Теплообменное устройство вращающейся печи Советский патент 1992 года по МПК F27B7/16 

со

С

Использование: во вращающихся печах для тепловой обработки цементной сырьевой смеси. Сущность изобретения: теплооб- менное устройство вращающейся печи содержит закрепленные на внутренней поверхности корпуса полые элементы с переменным сечением, на внешней поверхности каждого из которых закреплены пластины трапециевидной формы. Каждый полый элемент выполнен в виде усеченной пирамиды и расположен большим основанием на корпусе печи, причем трапециевидные пластины установлены боковыми сторонами параллельно друг другу на меньшем основании пирамиды, а большие основания трапеций размещены в противоположных направлениях. 2 ил.

Изобретение относится к конструкциям встроенных внутрипечных теплообменных устройств вращающихся печей, например, вращающихся печей для тепловой обработки цементной сырьевой смеси.

Известны теплообменные устройства, содержащие закрепленные на внутренней поверхности корпуса отдельные полые элементы 1 и 2.

Недостатком известных теплообменных устройств является низкая тепловая эффективность.

Наиболее близким к предлагаемому является теплообменное устройство, содержащее закрепленные на внутренней поверхности корпуса по окружности полые элементы с переменным поперечным сечением на внешней поверхности каждого из

которых закреплены пластины трапециевидной формы 3.

Недостаток известного теплообменно- го устройства заключается в сложности конструкции, большой материалоемкости и относительно больших геометрических размерах. Кроме этого, на участке теплообмен- ного устройства необходима укладка специальной фасонной футеровки. Большие геометрические размеры, особенно по высоте, не позволяют размещать известное теплообменное устройство на высокотемпературном участке вращающейся печи - наиболее эффективном с точки зрения теплотехники, из-за их выгорания,

Кроме этого, не представляется -возможным осуществить уплотненное размещение элементов, т.к. при этом образуется

XI

00

00 -

о

большое сопротивление движению материала.

Теплообменное устройство в виде отдельных элементов известной конструкции приводит к необходимости проведения фу- теровочных работ между элементами, что значительно усложняет процесс футеровки и рерко снижает срок ее службы: кроме этого, требуются специальные типоразмеры футбрЪвочного кирпича.

Конструктивная форма элементов теп- лообмённика д5сТаточно сложна для изготовления, много сочленений элементов различной толщины, уклонов, переходов и т.д.

Все вышеперечисленные факторы в общей сложности снижают эксплуатационную эффективность.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее закрепленные на внутренней поверхности корпуса полые элементы с переменным сечением на внешней поверхности каждого из которых закреплены пластины трапециевидной формы, причем каждый полый элемент выполнен в виде усеченной пирамиды, и установлен большим основанием на корпусе печи, причем трапециевидные пластины установлены бо- сторонами параллельно друг другу на меньшем основании пирамиды, а большие основания трапеций размещены в противоположных направлениях.

На фиг. 1 показано теплообменное устройство, общий вид; на фиг. 2 - отдельный элемент.

Во внутренней полости вращающейся печи 1 размещены по окружности полые элементы 2, с переменным сечением; каждый элемент выполнен в виде усеченной пирамиды. Меньшее основание 3 пирамиды, на котором параллельно друг другу размещены пластины 4 трапециевидной формы, обращено во внутреннюю полость печи. Большая 5 и меньшая 6 стороны трапеции расположены во взаимно противоположных направлениях. Полые элементы 2 к корпусу печи 1 прикреплены болтами 7. На боковых поверхностях пирамиды 8 размещены отверстия 9.

Полые элементы на внутренней поверхности устанавливаются равномерно с зазорами между собой.

Геометрические размеры усеченной пирамиды выбираются из конструктивных соображений; размеров корпуса вращающейся печи, величины сегмента Слоя материала и т.д. Высота пирамиды (от

большего до меньшего основания) равна высоте футеровки, т.е. 0,045-0,035Д. Нижний предел определен как среднее значение для печи с диаметром корпуса 3000 мм и толщинах футеровки 120 мм (0,04) и 160 мм (0,05).

Верхний предел как среднее значение

для печи диаметром 5600 мм и толщиной

футеровки 180 мм (0,032) - 220 мм (0,039).

Площадь трапециевидных пластин рав0 на площади сегмента материала на участке установки теплообменного устройства и составляет 0.10-0,12 площадки корпуса печи в поперечном сечении. Это составляет 10- 12% заполнения печи материалом. При этих

5 значениях площади пластин, материал не задерживается на участке установки теплообменника.

Теплообменное устройство расположено во внутренней полости печи так, что об0 разует угол 27-30° между ребрами пластин и направлением движения материала по откосу, при этом исключается волнообразный характер движения материала, и сохраняется постоянная скорость его движения.

5 Выполнение элемента в виде усеченной шестигранной пирамиды обеспечивает равномерное расширение сторон в процессе эксплуатации, что исключает разрушение элемента под влиянием термических нагру0 зок.

Кроме этого, на боковых сторонах имеются сквозные отверстия, обеспечивающие попадание обрабатываемого материала во внутреннюю полость пирамиды с образова5 нием искусственного слоя футеровки.

При вращении корпуса вращающейся печи 1 полые элементы 2;выполняющие одновременно функцию футеровки и теплообменного устройства, погружаются в слой

0 материала и отдают ему часть тепла в режиме регенеративного теплообмена. Кроме того, материал проходя между пластинами 4, расположенными под углом 27-30°С к направлению движения материала по откосу,

5 дополнительно перемешивается в продольном направлении, разнонаправленность расположения большей 5 и меньшей 6 боковых сторон трапеции способствует дополнительному перемешиванию материала в

0 поперечном направлении движения материала по откосу.

Попадание материала во внутреннюю полость элемента приводит к ее залипанию и, следовательно, уменьшаются потери теп5 ла в окружающую среду, при этом исключается необходимость проведения специальных футероаочных работ.

Экономический эффект обеспечивается за счет снижения расхода топлива. Исходные данные

базовый вариант - 222 кг/т клинкера разрабатываемый вариант - 220 кг/т клинкера

Формула изобретения Теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее закрепленные на

5

0

внутренней поверхности корпуса полые элементы с переменным сечением с пластинами трапециевидной формы на внешней поверхности каждого из них, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной эффективности, каждый полый элемент выполнен в виде усеченной пирамиды и расположен большим основанием на корпусе печи, а трапециевидные пластины установлены боковыми сторонами параллельно одна другой на меньшем основании пирамиды и большие основания трапеций размещены в противоположных направлениях.

Шиг2