Теплообменное устройство вращающейся печи

 

Использование: во вращающихся печах для тепловой обработки цементной сырьевой смеси. Сущность изобретения: теплообменное 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.

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>з F 27 В 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4919098/33 (22) 14.03.91 (46) 30.12,92. Бюл, N 48 (71) Государственный всесоюзный научноисследовательский институт цементной промышленности (72) П.А,Меркулов, Ю.А.Белый, Д.В.Новиков, В.Н,Цуканов, В,A.Ñàìolëåíêo и С.В.Янкелевич. (56) 1, Авторское свидетельство СССР

¹ 395688, кл, F 27 В 7/16, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 504064, кл, F 27 В 7/18, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 551484, кл, F 27 В 7/16, 1975. (54) ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО

ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ

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 (11и(2), Недостатком известных теплообменных устройств является низкая тепловая эффективность.

Наибблее 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

„,ЯЛ„„1784819 А1 (57) Использование: во вращающихся печах для тепловой обработки цементной сырьевой смеси. Сущность изобретения: теплообменное 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 кор- пусе печи, причем трапециевидные пластины установлены боковыми сторонами параллельно друг другу на меньшем основании пирамиды, а большие основания трапеций размещены в противоположных направлениях. 2 ил. которых закреплены пластины трапециевидной формы (3).

Ъ . Недостаток известного теплообменного устройства заключается в сложности кон- Со струкции, большой материалоемкости и р относительно больших геометрических размерах, Кроме этого, на участке теплообменного устройства необходима укладка специальной фасонной футеровки, Большие . О 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

1784819 большое сопротивление движению материала.

Теплообменное устройство в виде отдельных элементов известной конструкции приводит к необходимости проведения фу- 5 теровочных работ, между элементами, что значительно усложняет процесс футеровки и резко снижает срок ее службы: кроме этого, требуются специальные типоразмеры футеровочного кирпича. 10

Конструктивная форма элементов теплообменника достаточно сложна для изготовления, много сочленений элементов различной толщины, уклонов, переходов и т.д. 15

Все вышеперечисленные факторы в общей сложности снижают эксплуатационную эффективность, Цель изобретения — повышение эксплуатационной эффективности. 20

Поставленная цель достигается тем, что теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее закрепленные на внутренней поверхности корпуса полые элементы с переменным сечением на внешней 25 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 30 трапециевидные пластины установлены боковь мй сторонами параллельно друг другу на меньшем основании пирамиды, а большие основания трапеций размещены в противоположных направлениях. 35

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

Во внутренней полости вращающейся печи 1 размещены по окружности полые 40 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 45 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 50 боковых поверхностях пирамиды 8 размефены отверстия 9, Полые элементы на внутренней поверхности устанавливаются равномерно с зазорами между собой. 55

Геометрические размеры усеченной пирамиды выбираются из конструктивных соображений; размеров корпуса вращающейся печи, величины сегмента слоя материала и т.д. Высота пирамиды (от большегодо 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 рав- . на площади сегмента материала на участке установки теплообменного устройства и составляет 0,10-0,12 площадки корпуса печи в поперечном сечении, Это составляет 1012;ь заполнения печи материалом. При этих значениях площади пластин, материал не задерживается на участке установки теплообменника, Теплообменное устройство расположено во внутренней полости печи так, что образует 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.

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

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

При вращении корпуса вращающейся печи 1 полые элементы 2,выполняющие одновременно функцию футеровки и теплообменного устройства, погружаются в слой 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, дополнительно перемешивается в продольном направлении, разнонаправленность расположения большей 5 и меньшей 6 боковых сторон трапеции способствует дополнительному перемешиванию материала в поперечно л направлении движения материала по откосу.

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

Экономический эффект обеспечивается за счет сии>кения расхода топлива.

Исходнь е данные:

1784819

1. Производительность печи — 72,0 т/час

2, Коэффициент использования календарного времени — 0,85

3. Расход условного топлива: базовый вариант — 222 кг/т клинкера разрабатываемый вариант — 220 кг/т клинкера

4. Стоимость 1 т условного топлива — 17,2 руб.

Формула изобретения

Теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее закрепленные на внутренней поверхности корпуса полые элементы с переменным сечением с пластинами трапециевидной формы на внешней поверхности каждого из них, о т л и ч а ю5 щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной эффективности, каждый полый элемент выполнен в виде усеченной пирамиды и расположен большим основанием на корпусе печи, а трапециевидные

10 пластины установлены боковыми сторонами параллельно одна другой на меньшем основании пирамиды и большие основания трапеций размещены в противоположных направлениях.