульсии. Теплообменные системы печи и котла связаны посредством питательного барабана 9 с установленными внутри электронагревателями 10.

Устройство работает следующим образом.

Подключают переменный ток к катушкам 8 индукционных нагревателей печи 1, котла 5 и к электронагревателю 10 барабана 9. При этом.в каждой замкнутой магнитной системе индукционных нагревателей, включающих в себя толстостенные трубы испарительных пакетов 4 и ширм 6 со стержнями-перемычками 7, возникает рабочий магнитный поток , величина которого

р RA,

(1)

где I - ток, протекающий по катушке;

W - число витков катушки; R - магнитное сопротивление замкнутой системы нагревателя. Переменный магнитный поток Ф инду- цирует в стальном сердечнике вихревые токи, замыкающиеся в плоскостях, перпендикулярных к оси потока. Эти

5

токи нагревают испарительные пакеты, ширмы, находящуюся в них воду (пароводяную эмульсию)., материал слоя печи и газы, омывающие испарительные пакеты печи и ширмы котла-утилизатора. Количество тепла, выделяемого индукционным нагревателем, прямо пропорционально активной мощности потерь в стали его магнитной системы. Эти потери возникают за счет явлений гистерезиса и вихревых токов и определяются по формуле

.Р„ (Kf

где Kg и Кг 0

5

0

5

0

5

+ ) , (2)

f О «.

в.0

коэффициенты, зависящие от свойств ферромагнитного материала и способа исполнения магнитопровода; частота тока источника питания; вес магнитной системы нагревателя; максимальная магнитная индукция, значение которой прямо пропор цио- нально магнитному потоку .

Большая часть тепла выделяется в ис.парительных пакетах 4 и ширмах 6, так как их вьшрлняют из толстостенных стальных труб. Стержни яере- мычки 7 для уменьшения их нагрева (уменьшения Kg и к|.) собирают из изолированных между собой листов электротехнической стали. Для уменьшения магнитного сопротивления замкнутой магнитной системы индукцион- ныъ нагревателей-(т.е. для увеличения магнитного потока Р) стержни-перемычки с коллекторами испарительных пакетов и ширм соединяют жестко, при этом поверхности соединений предварительно пришлифовывают.

Нагрев воды (пароводяной эмульсии) в барабане 9 осуществляют.электронэг- реватели 10, например, резистивного вида. Количество тепла, выделяемое ими.

Q 0,24 I Rt,

(3)

где I - ток, протекающий по нагревателю;

R - сопротивление нагревателя;

t - время работы нагревателя.

За счет тепла индукционных нагревателей и электронагревателей происходит разогрев дисперсного материала

3

кипящего слоя 3, поверхности труб ширм 6 и воды, которая находится в системе питательный барабан - ширмы котла - пакеты печи. Для обеспечени равномерного прогрева дисперсного материала слоя печи в нее подают дутье. Это улучшает процесс разогрева агрегата. Во избежание конденсации агрессивных соединений (окислов азота, серы, паров воды и др.) на по- верхности труб ширм их температура к моменту подачи топлива в горелки должна быть выше температуры точки росы. Поэтому на начальном этапе разогрев рационально вести только за счет электронагрева. При этом происходит разогрев всех основных элементов агрегата: материала слоя, испарительных пакетов печи, ширм котла.

После доведения температуры кот- ла до точки росы включают топливные горелки 2 для интенсификации темпа разогрева агрегата за счет дополнительного тепла от сжигания топлива. При достижении заданной температуры

Редактор Л.Веселовская Заказ 1909/34

Составитель В.Красина

Техред Н.Бонкало Корректор.М.Максимишинец

Тираж 561Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Дроизводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

кипящего слоя отключают горелки топлива, увеличивают расход дутья до номинального значения и начинают подачу сырья в печь. При этом электронагрев на начальном этапе подачи дисперсного материала не отключают, что необходимо для компенсации потер тепла слоя на нагрев холодного сырья и дутья. Это обеспечивает вывод процесса обжига ьа рабочий (автогенный) режим, при котором отпадает надобность в электронагреве.

Устройство для разогрева агрегата обжига позволяет более эффективно разогревать материал слоя за счет размещения дополнительного источника тепла непосредственно в объеме слоя и только частично путем подвода тепла через границу раздела фаз. Это приводит к уменьшению расхода топлива, сжигаемого в надслоевом простран стве печи, что снижает энергозатраты на пуск агрегата и благоприятно отражается на состоянии фугеровки надслоя печи.