Способ регулирования толщины обмазки на футеровке в зоне спекания вращающейся печи

 

G n H С А Н И Е ()883631

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) За и влено 24. О 3. 80 (21) 2 898891/33 (51)М. Кл.

F 27 В 7/22 с присоелинением заявки №

3Ъеударстекиный комитет (23) Приоритет00 дЕлаи изобретений и открытий (53) УДК 666 9-622(088.8) Э

Опубликовано 23.11.81, Бюллетень № <3

Дата опубликования описания 23.11.81 (72) Авторы изобретения

В.И.Классен, П.В.Беседин, А.Н.Классен и А.П.Панченко

Белгородский технологический институт стройтельных-.— материалов им, И. А. Гришманова (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЦИНЫ ОБНАЗКИ

HA ФУТЕРОВКЕ В ЗОНЕ СПЕКАНИЯ ВРАЩАКИЦЕЙСЯ

ПЕЧИ

Изобретение относится к способу образования и регулирования обмазки на поверхности футеровки в высокотемпературной зоне вращающихся печей для обжига цементного клинкера.

Стойкость футеровки во вращающихся печах для обжига клинкера зависит от многих факторов, основными из которых являются химический состав сырьевого шлама, вид применяемого топлива и огнеупора, степень стабилизации тепто лотехнического и технологического режимов работы печи и условия для образования устойчивости обмазки.

Известен способ образования обмазки, регулирования ее толщины и повы15 шения стойкости футеровки путем охлаждения футеровки потоком воздуха, . подаваемого в образованные в ней каналы под давлением не более 0,5 атме} .

Однако образование каналов в футеровке приводит к снижению ее механической прочности и последующему разрушению.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ регулирования толщины обмазки на футеровке в зоне спекания вращающейся печи для обжига цементного клинкера, включающий нагрев слоя материала пламенем горелки 12).

В этом способе горелку перемещают возвратно-поступательно параллельно оси печи в направлении от центра к нижней границе раздела слоя материала и футеровки.

Недост ат ком и з вест ного способа я вляется то, что приближение форсунки и факела к обжигаемому материалу затрудняет сжигание газа, так как на обжигаемом .материале возникают условия для появления местной восстановительной среды, а это приводит к образованию закиси железа в клинкере и снижению качества цемента.

Этот способ также не учитывает технологические и теплотехническое условия обжига клинкера. Кроме того, он

883631

35"

45 не позволяет непрерывно в автоматическом режиме поддерживать необходимую и про чную т олщину обмаз ки на заданном участке печи, Цель изобретения - повышение качества регулирования.

Эта цель достигается тем, что в способе регулирования толщины обмазки на футеровке в зоне спекания вращающейся печи для обжига цементного клин- 10 кера включающем нагрев слоя материала пламенем горелки, дополнительно измеряют расстояние от форсунки горелки до точки воспламенения топлива, температуру корпуса печи в зоне спекания, температуру печи s конце зоны спекания, содержание кислорода в отходящих газах и разрежение в пылеосадительной камере и изменяют скорость вылета топливной смеси и содержание избыточного воздуха в зоне горения, причем изменение скЬрости вылета топливной смеси осуществляют в зависимости от отклонения от заданного значения измеренного расстояния от форсунки до точ- 25 ки воспламенения и от отклонения от заданного значения температуры корпуса печи в зоне спекания, а изменение содержания избыточного воздуха в зоне горелки осуществляют в зависимости от отклонения от заданного значения температуры печи в конце зоны спекания с коррекцией ее по содержанию кислорода в отходящих газах и разрежение в пылеосадительной камере.

На фиг. 1 показано влияние точки воспламенения топлива на форму факела и обмазку печи, где I - нерациональный факел, И вЂ” рациональный факел, и 1 — расстояние от форсунки до

40 точки воспламенения, 1 -, длина факела, Т - точка воспламенения; на фиг.2- влияние точки воспламенения топлива на температуру корпуса печи, на фиг.3схема автоматического регулирования толщины и протяженност и обмаз ки на заданном участке высокотемпературной зоны печи.

Способ проиллюстрирован на примере сжигания пылеугольного топлива, однако он применим и для любого другого вида

50 топлива .

Способ осуществляется следующим образом.

Скорость горения топлива зависит от интенсивности смещения его с воздухом, а длина факела уменьшается с увеличением количества первичного воздуха. Максимальная длина факела достигается при скорости вылета пылеу гол ь ной смеси около 40 м/с . Ha высокопроизводительных печах (4х170 м, 5х185 м) скорость вылета топливной смеси достигает до 70-90 м/с.

Для удлинения факела и создания менее теплонапряженного факела, а следовательно, и повышения стойкости футеровки и обмазки, необходимо скорость вылета поддерживать в пределах

40 - 65 м/с.

Поэтому первый контур осуществляет автоматическое регулирования скорости вылета топливно-воздушной смеси. Управляемым сигналом в этом контуре является сигнал, полученный от радиа. ионного пирометра, контролирующего расстояние от обреза форсунки до точки воспламенения топлива. Причем точка воспламенения не должна смещаться дальше расстояния E = 0,4 0, где D - диаметр печи. В противном случае образуется короткий и напряженный факел, а обмазка формируется на коротком участке печи (фиг. 1, I) . При таком факеле в наиболее теплонапряженной его час-,.и обмазка переходит в расплав и слизывается поступающим в эту зону материалом. Затем происходит расплав и прогар футеровки и, как следствие этого, печь выходит из строя.

Приближение точки воспламенения факела ближе расстояния = 0,1 D недопустимо, так как в данном случае может деформироваться и даже обгореть форсунка от нагрева из-за близкого расположения горящего факела. Воспламенение факела в пределах между E,è создает наилучшие условия образования обмазки вследствие формирования удлиненного и менее теплонапряженного факела, который позволяет получить ус-. тойчивую обмазку на требуемом участке печи (фиг. 1, П) .

Второй контур осуществляет автоматическое регулирование содержания избыточного воздуха в зоне горения. Управляющим сигналом в этом контуре является устанавливаемое задание температуры контура печи в конце зоны образования обмазки, которое корректируется сигналом, характеризующим содержание кислорода 0 в отходящих газах (определяется коэффициент избытка воздуха) и сигналом, определяющим разрежение в пылеосадительной камере.

Работа этого контура заключается в следующем.

8836

Длину факела, а следовательно, и протяженность образования обмазки в высокотемпературной зоне печи, можно изменять количеством избыточного воздуха, подводимого в зону горения топлива. При обжиге клинкера во вращающихся печах объем избыточного воздуха регулируется запечными дымососами.

Причем, чем больше дымососы создают разрежение за обрезом холодной печи (при неизменных теплообменных устройствах), тем больше воздуха просасывается в печь и тем выше коэффици ент и збыт ка, воздуха - oL в зоне горения. При увеличении коэффициента избытка воздуха возрастает скорость газового потока, а факел смещается в сторону холодного конца печи. Это приводит к образованию удаленного, -короткого напряженного факела и, как следствие, быстрому прожогу футероки в удельной части зоны спекания от горячего обреза печи.

Таким образом, высокая скорость вылета из форсунки топливно-воздушной смеси (свыше 70-90 м/с) и высокий коэффициент избытка воздуха (до

1,25) приводит к образованию удаленного, короткого факела с высоким теплонапряжением на сечение печи.

Для удлинения факела, снижения его теплового напряжения и образования обмазки по всей длине зоны спекания, а следовательно, для повышения стойкости футеровки печи, необходимо поддерживать коэффициент избытка воздуха

35 в пределах 1,03-1,1, а скорость вылета топли вно- воздушной смеси в пределах

40-65 м/с.

На фиг. 2 показано распределение

4О температур корпуса печи, соответствующее каждому из описанных режимов горения топлива.

Некоторые колебания питания печи шламом, и зменение его физи ко-хи ми ческого состава, колебания температуры

1 воспламенения топлива, изменения температуры вторичного воздуха, который также влияет н .точку воспламенения топлива, требует непрерывной корректировки места воспламенения топлива.

Регулирование толщины обмазки и протяженности ее на заданном участке высокотемпературной зоны печи происходит по схеме, показанной на фиг.3, в следующей последовател .ности. Тсглсвоздушная смесь из форсунки подается в зону горения с установленной скоростью вылета, которая определяет (при

31 ь всех прочих установившихся параметрах) место воспламенения факела. На головке печи установлены радиационные п«рометры 1-3, контролирующие место воспламенения, которые включены в электрическую цепь автоматического регулирования скорости вылета углевоздушной смеси с помощью шибера, установленного на воздухопроводе после вентилятора высокого давления.

От радиационного пирометра 2 электрический сигнал, характеризующий расстояние от обреза форсунки до точки воспламенения топлива, подается на устройство 4 сравнения, где сравнивается с заданием 5 положения точки воспламенения факела и далее поступает на устройство 6 сравнения, где полученный сигнал сравнивается с граничными значениями регулирующего сигна- ла от пирометров 1 и 3. Затем через блок 7 формирования этот сигнал подается на устройство 8 сравнения.

От датчиков 9 - 11 температуры корпуса печи, характеризующих толщину обмазки, сигналы подаются на устройства 12-14 сравнения, где сравниваюто ся с заданием 15-17 толщины обмазки.

Далее через устройство 18 сравнения и блок 19 формирования полученный корректирующий сигнал подается на устройство 8 сравнения, где сравнивается с сигналом управления от блока 7 формирования и сигналом от задатчика 20 граничного положения шибера вентилятора высокого давления. В результате

1 сравнения результирующий сигнал подается на регулятор 21 и затем на исполнительный механизм 22 шибера вентилятора 23 высокого давления. Исполнительный механизм изменяет положение шибера 23 вентилятора высокого давления, который, в свою очередь, изменяет скорость вылета углевоздушной смеси и, тем самым, меняет расстояние от форсунки до точки воспламенения факела.

В контуре автоматического регулирования конца" зоны обмазки управляющий сигнал из датчика 24 температуры корпуса печи подается на устройство 25 сравнения, где сравнивается с сигналом от задатчика 26 толщины обмазки. через блок 27 формирования сигнал поступает на устройство 28 сравнения, гд ъ корректируется сигналами, приходящими от устройства 29 сравнения и задат ика

30 граничного положения шибера 31 ль— мососа. Корректирующий сигнал еыо. 6з883631!

15

25

35 тывается в результате сравнения сиг. нала, определяющего содержание кислорода 0 в отходящих газах (характеризующего полноту горения топлива и содержание избыточного воздуха в зоне горения), приходящего от газоанализатора 32 через устройство -33 сравнения и блок 34 формирования и сигнала, определяющего разрежение датчиком

35 в пылеосадительной камере, подаваемого через устройство 36 сравнения.

Граничные значения разрежения в пылеосадительной камере и содержания С в отходящих газах корректируются задатчиками 37 и 38.

Результирующий сигнал после сравнения управляющего и корректирующего сигнала подается на регулятор 39 и .далее на исполнительный механизм 40 положения шибера 31 и дымососа.

По достижении минимальной суммы этих сигналов обе системы первого и второго контуров приходят в режим автоматической стабилизации толщины и протяженности обмазки 41 на требуемом участке печи 42.

Таким образом, применение предлагаемого способа дает возможность увеличить стойкость футеровки вращающихся печей в зоне спекания в 2-3 раза в зависимости от вида применяемого топлива и получить экономию на одной печи около 1 0-200 тыс.руб.

Формула изобретения

Способ регулирования толщины обмаз ки на футеровке в зоне спекания вращающейся печи для обжига цементного хлинкера, включающий нагрев слоя материала пламенем горелки, о т л и чающийся тем,что,сцелью повышения качест ва ре гулиро вани я,дополнительно измеряют расстояние от форсунки горелки до точки воспламенения топлива, температуру корпуса печи в зоне спекания, температуру в печи в конце эоны спекания, содержание кислорода в отходящих газах и разрежение в пылеосадителъной камере и изменяют скорость вылета топливной серы и содержание избыточного воздуха

s зоне горения, причем изменение скорости вылета топливной смеси осуществляют в зависимости от отклонения от заданного значения измеренного расстояния от форсунки до точки воспламенения и от отклонения от заданного зна-, чения температуры корпуса печи в зоне спекания, а изменение содержания избыточного воздуха в зоне горения осуществляют в зависимости от отклонения от заданного значения температуры печи в конце зоны спекания с коррекцией ее по содержанию кислорода в отходящих газах и разрежение в пылеосадительной камере.

ИстоЧники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 2817 3, кл. F 27 В 7/22, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

N 342034, кл. F 27 В 7/22, 1970.