Устройство для дополнительного питания вращающейся печи Советский патент 1982 года по МПК F27B7/32 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПИТАНИЯ

1

Изобретение относится к технике тер- мообряботки сыпучих материалов в вращающихся печах в промьшшенности Стро- ительных материалов.

Известно устройство для допотштельного питания вращающейся печи с горячего конца порошкообразным материалом, содержащее пылепровод, заглубленный в полость печи и расположенный отдельно от воздушного канала топливной форсунки Ci Недостатками устройства являются ненадежность конструкции, низкая эффективность термообработки пыли в взвешенном состоянии.

Известно также устройство для сжигания топлива в вращающейся печи, включающее установленный в воздушном канале топливосжигаюшего устройства завихритель, вьшолненный из расположенных под углом к оси лопаток 2 .

Недостаток устройства состоит в низкой эффект1гоности теплообмена и неудовлетвор1те11ьной стойкости футеровки печи, ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ

ввиду отсутствия подачи в топливный факел порошкообразного материала, обеопечивающего снижение температуры горения и образования на футеровке защитного слоя обмазки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для дополнительного хштания вращающейся печи с разгрузочного конца порощкообразным материалом, включаю10щее воздушный канал с сопловым наконечником, установленные внутри его топливную форсунку и пьтепровод, концевая часть которого вьгоедена за пределы канала и снабжена кожухом с зазором,

15 сообщающимся с воздушным каналом С .

Недостатки устройства состоят в низкой эффекттгености термообработки порошкообразного материала в взвешенном состоянии, недостаточно интенсивном

20 сжигании топлива (обуславливающим химический недожег, сажеобразование, обр азование повышенного количества вредных окислов азота МОу), неопти- мальиАгх условиях образования на футеровке задаггной обмазки, В резупьтагге ограничивается ловышение производительности печи, качества продукта, стойкооти футеровки, снижение расхода топлива на обжиг. Цель изобретеняя - повышение прояэводительности, качества продумка, стойкосги футеровки, янтенсяфикадии термообработки. Поставленная пель достигается тем, что в устройстве тя допопннтеяьногх) литання вращаюшейся печи с разгрузочно го конпа порошкообразным материалом, вютючаюшем воздушный канал с согоювым накоречннком, установленные внутри него топшгоную форсунку и пылепровод, конце- вая часть которого выведена за пределы канала и снабжена кожухом с зазором, сообпшгашимся с воайуигаым каналом, пылепровод смешен относительно ссшлового наконечника в сторону врашеняя печи на угол 60 - 120 между линией, соединяю щей их центры, и вертикальной осью яе чи, сопловой наконечник снабжен двухступенчатым завихрит еием, первая по ходу потока ступень которого выполнена в лопаток, жестко установленных на втулке, закреплетвйой иа корпусе форсунки с возможностью продольного n&p&a&iiessa в вторая ступнь образована установленны в полости воздуганого канала у выходного конца соплового наконечника копьпом и периферийными лопатками, раэлещешп ми в зазоре между копьпом я стенкой соплсйвого наконечника, щж эгсм дпс0на И диаметр кольца равны соответсггаенио 0,О5-О,3 и 0,6-О,9 диамет1жм соплового наконечника, угол поворота перяферий. ных лохшток равен О,3-(),8 угяа смеаце- ння пьшепровода, угол лопаток первой ступени 0,3-1,5 угла поворота периферийных лопаток, расстояние от оси соплового наконечника до наружной зкрсмки лопаток и вой ступени равно 1,01,3 радиусам кольца, а эквивалентный диаметр выходного кошш пылепровода составляет 0,2-О,7 диаметра сопяЬэ&ого наконечника. Причем в зазоре между кожухом и пылепрааодом смошгировавы aesKscfSPfeatf ные лсипатки под углом 0,2-1,0 угла смеще1шя пылеировода. Выходное сеч«ше пылепровода вылоганено в виде элгашса, большая ось которо го равна 1,1-2,0 длины меньшей оси и р/аспрложена под углом , а также ш те1фовод в выходной часгги выпсп- с скосом вниз на 10-60 Кроме того, для ввода присадок в ечь устройство снабжено pa3MemeHHbnvi нижней части воздушного канала дополительным пьтепроводом с диаметром ,1-0,3 диаметра соплового наконечника, онцевой частью вьюеденной из воздушого канала. На фэяг. 1 представлено предлагаемое стройство, Ш1Д спереди на фиг. 2 раэез А-А на фазг. 1. й Хстройство включает корпус печи 1, утерованный огнеупором 2, тошшвную орсунку 3, установленную в воздушном канале 4 с сопловым наконечником 5. а топшгонуто форсунку 3 свободно надета втутпса-б с Жестко установленными под углом к оси лопатками 7 первой ступеян эавих|жт©ля я штоком 8 доя продольного перемещения. В выходном конце соплового наконечника 5 в его внутренней полости п ж4ещено кольцо 9, в эйэаре которым и .стенкой соплового накр 1 нечника жестко смонтированы пертферийные лопатки 10 второй ступени завихрителя. В воздушном канаде 4 установпеи даетепровод 11, выходной ксшеаг которого выведен из канала 4 и помещен в кожрс 12 с закром 13, который сообщается с воздушным каналом 4. В выходном конце пылепровода 11 выполнен книзу скос 14 и в зазоре 13 установлены за- шхрстелыше лопатки 15. Дополнительно в воэяугшом канале 4 может быть устаиоззпен второй пылепровод .16, выведенвый из каваяа 4 и п ь ещенный в кожух 17. При т алообработке в печи располагается сеплевЕГ обжигага юго материала 18. Устройство работает следующим обраэом. Тотшгво в печь 1 распыливается для сжигания с помощью 4ю|)суики 3. Необходамый для rqpeH i дутьевой воздух гют&гся по воО|Дупшому каналу 4, в коivpo раопредеяяефся ва несколько пото ков. Основной лоток воздуха поступает в сошсоЁОЙ ввк(жечиик 5 и приобретает раюатеярьяое двлаж агсе в первой ступени швшрвггшг аБш: вопаток 7, откуда входит в BTcjjyio ступетиь йвр1йферийных аа 0фшеш зых лшаток 1О, где происходЕгг донониЕсгеяьиая турбуявзапия периф щйиых С31О9В потока. ЗакручзЕШый поток воздуха ва выходе из соплового накоиечЕСПка 5 смешивается с потоком распьшеннсях) тсшшва, выбрасьшаемого из форсуимя 3, и используется для горешш. Часть потока воздуха из воздушного канала 4 поступает в зазор 13 между пылепроводом 11 и кожухом 12, выведенным из воздушного канала 4, и преобретает перед выходом в печь вращательное движение в завихритепыГых попатках 15, установленных в зазоре 13 Остальной воздух нз воздушнсго канала 4 может поступать в зазор между вторы пылепроводом 16 и его 17. Обжигаемьхй- материал 18 подают в загрузоч;1ый конец печи 1, по мере продвижения к разгруаочяс /1у концу в слое он HarpeBs jBTCfl за счет тепла от сягораяия топгшва. Уносимая отходяишмн печными газами технологическая пыль улавливается в системе газоочистки и по пылепроводу 11 пневмотраяспортом возвращается в загрузочный конец печв в топливный факел, в котором проходит термообработку в взвешенном состоявян перед выпадением в слой матфаапа 18.

j По пьтепроводу 16 в печь могут вводшъся дополнительные присадки к Обзкягаемому материалу, минерализат х, ппавнзя и т.д., например, при обжхгё ц&«. ментного шлама - молотый вгеестняк.

Смещение пылепровода 11 схгкосзгг€ль но соплового наконечника 5 на утоп €0- 120 между лшшей, соедвнякицей нх центры, и вертикальной оско обеспечивает запоггу потоком пыли футерсвки 3 печи 1 от прямого воздействия ф|эк€91а, что улучшает стойкость футеровки. Кроме того, в эгсм случае обеспечавеется вьотадекия пыли в шжикяо часть слоя материала 18, она накрывается осыпаюП1ИМСЯ материалом споя, что исключает вторичный пылеунос. П{ш этом пыль, прилипая к поверхности фр;гт хя к0, абра. зует слой защитной обмазки, препятствующей абразивнсяиЕу износу квртича и воздействия на него факела . Наличие в выходном Конце пыпепровода 11 скоса вниз под углем 10. - 6О к вертикальной оси способствует бояеё равно мерному въшапеюхю jttaai из пылевого факела на футеровку по х дпвве. Вы . полнение вьосодного Bbin ipoBona 11 эллипсоиЬ0льного яопеаречвого сечеяия с расположениетл. большой оса хюд угясял 60 - 12О к вёртияапьной Ьси пегчи обеспечивает богоЁлцую тшоошяь коиггакта пылевого потока с топши ашл факеДом и большую площадь фytqэoвкИi перекрывавмую выпадающей пьшью.

При смещении пылепрОвОда 11 от вертикальной оси менее, чем на 60 поток пыли недостаточно защищает футеровку в ее наиболее высокотемпературной части от воздействия факела. Кроме того пылевой поток вьшадает на верхнюю част

упругого топливного факела и пронрсится вглубь печи, что ведет к увеличению пьшеуноса. При смешении, более чем на 120 пылевой поток оказывается слишкам близко к слою, и пьшь выпадает в слой, не ушевая пройти достаточно глуг бокой термбобр отки, гго снижает качево коаечвогощюдукта. Лучшие результаты ярв смешеиЕИ 90.

Прев скосе вшюдвого конца пылепроводд мшее 1О ие обеспечивается досягаточво or ссяош,выпадения пылв, что тхУДОает условия ее. тсрмообработяк гарннсажесбраасжания у разгруэо шо)го ксвцв печв. скосе более 60 происходат те1хияческая деформация в ягаей выступающей чаата пылепровода, ПЫЛЬ вачЕвает слишксм близко от ра 1уузоч1кяО конца выпадать в слой и не успеаваег цройД достаточной термообработкя.

Пря величине большей ocai эллвпсоядгцтыюго сечевия пылепровода менее 1,1 лпвиы меньшей оси не обеспечивается достаточио широкой струи пыли, что зпеудяает ее т)мообработку. Пря длине большей оси более 2 от длины меньшей ося пыль раскидывается асш1К Ж1 широ- КЕМ веером, чгго ухудщает видимость в печ1 прсвсхсонт забЕХвание пылепровода. Лучшие результаты пре величине этого отношения 1,5.

При. раслопоэкеншг большей оси эллипса пыпе1 хяюда под углом менее 60 к вергпакальиой оси пыль на большой высо те достшч ет футеровки и сносится с нее газовым потоком, что увеличивает вторичный 1шлеуиос и приводит к образсшаник кольцеобразного нароста из-за . оплавления пьши на футеровке. При веяичнне этого угла более 120° большая часть пыпв поступает на поверхность слоя и овосягся с нее тазом, что ухудшает вюшмосП) и увеличивает вторичный пылеуноо. Лучшие результаты при угле 90..

Напячяе двухступенчатого завихрит ля в ссжшсеом иаковечнике 5 воздушного вавала обеспечивает увеличение угла раскрытяя факела горения, охзатываяЕЯ ИМ тлпевых потоков из пылепроводов 11 и 16, заполнения факелом полости печи под ш-шевыми потоками, что обеопечивает сухаественную интенси{}якашпо термообработки пылевых настиц. Для регупирования условий термообработки перемешают по длине зазанхритепьные лопатки 7 ступени завихрителя с помощью штока 8. При удалении лопаток

от выходного конца соплового наконечник 5 факел удпиняется, интенсивность гор& ния и угол раскрытая факела уменьшаются.

Ekj избежание вьшадения скондентри- рованных в периферийных слоях факела наиболее крупных частиц тошшва в вто рой ступени завихрителя постоянно установленные Периферийные лопатки 1О обеспечивают турбулизашпо и И1ггенси фякашпо горения в периферийных слоях факела при любых положениях эавихрителя первой ступени. При угле поворота периферийных лопаток второй ступени менее О,3 угла смешения пьшепровода угод раскрытия факела не обеспечивает охвата факелом пылевого потока, гго ухудшает степень термообработки.

При величине этого угла более 0,8 происходит чрезмерное раскрытие факела он соприкасается с футеровкой, возникают пульсамии горения. Лучшие результат при угле поворота лснтаток 0,5 угла смешения пьЕпепровода.

При угле поворота лопаток первой сггупени завихрителя менее 0,5 угла поворота лопаток второй ступени не обео печивается достаточная степень закручЕ ванкя потока и yrcsn раскрытия факеяа. При угле бсшее 1,5 турбулизирукнцее действие периферийных лопаток второй ступени незначительно, и возрастает аэродинамическое сопротивление заЕИхрйтеля.

Лучшие результаты при величине этого отношения 0,6fO,7.

При длине кольда 9 второй ступени завихритепя менее О,05 и диаметре более 0,9 диаметра соплового наконечника не обеспечивается эффе теюная турбупи зация периферийных слоев. При дшше не более 0,3 и диаметре менее 0,6 ухуд- шается регулируемость угяа раскрытия факела при перемещении лопаток первой сггупени, так как знаштельная доля потока проходит через кольцевое сечение периферийного завихрнтеля второй ступени.

Лучшие результаты при величине этих соотношений, соответственно ОД и 0,3.

При рассто5шни от продольной оси с6п нового наконечника до наружной кромки лопаток первой ступени завихрителя более 1,3 радиуса кольца 9 второй ступен завихрителя возрастает аэродинамическое сопротивление, возникают пульсации горения. При величине менее 1,0 часть потока в кольцевом сечении между первой и второй ступенью завзахрителя ока зывается незакручегшым, что снижает

юетенснвность гореиия. При пьшепровода 11 менее 0,2 диаметра соплового наконечника 5, а пьшепровода 16 .кданес 0,1 диаметра соплового наконечкика увеличивается аэродинамическое сопротивление пьшепровода, уменьшается дальность полета пьшевых частиц, что ведет к ухудше ппо их термообработки. При соотношениях более 0,7 дня пылепровода 11 и более 0,3 для пьшепровода 16 возрастает расход воздуха для обеспечения транспортирования пыли.

Наличие завнхрительных лопаток 15 в зазоре 13 между пылепроводом 11 и

кожухом 12 интенсифицирует смещение пьшевого потока и тошшвногч) факела, тго способствует проникновению пылевых частиц в факел горения и улучшению юс термообработки.

..При угле поворота этих лопаток менее 0,2 угла смещения пьшепровода от верппсальной OC3I не достигается достаточно интенсивное проникновение пыли в упругий

топливный факел. При величине этого отношения более 1,0 возникают пульсашги потока, фезмерно уменьшается расход воздуха через зазор.

Указаджые соотношения подтверждаются показателями работы вращающейся печи 5x185 м при обжиге цементной шихты.

Использование изобретения позволяет увегшчить производительность на 3%, снизить расход тошгава на 2%, увеличить стойкость футеровки на 25%, улучшить качество клинкера.

Формула изобретения

1. Устройство дпя дополнительного питашга вращакнцейся печи с разгрузочногчэ конца порсйикообразным материалом, включающее воздушный канал с сопловым наконечником, установленные внутри него товотивную форсунку и пьшепровод, концевая часть которого выведена за пределыканала к снабжена кожухом с зазором, сообшающимся с воздушнаом каналом, отличающееся тем, что, с целью повыше шя производит епьност:и, качества продукта, стойкости футеровки, интенсификации термообработки, пылепро- вод смещен относительно соплового наконечника в сторону вращения печи на угол 60 - 120 между линией, соединяющей их центры, и вертикальной осью печи, сопловой наконечник снабжен двухступенчатым завихрителем, первая по ;х:о

ду потока ступень которого вьтопнена в виде лопаток, жестко установленных на втулке, закрашенной на корпусе форсунки с возможностью продольного перемещашя, а вторая ступень образована

установленным в полости воздушного канала у выходного конца соплового наконечннка кольцом и пергаферекйньп ш лопатками, размешенными в зазоре между кольцом и стенкой соплового наконечника, при этом дшша и двамеор кольца равны соответственно 0,,3 и О,60,9 Диаметрам соплового наконечавка, угол поворота периферийных лопаток равен 0,3-0,8 у1яа смешения пыяепровода угол поворота лопаток первой ступош 0,3-1,5 угла поворота периферийных лопаток, расстояние от оси ссяшовсяю наконечника до наружной кромки ловпаток первой ступени равно 1,6-1,3 радиусам кольца, а эквивалентный диаметр выходного конца пылепровода равен 0,2-0,7 диаметра соплового наконечника.

2. Устройство по п. 1, о т л Е ч а юш е е с я тем, что в зазоре между кожу ком и пылепроводом смонтированы завихритальные лопатки:под углом 0,2-1,0 угла смещения пылепровода.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т л и чаюшееся тем, что выходное сечение пылепровода вьшопнено в виде эллипса, большая ось которого равна 1,1-2,0 длины меньшей оси и расположена под углом 60-120 к вергикалБной оси печи.

4.Устройство по шт. 1-3, отличаюшееся тем, что пылепровод в выходкой части вьшолнен с скосом вниз под Ю-бО.

5.Устройство по пп. 1-4, отличаюшёеся тем, что оно снабжено размешенным в нижней части воздушного канала допоннительным пылепровсдом с диаметром 0,1-0,3 диаметра соплового наконечника, концевой частью выведенной из воздушного канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Справочник по проектированию цементных заводов. Под. ред. С. И. Данюшевского. Л., Стройнздат, 1969, с. 46.

2.Ходоров Е. И. Печи цементной 1фсж1ышлеяности. Л., Госстройиэдат, 1969, с. 352-363.

3.Авторское свидетельство СССР

№ 815442, кл. F 27 В 7/32, 1979.

3

11

Фиг.1 / Ю 7 6 II / I / n Щ 1$ n /J Фиг1