Слоевой теплообменник

 

СЛОЕВОЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий беспровальный конвейер, надслоевую камеру с уплотнением между ними, загрузочное и разгрузочное устройства, отличающ и и с я тем, что, с целью упрощении конструкции, повышения теплотехнической эффективности и эксплуатационной надежности, он снабжен наклонными газоподводящими соплами, шарнирно закрепленными на газоподводящих трубах, установленных перпендикулярно направлению движенияматериала .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (я)4 Р 27 В 7/38

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ HOMHTET СССР

ТЕ И OTHPb ТИЙ (21) 3476375/29-33 (22) 28. 07. 82 (46) 30,08.85 ° Бюл. У 32 (72) В.Н.Лямин (7!) Всесоюзный научно-исследовательский институт цементного машиностроения (53) 666.94.041(088.8) (56) Ходоров Е.И. Печи цементной промышленности, Л.: Стройиздат, 1968, с.122-135.

Нечаев Е.В., Лубнин А.Ф. Механические топки. Л.: Энергия, 1968.

„„SU„„ I 376359 A (54) (57) СЛОЕВОЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий беспровальный конвейер, надслоевую камеру с уплотнением между ними, загрузочное и разгрузочное устройства, о т л.и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения теплотехнической эффективности и эксплуатационной надежности, он снабжен наклонными газоподводящими соплами, шарнирно закрепленными на газоподводящих трубах, установленных перпендикулярно направлению движения материала.

1176159

Изобретение относится к технике охлаждения различных обожженных сыпучих материалов, а также сушки и нагрева кусковых материалов в промьппленности строительных материалов, в других отраслях промышленности, а также в качестве механической топки при сжигании в слое кусковых видов топлива — угля, торфа, горючих сланцев и др.

В цементной.и других отраслях промышленности для охлаждения. цементного клинкера и других обожженных .сыпучих материалов широко применяютсн слоевые охладители — колосниковые переталкивающего типа с конвейерной решеткой, инерционные или вибрационные (! 1.

Во всех известных слоевыхохладителях осуществляется перекрестный теплообмен при просасывании охлаждающего воздуха через воздухопронииаемую колосниковую решетку и слой охлаждаемого материала, перемещаемого тем или иным способом по колосниконой решетке.

Подобным же образом осуществляется теплообмен в слоевых сушилках.

В механических топках просасываемый через колосниковую решетку и слой кускового топлива воздух необходим для поддержания горения топлива в слое 2 1.

Однако известные слоевые теплообменники сложны по конструкции, характеризуются повышенной металлоемкостью и низкой эксплуатационной надежностью.

Так во всех слоевых охладителях обожженных материалов до сих пор остается актуальной проблема уменьшения просыпи мелких кусков охлаждаемого материала через щели в колосниковой решетке вниз в подколосниковое пространство. Большое количество просыпи, неизбежное при значительном содержании в материале мелких частиц, приводит к перегреву колосников и других деталей колосниковой решетки, транспортеров уборки просыпи и их преждевременному выходу из строя. Для удаления просыпи иэ подколосникового пространства устанавливают дополнительный механизм— транспортер уборки просыпи. Поскольку за счет просыпи значительная част1 материала исключается из нормального процесса охлаждения в слое, 5 10 !

35! то теплотехническая эффективность охладнтелей значительно снижается.

Колосники всех известных слоевых охладителей цементного клинкера и других обожженных материалов, механических топок сложны по конструкции, для их изготовления требуется большое количество дефицитных жаропрочных материалов, срок их службы иэ- за перегревов, абразивного износа и механических повреждений недостаточен.

Тяжелые условия работы, главным образом из-за большой просыпи и связанного с этим перегрева колосников, несущих подколосниковых конструкций и других деталей приводит к необходимости завышать их габариты и сечения, металлоемкость механизмов получается завышенной. Известные охладители с конвейер.ной колосниковой решеткой не получили широкого распространения не только иэ-за сложности и многодельности конструкции, но также и.потому, что в этом случае не удается обеспечить активное перемешивание слоя охлаждаемого материала.

Наиболее эффективные в теплотехническом отношении слоевые сушилки с механическим перемешиванием кусковых материалов не получили широкого применения, так как трудно обеспечить необходимую надежность колосниковой решетки при просасывании через нее горячих газов. Поэтому наиболее распространены в настоящее время менее эффективные барабанные сушилки.

Цель изобретения — упрощение конструкции, повышение теплотехнической эффективности и эксплуатационной надежности.

Поставленная цель достигается тем, что теплообменник слоевой, содержащий беспровальный конвейер, надслоевую камеру с уплотнением между ними, загрузочное и разгрузочное устройства, снабжен наклонными газоподводящими соплами, шарнирно закрепленными на газоподводящих трубах, установленных перпендикулярно направлению движения маР териала.

На фиг, 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг.1; на фиг,З вЂ” разрез Б-Б на фИГ ° 1 ° в следующем.

Из обжиговой печи 1 обожженный

35 материал поступает .в загрузочную шахту 2 теплообменника-охладителя ца устройство острого дутья, в которое охлаждающий воздух подается по стрелке 17. Затем материал ссылается на беспровальный конвейер 9, имеющий приводную 10 и натяжную 16 станции, ходовую часть 14. Конструк-. цией привода конвейера должно обеспечиватьсн регулирование скорости

45 движения материала в широких пределах. Вместе с конвейерам слой материала перемещается к разгрузочной части охладителя па направлению

13. Охлаждающий воздух подается в 50 слой материала через полые сопла 5, шарнирно соединенные с. воэдухоподводящими поперечными трубами 3. Сопла установлены наклонно, что позволяет обеспечить необходимое эаглубление их в слой за счЕт вертикальной составляющей их веса. Мундштуки со-. пел, т.е. их нижние части, входящие з ))76

Предлагаемое устройство содержит обжиговую печь 1, снабженную топливной форсункой и разгрузочной головкой, расположенной над эагрузочHdH шахтой 2 слоевого теплообменника, 5

Воздухоподвоцящие трубы 3 расположены поперек надслоевой камеры 4, а воздухоподводящие сопла 5 шарнирно закреплены на поперечных трубах.

Имеется трубопровод для подвода охлаждающей воды — стрелка 6, отвод для избыточного воздуха по стрелке

7 и подвод для охлаждающего воздуха по стрелке 8. Материал ссыпается на рабочее полотно беспровального кон- 15 вейера 9., имеющего приводную станцию )О, в разгрузочном устройстве смонтирована молотковая дробилка 1) для измельчения наиболее крупных кусков материала. 20

Для удаления охлажденного материала предусмотрен конвейер 12. Вмес те с конвеиером слой материала перемещается к разгрузочной части охладителя ло направлению 13. Конвейер 25. оснащен ходовой частью )4. Охладитель опирается на фундамент через стойки 15. Имеется натяжная станция

16 конвейера, стрелка )7 — подвод охлаждающего воздуха в устройство - gp

"острого" дутья.

Принцип действия предлагаемого слоевого теплообменника заключается

)59 непосредственно в слой, имеют в плане клинообразную, удобную для прохождения через слой форму. Шарнирная подвеска сопел 5 к воэдухоподводящим поперечным трубам 3 дает воэможность соплам отклоняться вперед по ходу движения s случае попадания под них крупных кусков материала. По ворот сопел в обратном направлении (против направления движения материала ) ограничен с таким расчетом, .чтобы между соплами и рабочей поверхностью конвейера сохранялся гарантированный зазор "а". При прохоядении слоя материала через "гребенку" сопел он "перепахивается" ими, слой перемешивается и усрецняется. Нагретый воздух по выходе из слоя материала поступает в обжиговую печь, где используется для поддержания горения технологического топлива..

Избытки воздуха удаляются из охлацителя через патрубок па стрелке 7.

Стены и свод нэдслоевой камеры 4 отфутеровэны изнутри огнеупорным кирпичом. Для повышения степени охлаждения материала в один из рядов сопел может подаваться вода по стрелке 6. Нэ фундамент ахладитель опирается посредством стоек 15. Между подвижными элементами конвейера.и неподвижными стенками охлацителя устэнавливается уплотнение.

В загрузочном устройстве смонтирована молотковэя дробилка 11 для измельчения наиболее крупных кусков материала. Для удаления охлажденного материала предусмотрен конвейер 12.

Сечение сопел и их общее количество, интервал их расстановки назначаются таким образом, чтобы скорость воздуха на входе в слой находилась в допустимых пределах, э расположение активных очагов теплообмена соответствовало теплатехнически наиболее эффективному принципу прерывистого, импульсного охлаждения.

В случае применения теплообменника для сушки или подогрева кусковых материалов через поперечные трубы и сопла в слой необходимо подавать нагретый газ.

При использовании устройства в качестве механической топки по трубам и соплам в слой кускового топлив» должен подаваться воздух.

1176159

Охладитель

СМЦ-46

Показатели

120

120

0,88

0,88

8760

8760

440

320

295,0

195,0

Предлагаемый слоевой теплообменник обладает рядом преимуществ перед известными конструкциями: отпадает надобность оснащать конвейер колосниками со щелями для прохода воздуха или газа, рабочая поверхность конвейера выполняется беспровальной, сплошной воздухонепроницаемой; появляется реальная воэ-. можность покрыть ее надежным теплоизолирующим слоем, а все элементы конвейера выполнить без применения дефицитных жаропрочных материалов, конструкция конвейера резко упроща- 15 ется; отсутствие просыпи мелких кусков материала позволит осуществлять теплообмен полностью в слое, теплотехническая эффективность за счет этого существенно повысится, отпада- 2{) ет надобность в транспортерах уборки просыпи, кроме упрощения конструкции и снижения металлоемкости за счет этого уменьшается строительная высота оборудования, при нспользо- 25 вании устройства в качестве охлади- теля или механической топки поперечные трубы и сопла можно покрыть снаружи теплоизолирующим споем; при использовании устройства в качестве щб сушилки теплоиэоляцию следует наносить на внутреннюю поверхность труб и сопел. Тогда в обоих случаях трубы и сопла можно будет выполнять иэ обычной углеродистой стали, и толь- 35 ко мундштуки сопел., заглубленные непосредственно в слой материала, необходимо изготавливать из жаропрочных материалов.

Кроме того, эа счет рациональной компоновки, расстановки сопел и, сле" довательно, активных очагов теплоПроизводительность, т)ч

КИ календарного времени

Годовой фонд календарного времени, ч

Масса оборудования, т

Себестоимость изготовления, тыс.руб. обмена возможно в максимальной степени обеспечить соответствие принципу прерывистого, импулвсного охлаждения, что также позволит повысить .теплотехническую эффективность конструкции; в случае надобности конвейер может быть установлен наклонно с подъемом в сторону разгрузки, что позволит существенно уменьшить строительную высоту установки; применение конвейера с регулировкой

l в широких пределах скорости движения позволит при применении систем автоматизации уверенно назначать высоту насыпного слоя материала в зависимости .от его rpанулометрическоro состава и других режимных параметров; выполнение воэдухоподводящих труб поперечными обеспечивает их наименьшую длину, а следовательно, повышенную прочность и жесткость; шарнирная подвеска сопел к трубам обеспечивает свободный пропуск по конвейеру крупных кусков материала; наклонная установка сопел позволяет заглублять их в слой на необходимую величину под действием их собственного веса без каких-либо дополнительных принудительных устройств, Ориентировочный экономический эффект от внедрения предлагаемого слоевого теплообменника определяют путем сопоставления его с охладителем клинкера и глиноземного спека СМЦ-46.

Параметры нового теплообменника определены путем предварительных проработок и расчетов °

Исходные данные для подсчета на одно иэделие приведены в таблице.

Предлагаемый слоевой теплообменник

1176159

Продолжение таблицы

О, 032

О, 028

8,3

12,2

25,0

25,0

0,0165

0,0165

b-0

aug u

Редактор В.Ковтун

Заказ 5331/40 Тираж 570 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Теплотехническая эффективность " возврат тепла в печь с нагретым воздухом, т условного топлива на т продукции

Удельный расход электроэнергии, хВт ч/т Стоимость l т условного топлива, руб, Стоимость I кВт-ч. электроэнергии, руб.

Составитель О.Смирнова

Техред С.Мигунова Корректор Е. Рошко