Теплообменное устройство вращающейся печи

 

ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ, содержащее попарно прикрепленные основаниями к корпусу печи равновеликие прямоугольные лопасти , расположенные по спирали с направлением витка, противоположным направлению вращения печи, о т л ич ающе е ся тем, что, с целью снижения пылевыноса и интенсификации перемешивания и теплообмена, лопасти в каждой паре сочленены одна с другой под углом 110-170° и сочлененные лопасти размещены в каждой спирали в шахматном порядке внутренними поверхностями одна к другой с углом подъема спирали, равным углу наклона печи к горизонту, при зтом одна лопасть сочлененной пары расв положена по направлению вращения печи параллельно витку спирали и выполнена со сквозными отверстиями. Э :о ;о & о э

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

WUW

РЕСПУБЛИК..SU„„

3QD F 27 В 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЗФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3586529/29-33 (22) 29.04.83 (46) 23.06.84. Бюл. У 23 (72) Б.Н. Богомолов, В.П. Ткаченко, В ° A. Самойленко, Е.Н. Мухин, А.М. Шаркова, Н.И. Арефии, Д.В. Новиков и Г.П. Есиков (71) Государственный всесоюзный научно-исследовательский институт цементной промьппленности (53) 666.94.041(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 606076, кл. F 27 В 7/16, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР й" 614308, кл.. F 27 В 7/16, 1977 (прототип) ° (54)(57) ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО

ВРАЩАКМЦЕЙСЯ ПЕЧИ, содержащее попарно прикрепленные основаниями к корпусу печи равновеликие прямоугольные лопасти, расположенные по спирали с направлением витка, противоположным направлению вращения печи, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения пылевыноса и интенсификации перемешивания и теплообмена, лопасти в каждой паре сочленены одна с другой под углом 110-170 и сочлененные лопасти размещены в каждой спирали в шахматном порядке внутренними поверхностями одна к другой с углом подъема спирали, равным углу наклона печи к горизонту, при этом одна лопасть сочлененной пары расположена по направлению вращения печи параллельно витку спирали и выполнена со сквозными отверстиями.

1099201

Изобретеиие относится к промьппленности строительных материалов, преимущественно к обжигу цементного клинкера во вращающихся печах.

Известно теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее закрепленные на внутренней поверхности корпуса печи винтовые лопасти, уста новленные под углом 45-60О к образующей корпуса печи и направленные против вращения печи f1 3.

Недостатками устройства являются низкие теплообмен и долговечность и высокое пылеобразование.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее попарно прикрепленные основаниями к корпусу печи равновеликие прямоугольные лопасти, расположеннь е по спирали с направлением витка, ! противоположным направлению вращения печи, причем лопасти в одной спирали расположены параллельно друг другу и не смыкаются с лопастями со. седней спирали (2 ).

Недостатками известного устройства являются малоэффективный теплообмен и высокое пылеобразование. Малоэффективный теплообмен происходит из-за того, что при вращении печи на участке подъема с обжигаемым клинкером контактирует только верхняя поверхность лопасти. От нижней поверхности лопасти клинкер отсыпается. Это резко снижает поверхность контакта теплообменника, а значит и эффективность теплообмена. Высокое пылеобразование объясняется тем, что клинкер транспортируется лопастями вверх и начинает ссыпаться с лопастей с большой высоты.

Существенным недостатком является и то, что устройство создает высокое аэродинамическое сопротивление прохождению печных газов, приводящее к перераспределению газового потока в центральную область печи, что резко снижает конвективный теплообмен между печными газами и теплообменниками и обрабатываемым материалом. Для снижения аэродинамического сопротивления приходится уменьшить число теплообменников, что, в свою очередь, уменьшает поверхность теплообмена, а значит и его интенсивность, 5

Целью изобретения является снижение пылевыйоса и интенсификация перемешивания и теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что в теплообменном устройстве вращающейся печи, содержащем попарно прикрепленные QcHQBBHHHMH к корпусу печи равновеликие прямоугольные лопасти, расположенные по спирали с направлением витка, противоположным направлению вращения печи, лопасти в каждой паре сочленены одна с другой под углом 110-170 и сочлененные лопасти размещены в каждой спирали в шахматном порядке внутренними поверхностями одна к другой с углом подъема спирали, равным углу наклона печи к горизонту, при этом одна лопасть сочлененной пары расположена по направлению вращения печи параллельно витку спирали и выполнена со сквозными отверстиями.

На фиг. 1 показаны сочлененные лопасти теплообменного устройства; на фиг. 2 — часть развертки теплообменного устройства печи.

Сочлененные прямоугольные лопасти

1 и 2 расположены под углом 110170 одна к другой. Отверстия 3 предназначены для крепления теплообменника к корпусу печи. Наличие отрерстий 3 и расположение их у обоих оснований лопастей 1 и 2 позволяет испольэовать одну и ту же отливку в любом ряду теплообменного устройства за счет поворота теплообменника на

180 при его монтаже. На одной из лопастей 2 теплообменника выполнены сквозные отверстия 4.

А — виток спирали, в котором 5 первый ряд тейлообмейййков, 6 — второй ряд теплообменников, 2 — лопасти теплообменников, выполненные с отверстиями и расположенные по направлению вращения печи параллельно витку спирали, 1 — пересыпающие лопасти теплообменников, oL — угол наклона печи к горизонту и угол подьема спирали.

Теплообменное устройство работает следующим образом.

При вращении печи лопасти 2 теплообменников на входе и выходе из обжигаемого материала контактируют с ним всеми своими поверхностями. Это достигается тем, что угол подъема спирали, по которой расположены теплообменники, равен углу наклона

1099201 печи к горизонту, то есть в этом случае исключено явление отсыпания обжигаемого клинкера от какой-либо поверхности лопасти 2.

Полный контакт лопастей 2 с обжигаемым материалом значительно интенсифицирует процесс теплообмена.

При дальнейшем повороте печи обжигаемый материал попадает на лопасти 1 теплообменников, которые име-fQ ют значительный наклон к образующей корпуса печи. В результате этого обжигаемый материал захватывается этими лопастями 1 и транспортируется ими на определенную высоту. Одновременно происходит теплообмен между верхними поверхностями лопастей 1 и обжигаемым материалом. Затем клинкер начинает пересыпаться с лопасти 1 на лопасть 1 другого ряда 6 спирали. Это обеспечивает его интенсивное перемешивание, удлиняет путь прохождения материала по печи и создает условия конвективного теплообмена между топочными газами и обжигаемым материалом. Интенсивное перемешивание при обжиге клинкера, обладающего низкой теплопроводностью, резко увеличивает теплообмен.

При угле между лопастями 1 и 2 менее 110 интенсивность перемешивания о материалов снижается, а обжигаемый материал будет ими подниматься на очень большую высоту и при ссыпании с лопастей 1 с такой высоты будет

35 происходить интенсивное пылеобразбвание.

При угле между лопастями 1 и 2 более 170 пылеобразование будет минимальным, но эффект перемешивания, 40 а значит и теплообмена упадет.

Отверстия 4, выполненные в лопасти 2 теплообменников, уменьшают аэродинамические сопротивления теплообменного устройства. Это позво45 ляет большей части печных газов проходить в зоне теплообменников, а не по центральной части печи. Такое перераспределение газового потока благоприятно сказывается на увеличении конвективного теплообмена между газами и теплообменниками и обжигаемым материалом.

Кроме того, наличие отверстий 4 на лопастях 2 теплообменников позволяет теплообменному устройству резко снизить пылевынос, так как в этом случае теплообменное устройство выполняет роль фильтра. Пыпеосаждение происходит в момент прохода печных газов, насыщенных пылью, через отверстия 4 иэ-за резкого перепада сечений и многочисленных завихрений газового потока.

Теплообменное устройство может устанавливаться в зонах, занимаемых другими видами встроенных теплообменных устройств, в том числе и цепными. Благодаря простоте конструкции и надежности, а также рациональному расположению теплообменников между собой, создающему интенсивное перемешивание обжигаемого материала, предлагаемое теплообменное устройство целесообразно использовать в зоне декарбонизации при обжиге цементного клинкера.

Теплообменное устройство монтируется в печи по спирали с углом подьема ее с, равным углу наклона печи к горизонту. Виток спирали А составляется из двух рядов сочлененных лопастей 1 и 2. В этих рядах теплообменники размещены в шахматном порядке, внутренн;пки поверхностями друг к другу. Лопасть 2, имеющая сквозные отверстия 4, расположена по направлению вращения печи, параллельно витку спирали.

Изменяя угол между лопастями 1 и 2 в указанных пределах, можно добиться наиболее интенсивного перемешивания, а значит и теплообмена при минимальном пылеобразованни для определенного типа печей и видов обрабатываемых материалов.

1099201

Составитель Л. Петрова

Редактор Л. Лосева Техред Ж,Кастелевич Корректор Ю. Макаренко

Заказ 4359/34 Тирам 578 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уагоро), ул. Проектная, 4