Способ оптимизации положения оси вращения печи Советский патент 1991 года по МПК F27B7/22 

Изобретение относится к вращающимся печам и может найти применение в цементной, химической и металлургической отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение сроков службы корпуса печи и футеровки за счет выравнивания деформаций в опорных и пролетных сечениях печи.

На фиг. 1 изображена схема нагрузки вращающейся печи 0 5x185 м; на фиг, 2 - значения изгибающих моментов, действующих на корпусе печи при прямолинейном расположении оси вращения; на фиг. 3 - изгибающие моменты после опускания опор № 2 и № 6 (после оптимизации положения оси вращения); на фиг. 4- схема закрепления датчиков продольной деформации корпуса печи.

Сущность способа заключается в том. что максимальные изгибающие моменты, действующие в опорных сечениях, уменьшают путем опускания этих опор на величину, при которой опорные моменты

приближаются к значениям изгибающих моментов в соседних пролетах и опорных сечениях.

Для определения значений изгибающих моментов, действующих в пролетах и на опорах печи, используется зависимость величины балочной (продольной) деформации корпуса 1 от величины действующего на данном участке изгибающего момента.

Напряжения от изгибающих моментов в корпусе 1 на опорах оьп и в пролетах оьр определяются по зависимостям

Мол , Мпр

ОЬп - ТГТ- °Ьр (1)

Won 1|f Wnp

где Моп и МПр - изгибающие моменты, действующие в опорных и пролетных сечениях;

Won и Wnp - момент сопротивления в опорном и пролетном сечениях.

Кроме того, напряжение а связано с относительной деформацией зависимостью а Ј-Е.(2)

где Е - модуль упругости материала корпуса 1 печи;

О

слч ю

Os

ю

Ј - относительная продольная ,цоф мация корпуса 1 печи, измеряемая тензо датчиками 2.

Из формул (1) и (2) имеем: Мог. е Е W,n Wip(1)

Для определения значений относит1 ь ных деформаций Е используются гемэода)- чики 2, показания которых регистрируются цифровым тензомегрическим мое i ом ЦТМ- 5, Предварительно датчики 2 крепяi к корпусу 1 (на опорных сечениях и по центрам пролетов) в горизонтальной плоскости (фиг.4) на печи с прямолинейной осью арэ- щения,

При закреплении датчиков 2 ил корпус г 1 в горизонтальной плоскости I пни не испытывают деформации от изгиб, корпус 1, так как образующая орпуоа 1 снопа кенная в горизонтальной плеске п не из пеняет своей длины при изгибе корпуса i изменяется лишь незначительно ое формгз)

После поворота печи на 90° нижние BJ корпуса 1 в середине Пролета и верх )ие волокна корпуса 1 в опорном стенам испытывают максимальную деформацию растяжения, а верхние волокна в середине пролета и нижние волокна в опорно i сечо ним подвержены максимальной деФормя ции сжатия, обусловленной изгибающих моментов М. Таким , датчики 2 деформации, предварительно у крепленные в горизонтальной плоскости I- , не подвержены деформациям рас гч жени i и сжатия, поэтому и сопротивлениз в слои положении принимается за нулевое т е за начало отсчета.

После поворота корпуса 1 печи на 90° (а положение, при котором датчики 2 раоме щаются в вертикальной плоскости II М) их показания изменяются на величинь продольных (балочных) деформаций F Эп деформации Ј фиксируются С ПОМОЩЬЮ МОСТе ЦТМ-5 и записываются в таблицы

Затем определяют на каких опорах лей сгвуют максимальные изгибающие мэмен ты М (по максимальным значения деформаций Е). Опоры, подверженные лей сгвию максимальных изгибающих момем тов М, опускают путем раздвижки опорных роликов на высоту, при которой величины изгибающих моментов М, действующих в сечениях этих опор, равны по значению величине изгибающих моментов М сосетш- опор и пролетов.

Для определения значений изгмбгчо щих моментов М, действующих в прологах и на опорах печи, можно -акже вогпочьзо ваться расчетным методом. Так npt прямо

ли(ниной оси вращения печи 0 5 х 185 м и схеме нагрузки, изображенной на фиг. I изгибающие моменты М, действующие на опорах я в пролетах, рассчитанные с помощью ЭВМ, соответствуют схеме, приве денной на фиг 2 Сравнивая числовые значения изгибающих моментов М и анализируя их эпюру изображенную на фиг. 2, определяют, что максимальные изгибающие моменты М действуют на опорах

№ 2 п № 6 (М2 - 14283 кНм, Мб 14744 кРм

С помощью ЭВМ определяют, на какую

величину необходимо опустить опоры № 2 и

№ 6, чтобы изгибающие моменты М. действующие в этих опорах, приблизились по значению к значениям изгибающих моген тов М, действующих на соседних опорах и г пролетах. Затем опускают ча эту величину наиболее загруженные опоры

В табл 1 и 2 приведены значения мо ментов М, действующих на операх и в про летах корпуса 1 полученные на ЭВМ после опускания опор

Сравнивая значения моментов М, действующих в опорных и пролетных сечениях при прямолинейной оси вращения печи, с полученными значениями моментов после опускания опор (табл 1 и 2), можно отметить, что максимальные изшбающие моменты М, действующие на опорах № 2 и № 6 уменьшились Поэтому уменьшилась деформация корпуса 1 к футеровки на этих опорах, повысился срок их службы

В табл 3 и 4 приведены величины деформаций е корпуса в опорных и пролетных сечениях прямой оси вращения соответственно

В таСл. 5 и 6 приведены величины изгибающих моментов М, действующих на опоpax и в пролетах при прямой оси вращения печи

Пример исполнения способа для вращающейся ПРЧИ 0 5 х 18Б м, ось вращения которой прямолинейна.

Предварительно закрепили в опорных сечениях и по серединам пролетов в горизонтальной плоскости на корпусе 1 печи теизодатчики 2 продольной деформации (фиг 4) довернули корпус на 90°; с помощью моста ЦтМ-5 определили относи- ельнче деформации Е опорных и пролетных сечений (габл, 3 и 4), по величинам относительных деформаций Е определили значения изгибающих моментов М,

действующих в опорных, м нрЪлетных сечениях (табл 5 и 6); определили, то наибольшие изгибающие моменты М действуют во 2-й и 6-й опорах (табл. 5} опустили опоры Мг б и № 2 на величину, при котооой значения

изгибающих моментов М в этих опорах достигло моментов в соседних пролетах и на опорах,

В табл. 7 и 8 приведены значения относительных деформаций Б сечений корпуса 1 после опускания опор Ns 2 и № 6.

При определении изгибающих моментов М, действующих в опорных и пролетных сечениях, используют формулы (3). В формулах (3) Е-модуль упругости материала корпуса 1 печи Е 2,07 108 «Па

Won y7rD2Son:

Wno

3lD2Sr

Jnp «ьг onp

где D - диаметр корпуса 1,500 см;

Son толщина стенки корпуса 1 Б опор- иьй сечении, 6 см;

Snp толщина стенки корпуса 1 в пролетном селении, 3 см,

Won 2,355 м3; Wnp - 1,775 м3.

В табл. 9 и 10 приведены значения изгибающих моментов М, действующих на опорах и Б пролетах после опускания опор № 2 11 «Ф 6.

Сраяненмз значений изгиба;ощих моментов Ы, действующих в опорах Ms 2 IA № 6 при прямой оси вращения (табл.1) с этими же моментами, действующими после опускания опор на 0,8 мм, показь вает, что они существенно уменьшились и приблизились к значениям изгибающих моментов М, действующих в соседних пролетах м на соседних опорах, т.е. оптимизируются, условия эксплуатации корпуса ч и футеровки печ«.

Сравнение результатов измерения изгибающих моментов М в опорах N° 5 и Мг 6 w пролетах Ms 6-7 по продольной деформации корпуса 1 с ранее полученными с помощью ЭВМ изгибающими моментами М, приведенными в табл. 5 и 6, показывают, что они близки по значению, т.е. экспериментальная поверка способа подтверждается данными, полученными аналитическим методом. ,

0

5

0

5

0 5

0

5

Применение предлагаемого способа оптимизации положения оси вращения печи позволяет повысить срок службы футеровки и корпуса печи, так как за счет выравниваний значений изгибающих моментов М величины радиальных и продольных деформаций в опорных и пролетных сечениях выравниваются. При этом частично разгружаются перенапряженные зоны футеровки и корпуса 1 и средний срок их службы увеличивается, кроме того, печь более полно используется за счет повышения ее стойкости.

Предлагаемый способ отличается простотой в исполнении и может быть осуществлен с помощьюЭВМ и средств контроля положения оси вращения печи (во время ее ремонта м работы).

Формула изобретения

. Способ оптимизации положения оси вращения печи, включающий частичное выравнивание нагрузок на опорах путем их перемещения в вертикальной плоскости, отличающийся тем, что, с целью повышения сроков службы корпуса печи и футеровки за счет выравнивания деформации в опорных и пролетных сечениях печи, определяют наибольшие значения изгибающих моментов корпуса печи в опорных сечениях и по серединам пролетов, затем опускают опоры, подверженные воздейст- вию максимальных изгибающих моментов, HS высоту, при которой величины изгибающих моментов этих сечений будут равны по значению величинам изгибающих моментов соседних пролетов и опор корпуса.

2. Способ, по п.1,отличающийся тем, что наибольшие значения изгибающих моментов определяют по величинам продольных деформаций корпуса печи, для чего закрепляют в опорных сечениях и по серединам пролетов в горизонтальной плоскости .патчики продольной деформации Kopnvca л поворачивают корпус печи на 90°.

Изобретение относится к вращающимся печам и может найти применение в цементной, химической и металлургической отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение срока службы корпуса печи и футеровки за счет выравнивания деформаций в опорных и пролетных сечениях печи. Способ оптимизации положения оси вращения печи предусматривает опускание опор с максимальным изгибающим моментом на высоту, при которой величины изгибающих моментов в опорных сечениях и по серединам пролетов будут равны по значению. 4 ил., 10 табл.

Изгибающие моменты М. действующие в опорных сечениях

Изгибающие моменты М, действующие в пролетных сечениях

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Таблица 8

Таблица 9

Таблица 10

5 А №

М.

ML

1-2

мг-з м3-ь /V5 м Фиг.2

Mi

Фи€

в макс

М7

Мв-7

М7