Цепная завеса вращающейся печи Советский патент 1980 года по МПК F27B7/18 

(54) ЦЕПНАЯ ЗАВЕСА ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ

1

Изобретение относится к области распределения газовых потоков в печах со встроенными внутрь теплообменными устройствами.

В качестве теплообменных устройств во вращающихся клинкерообжигательных печах мокрого способа производства используются цепи, подвещенные к внутренней поверхности корпуса печи. Длина участка печи, на котором навешиваются цепи (цепной зоны), составляет около 0,25 всей длины печи. Цепи перекрывают 0,8-0,6 площади поперечного сечения печи в цепной зоне 1.

Горячие газы, войдя в цепную зону, стремятся идти по пути наименьшего гидравлического сопротивления, т. е. в пространстве, свободном от цепей, и их количество в цепях от начала к концу цепной зоны постоянно уменьшается, вследствие чего уменьшается количество тепла, отдаваемое цепям горячими газами и соответственно цепями материалу. Кроме того, увеличиваются скорости отходящих газов в свободном пространстве, где они соприкасаются с материалом, вследствие чего увеличивается пылеунос.

Распределение отходящих газов в поперечном сечении цепной зоны печи можно определить по коэффициенту распределения отходящих газов в цепной зоне

D С

,, Qaen.a

где С - отнощение площади, занимаемой

цепями, к площади свободного пространства в поперечном сечении зоны цепной завесы печи, величина постоянная для определенного типа цепной завесы и определенного типоразмера печи (например, для свободно висящей цепной завесы печи 7x230 м С 2,69);

Q -объем отходящих газов, проходящих через площадь поперечного сечения, свободную от цепей,

Q -объем отходящих газов, проходя15щих через площадь поперечного сечения, занятую цепями.

Если принять за оптимальное распределение, характеризуемое R 1, т.е. когда отходящие газы распределены в поперечном 20 сечении в соответствии с отнощением площади, занимаемой цепями, к площади, свободной от цепей, то о распределении отходящих газов в цепной зоне печи можно судить по кривой 1 фиг. 1, где приведен

график изменения коэффициента распределения отходящих газов в поперечном сечении печи по длине цепной завесы, полученный по данным экспериментов (в масштабе 1:20) цепной зоны печи 7x230 м.

Как видно на графике, коэффициент распределения почти линейно увеличивается от начала цепной зоны к ее концу от 2,2 до 5,5, т. е. если вначале с горячего конца цеппой зоны (на расстоянии, равном 0,23 длины ее) распределение отходящих газов в 2,2 раза ниже оптимального, то дальше оно, постоянно ухудшаясь, становится к концу цепной зоны в 5,5 раза ниже оптимального. Другими словами, количество отходящих газов, проходящих через пространство, свободное от цепей, в цепной зоне к холодному концу печи, все время увеличивается, а в цепях, соответственно, уменьшается. Это означает, что все меньше тепла отдается отходящими газами цепям, а цепи все меньше отдают тепла материалу.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является цепная завеса вращающейся печи, содержащая прикрепленные к корпусу печи ряды цепей и размещенные между ними распределительные устройства, выполненные в виде направляющего кольца, проходное отверстие которого расположено эксцентрично по отношению к центру печи. Это кольцо устанавливается перед фильтром-подогревателем и после него. При вращении печи поток запыленных дымовых газов, проходя через направляющее кольцо, постоянно отклоняется, увеличивая турбулентность движения газов, что способствует более интенсивному омыванию газами фильтра-подогревателя шлама 2.

Недостатками известной завесы является то, что направляющее кольцо способствует распределению га.зового потока только в фильтре-подогревателе, который занимает 0,1-0,2 длины цепной завесы. Кроме того, распределение газового потока здесь не является равномерным. В результате в той части внутренней полости печи, куда направляющее кольцо оттесняет большую часть потока газов, скорость газа резко возрастает, увеличивается унос пыли (уносятся относительно более крупные частицы материала) и капель шлама.

Цель изобретения - повыщение эффективности теплообмена в зоне цепной завесы вращающейся печи и уменьщение пылеуноса из печи.

Указанная цель достигается тем, что цепная завеса вращающейся печи, содержащая прикрепленные к корпусу печи вдоль ее оси ряды цепей и размещенные между ннми распределительные устройства, последние выполнены в виде проницаемых для газа и материала перегородок, перекрывающих все сечение печи.

На фиг. 1 показан график изменения коэффициента распределения газов в поперечном сечении по длине цепной зоны с перегородками и без них; на фиг. 2 - продольное сечение вращаюолейся печи на участке установки цепной завесы с перегородками; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Перегородки установлены на расстоянии друг от друга, прямо пропорциональном гидравлическому сопротивлению, создаваемому самой перегородкой, и обратно пропорциональном гидравлическому сопротивлению цепной завесы на данном участке.

Такая расстановка проницаемых перегородок по всей длине цепной зоны создает близкое к оптимальному распределение газового потока в поперечных сечениях цепной зоны по всей ее длине, т. е. коэффициент распределения отходящих газов R будет

близок к 1. Об этом свидетельствуют кривые 2 и 3 (см. фиг. i), полученные в результате аэродинамических замеров на модели цепной зоны печи, где на расстоянии 0,4 длины цепной зоны от ее начала устанавливают

0 проницаемые перегородки сопротивлением соответственно 2,3 кг/м и 3,0 кг/м.

Как видно по кривым 2 и 3, коэффициент распределения отходящих газов в поперечных сечениях цепной зоны уже перед перегородкой в обоих случаях начинает прибS лижаться к оптимальному, достигая за перегородкой соответственно 1,5 и 1,6. В то время, как в тех же сечениях цепной зоны, в которой нет перегородки (фиг. 1, кривая 1) этот коэффициент равен соответственно 3,60

- и 3,15. Это означает, что при наличии перегородки (фиг. 1, кривые 2 и 3) через цепи проходит в этих сечениях вдвое больше отходящих газов. Далее по длине цепной зоны количество отходящих газов в цепях и при наличии перегородки уменьшается, но.

S по сравнению с цепной зоной без перегородки их количество в цепях по-прежнему больше, т. е. тепла цепям при наличии перегородки отдается больше.

Для того чтобы коэффициент распределения отходящих газов в поперечном сечении цепной зоны по всей ее длине оставался близким к оптимальному, необходимо установить несколько подобных перегородок по всей длине цепной зоны.

Кроме улучшения условий теплообмена, предлагаемая цепная завеса позволит уменьшить пылеунос, поскольку скорость потока, соприкасающегося с материалом (проходящего в зоне, свободной от цепей) по всей длине зоны цепной завесы значительно уменьщается.

Равномерное распределение газового потока осуществляется следующим образом.

Внутри вращающейся печи 1 в зоне цепной завесы 2 устанавливают проницаемые для материала и газов перекрывающие все

5 сечение печи перегородки 3. Их количество и место установки в цепной завесе 2 определяют, исходя из следующего.

Опытным путем установлено, что гидравлическое сопротивление проницаемых перегородок 3 в 4-6 рядов по оси с плотностью навески 5-б составляет порядка 2,3-3,0 кг/м. Гидравлическое сопротивление цепей завесы 2 со свободно висящими концами с плотностью навески, участков 4-8 составляет 0,8-2,0 кг/м на 1 м длины печи. При данных гидравлических сопротивлениях перегородок 3 и участков цепной завесы 2 расстояние, на котором наблюдается выравнивающий эффект, равно 3,0-2,0 диаметра печи 1.

На печи I размером 5x185 м длина цепной завесы 2 с учетом теплового эффекта перегородок может быть укорочена до 30- 40 м, следовательно, необходимое количество перегородок 3 составит 3-4 щт.

Две перегородки 3 устанавливают в холодном и горячем концак цепной завесы 2, одну-две в ее средних частях.

Конструкция и материал, из которых изготавливают перегородки 3, зависят от физико-химического состояния материала и температуры отходящих газов, воздействующих на перегородку 3 на месте ее установки.

Конструкция перегородки 3 в начале цепной завесы 2 в зоне текущего материала может быть представлена в виде транспортирующего, перемещивающего и тем самым способствующего интенсификации теплообмена устройства.

Цепная завеса работает следующим образом.

Горячие газы, отходящие от факела 4, прежде чем войти в цепную завесу 2, попадают в проницаемую для материала, перекрывающую все сечение печи 1 перегородку 3, представляющую собой несколько рядов навещенных за оба конца параллельных друг другу цепей. Направление навески каждого следующего ряда цепей смещено по отнощению к направлению навески цепей предыдущего ряда на некоторый угол (например, 45 или 90°). Таким образом, поперечное сечение печи 1 перед цепной завесой 2 разделяется на равные по площади участки по всей глубине перегородки 3.

Войдя в перегородку 3, отходящие газы распределяются равномерно по всему поперечному сечению и затем попадают в цепную завесу 2, где на некотором расстоянии, сохраняя инерцию движения, проходят равномерно распределенными по поперечному сечению цепной завесы 2.

Затем та часть газов, которая проходит через цепи цепной завесы 2, встречая их сопротивление, стремится выйти в пространство, свободное от цепей. Однако отходящие

газы попадают в следующую проницаемую перегородку 3, где снова распределяются равномерно, опять поступают в цепную завесу 2 и т. д. по всей длине цепной завесы 2.

Расстояние между перегородками 3 зависит от гидравлического сопротивления самой перегородки 3, чем больще это сопротивление, тем лучще распределяются в перегородке отходящие газы, тем больще будет это расстояние. Сравнение кривых 2 и 3

0 (см. фиг. 1) свидетельствует о том, что коэффициент распределения в поперечном сечении после перегородки 3 (и даже до нее) с большим гидравлическим сопротивлением (кривая 3) постоянно ближе к оптимальному, чем после перегородки с меньщим гидравлическим опротивлением (кривая 2). Кроме того, расстояние между перегородками 3 будет тем больще, чем меньше гидравлическое сопротивление завесы 2, т. е. тем больщее расстояние после перегородки 3

0 газы будут проходить равномерно распределенными по поперечному сечению.

Предлагаемый способ позволяет увеличить по сравнению с известными количество горячих газов, проходящих через цепи по всей длине цепной завесы 2, следовательно, увеличить количество тепла, отдаваемого газами цепям, а цепями - материалу. Предлагаемая цепная завеса 2 ликвидирует также унос шлама, поскольку скорости потока отходящих газов в попер ечных сечениях холодного конца печи 1 также распределяются равномерно.

Формула изобретения

Цепная завеса вращающейся печи, содержащая прикрепленные к корпусу печи вдоль ее оси ряды цепей и размещенные между ними распределительные устройства, отличающаяся тем, что, с целью повыщения

эффективности теплообмена и уменьщения пылеуноса, распределительные устройства выполнены в виде проницаемых для газа и материала перегородок, перекрывающих все сечение печи.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Ходоров Е. И. Печи цементной промыщленности. Л., Стройиздат, 1968, с. 64- 67.

7 К

А-А

Фиг.