Устройство для дополнительного питания вращающейся печи

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

Оп ИСАНИЕ изов итения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 945614 (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 19.09.80 (2! ) 2984522/29-33 с присоединением заявки РЙ (23)Приоритет

Опубликовано 23.07.82.Бюллетень Xi. 27

Дата опубликования описания 25.07.82 (51) М. Кл.

F 27 В 7/32 т1кударстееюай квинтет

СССР

IIo делен изобретений и открытии (53 ) УД К666. . 94.041 (088.8) 1

Н. Г. Срибнер, В. А. Екимов, О. 4.-,-.6танулноннс" " и С. С. Жальнерявнч с: (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-.исследователь алтоминиевой, магниевой и электро и Акмянское цементно-шиферное про объединение им. 50-летия СССР Акмянцементас (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПИТАНИЯ

ВРАШАЮШЕЙСЯ ПЕЧИ!

Изобретение относится к технике термообработки сыпучих материалов в врашаюшихся печах в промышленности стро-. ительных материалов.

Известно устройство для допслнитель5 ного питания вращающейся печи с горячего конца порошкообразным материалом, содержащее пылепровод, заглубленный в полость печи и расположенный отдельно от воздушного канала топливной форсунки Pj.

Недостатками устройства являются ненадежность конструкттии, низкая эффективность термообработки пыли в взвешенном состоянии. t5

Известно также устройство для сжигания топлива в вращающейся печи, включающее установленный в воздушном канале тотвтивосжнгаюшего устройства завихритель, выполненный из расположен- 2о ных под углом к оси лопаток (2) .

Недостаток устройства состоит в низкой эффективности теплообмена и неудов- летворительной стойкости футеровки печи, 2 ввиду отсутствия подачи в топливный факел порошкообразного материала, обеспечиваюшего снижение температуры горения и образования на футеровке зашитного слоя обмазки.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности является устройство для дополнительного питания врашакедейся печи с разгрузочного конца порошкообразным материалом, включаюшее воздушный канал с сопловым наконечником, установленные внутри его топливную форсунку и пылепровод, концевая часть которого выведена за пределы канала и снабжена кожухом с зазором, сообшакепимся с воздушным каналом 13) .

Недостатки устройства состоят в низкой эффективности термообработки порошкообразного материала в взвешенном состоянии, недостаточно интенсивном сжигании тятлива (обуславливаюшим химический недожег, сажеобразование, образование повышенного количества вредных окислов азота ЙО ), неопти3 94561 мальных условиях обраэовання на футе« рствке защитной обмаэки. В результате ограничивается повышение производительности печи, качества продукта, стойкоотн футеровки, снижение расхода топлива на обжиг.

Uem изобретения - повышение цроизводительности, качества продухам, стойкости футеровки, интенсификации термообработки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для дополнитеньного питания вращающейся печи с разгрузочного конца порошкообраэным материалом, Включающем ВОздушный канал с сОпловим наконечником, установленные внугри него топливную форсунку и пылепровод, концевая честь которого выведена за пределы канала и снабжена кожухом с зазором, сообщающимся с воздушным каналом, пылепровод смещен относительно соплового наконечника в сторону вращения печи на угол 60 — 1200 между линией, соединяющей их центры, и вертикальной осью печи, сопловой наконечник снабжен двухсту- g ненчатым завихрителем, первая по ходу потока ступень которого выполнена в Ви де лопаток, жестко установленных на втулке, закрепленной на корпусе форсунки с возможностью продольного перемацения, а вторая ступнь образована установленным в полости воздушного канала у выходного конца соплового наконечника КОЛЬцоМ И периферийными лопатками, размещении. ми в зазоре между кольцом и стенкой соплового наконечника, щж этом длина и диаметр кольца равны соответственно

0,05-0,3 и 0,6-0,9 диаметрам соплового наконечника, угол поворота периферий, ных лопаток равен О,З-P,8 yrna смеще

4Q ния пылепровода, угол поворота nceегоa первой ступени 0,3-1,5 угла поворота периферийных лопаток, расстояние от оси

coxmosoro наконечника до наружной кромки лОпаток перВОй ступени равно 1,0»»

l,3 радиусам ксаьца, а эквивалентный диаметр выходного конца пылепровода . составляет 0,2-0,7 диаметра соплОвого наконечника.

Причем в зазоре между кож) ком и пылепроводом смонтщ)ОВ&ны завихритель» ные лопатки под углом 0,2-1,0 угла смещения пыщепровода

Выходное сечение пылепровода выпол- . нено в виде эллипса, большая Ось которо-: го равна 1,1-2,0 длины меньшей оси и расположена под углом 60-120, а такO же пыленровод в выходной части выпот нен с скосом вниз на 10-60, о

4 роме того, для авода нрисадок н печь устройство снабжено размещенным в нижней части воздушного канала дополнительным пылепроводом с диаметром

O„l-0,3 диаметра соплового наконечника, концевой частью выведенной иэ воздушного канала.

На фиг, 1 представлено предлагаемое устройство, вид спереди; на фнг. 2 - разрез A-А на фиг. 1. иУстройство включает корпус печи 1, футерованный огнеупором 2, топливную форсунку 3, установленную в воздушном канале 4 с сопловым наконечником 5.

На топливную форсунку 3 свободно надета втулка 6 с жестко установленными под. углом к оси лопатками 7 первой стут ени, завихуитеия и штоком 8 для продольного перемещения. В выходном конце соплового наконечника 5 в его внутренней полости помещено кольцо 9, в зазоре между которым и .стенкой соплового накрнечника жестко смонтированы периферийные лопатки 10 второй ступени эавихрителя. В воздушном канаде 4 установлен пылепровод 11, выходной конец которого выведен из канала 4 и помещен в кожух

12 с зазорам 13, который сообщается с воздуищым каналом 4. В выходном конце пылепровода 11 выполнен книзу скос 14 и в зазоре 13 установлены эаВихрите|ьные лопатки 1 5. Дополнительно

В Воздушном канале 4 может быть уста- новлен второй пылепровод,16, выведенный из канала 4 и помещенный в кожух

17, При термообрабатке в печи располага.ется сегмент обжигаемого материала 18.

° Устройство работает следукапим образом»

Топщшо В печь 1 распьшивается для сжигания с помошью форсунки 3. НеобХОДИМЫй ДИИ ГОРЕКИИ .ДУТЬЕВОЙ ВОЗДУХ подается ИО ВОВЩииеому каналу 4, В КОтором распределяется иа несколько потоков. Основной поток воздуха поступает в соииовой наконечник 5 и приобретает вращательное движение в первой ступени заиикритеиьиих аопаток 7, откуда вхоР» Ф»»

ВКЦжтельиых лопаток 10, где происходит дополийтельиая турб;унизация периферийных слою пОтока. Закрученный поток воздуха иа выходе из coenoaoro наконечника 5 смешивается с потоком распыленного тишина, выбрасываемого из форсунки 3, и используется для горения. Часть потока воздуха иэ воздушного канала 4 поступает в зазор 13 между пылепроводом 11 н кожухом 12, вы94 упругого топливного факела и проносится

Вглубь пеш, что ведет к увеличению пылеуноса. При смешйпщ более чем на

120 пылевой поток оказывается слиш3 ком близко K сноюв и пьшь Выпадает В слой, не успевая пройти достаточно глубокой термообработки, чго снижает качесч во коиешого- продукта. Лучшие результа, ты ще смешении вы.

1а, При скосе выходного конца пыпепроВода менее 10 ие обеспемвается до статощо бпизко от сопла,выпадения пыли, что .ухудвает условия ее термообра ботки и гариисажеобраэовання у разгру-

1у эочкого ronna печи. При скосе бспее

60 прсисходит терч ическая деформация жркией выступающей част пылепровода, пью начинает слишком близко от раэтруэо ииао zonna выпадать в слой и не

gy ycueaaer пройм достаточной термообработми.

При величине большей осп эллнпсоидальиого сечении пьшепровода менее

1,1 даины меньшей оси не обеспечивает

2З ся достаточно широкой струи. пыли, что ухудшает ее термообработку. Прн длине большей оси бсжее 2 от длины меньшей осп пыль раскидывается слишком широким веером, чго ухудшает видимость в зе печи, npaacxogyn забивание пьшепровода.

Лучйие результаты прж величине этого

omcmenns 1,5.

При распопоюэннн большей осн эллипса пьцгепровода под углом менее 60 к

3% . р и. ой oo" те достигает футеровкн и сносится с нее газовым потоком,. чго увели швает вторичный Ineynoc и приводит к образова аиэ ксшьаеобразного нароста иээа .

4р Оплавиешия Мыми на футеровее Прн Вели» чине этого уюяа более 120О бопьшая часть пыли поступает на поверхность . слоя и сжосжтся с нее газом, что ухуд-

° шает видимость и увеличивает вторичный

43, ф пылеунос. Лу ацие результаты при угле .. Наличке двухступенчатого завнхрите ns в сизовам. наконечнике 5 воздушного канала обесие агвает увеличение угяа раскрытия факела горения, охватываякя им навык потоков из ылепроводов

11 п 16, заполнения факелом полости печи нод пииевыми потокамк, чго обеспечивает существенную интенсификацию термообрабогки пылевых настиц. Для регулирования условий термообработкн пе5 веденным нз Воздушного канала 4, н преобретает перед выходом в печь вращательное движение в. завнхрнтелы1ых лопатках 15, установленных в зазоре 13.

Остальной воздух нэ воздушного канала

4 может поступать в зазор. между вторым пьшепроводом 16 и его кожухом 17.

Обжигаемый материал 18 подают в загрузочный конец печи l, по мере продвижения к разгрузодкэлу концу. в слое . он нагреве„ется эа счет тепла от cropanns топлива, Уносимая отходяшими печными газами технологическая пыль улавливается в системе газоочистки и по пылепроводу 1 1 пневмотранспортом возвращается в загрузочный конец печи в топливный факел, В котором проходит термообработку В взвешенном сосгояиии перед выпадением в слой материмщ 18. По пылепроводу 16 s пе и могут вводиться дополнительные щжсадки к обжигаемому материалу, минерализаторы, плавни и т.д., например, при обжиге це ментного шлама — молотый известияк.Смешение пыпепровода 11 относяггельно соплового иаконеанка 5 иа угои 60«

120 между линией, соединяккцей пх центры, и вертикальной осию обеспечи. вает. защиту потоком пыли футеровки 3 печи 1 от прямого воздействия факепа, чго улучшает стойкость фугеровни. КроМе того, в этом случае обеспечивается вьшадения пыли в нижнкео часть слоя материала 18, она накрнваетси осыпаю»шнмся материалом слоя, чго исключает вторичный пылеунос. flpn этом пыль, приашая к поверхности футерсеки, обра. зует спой защитной обмаэки, препятствующей абразивному износу кирпича и воздействия на него факела горения. На- личие в выходном кснще пыпепровода 11 скоса вниз под угиом 10. 60 к вертикальной оси способствует более pansoмерному выпадению пипи из пылевого факела на футеровку по его дикие,. Вы-:: полнение выходного конца иаищовода

11 эдлипсоидапьного .исжеречкого cmenns с расположением. бопыпой оси под углом

60 - 120е к вергикапьиой оса нечи . обеспечивает большую:ппсащдь контакта .: пылевого потока с тсещивным факелом и. бсшьшую площадь фугеровки, перекрываемую выпадающей пылью.

Прн.смещении пыгипровода 11 от

-вертикальной оси менее, чем на 60 поток пьии недостаточно защиплет фуг еровку в ее наиболее высокотемпературной части от воздействия факепа. Кроме того, пылевой поток выпадает па Верхнюю часть

5614 6 ремвяают по длине завнхрнтельные лопаткн 7 первой ступени завнхрнтеля с помощью штока 8. При удалении лопаток

9456 от выходного куща соплового наконечника

5 факел удлиняется, интенсивность горения и угол раскрытия факела уменьшаются.

Во избежание выпадения сконцентрированных в периферийных слоях факела наиболее крупных частиц топлива в второй ступени завихрителя постоянно установленные йериферийные лопатки 10 обеспечивают турбулиэацию и интенси- 1О фикацию горения в периферийных слоях факела при любых положениях завихрнтеля первой ступени. При угле поворота периферийных - лопаток второй ступени менее 0,3 угла смешения пылепровода и угоц раскрытия факела не обеспечивает охвата факелом пылевого потока, что ухудшает степень термообработки.

При величине этого угла более 0,8 происходит черезмерное раскрытие факела, р ан соприкасается с футеровкой, возникают пульсации горения. Лучшие результаты прн угле поворота лопаток 0,5 угла смешения пь лепровода.

При угле поворота лопаток первой 25 ступени завихрителя менее 0,5 угла поворота лопаток второй ступени не обеспечивается достаточная степень закручивания потока и угол раскрьггия факела.

При угле более 1,5 турбулизирукццее зо действие периферийных лопаток второй ступени незначительно, и возрас.-тает аэродинамическое сопротивление завихрителя.

РУ --Щ 35 го отношения 0,6-;0,7.

При длине кольца 9 второй ступени завихрителя менее 0,05 и диаметре бс лее 0,9 диаметра соплового наконечника не обеспечивается эффективная турбулизация периферийных слоев. При nmme не более 0,3 и диаметре менее 0,6 ухудшается регулируемое гь угла раскрытия факела при перемещении лопаток первой ступени, так как значительная доля потока проходит через ксльцевое сечение периферийного завихрителя второй ступени.

Лучшие результаты при величине этих соотношений, соответственно 0,1 и 0,3.

При расстоянии от продольной оси соп-. лового наконечника до наружной кромки лопаток первой ступени завихрителя более 1,3 радиуса кольца 9 второи ступени завихрнтеля возрастает аэродинамическое сщтротивление, возникают пульсации го55 рения. При величине менее 1,0 чань потока в кольцевом сечении между первой и второй ступенью завихрителя оказывается незакрученным, что снижает

1 8 интенсивность горения. При диаметре пылепровода 11 менее 0,2 диаметра соплового наконечника 5, а пылепровода 16 .менее 0,1 диаметра соплового наконечника увеличивается аэродинамическое сопротивление пыл епровода, уменьша ется дальность полета пылевых частиц, что ведет к ухудшению их термообработки.

При соотношениях более 0,7 для пылепровода ll и более 0,3 для пылепровода 16 возрастает расход воздуха для обеспечения транспортирования пыля.

Наличие завихрительных лопаток 15 в зазоре 13 между пылепроводом 11 и кожухом 12 интенсифицирует смещение пылевого потока и топливного факела, чго способствует проникновению пылевых частиц в факел горения и улучшению их термообработки.

При угле поворота этих лопаток менее

0,2 угла смещения пылепровода от вертикальной оси не достигается достаточно интенсивное проникновение пыли в упругий топливный факел. При величине этого отношения более 1,0 возникают пульсации потока, черезмерно уменьшается рас- ход воздуха через зазор.

Указанные соотношения подтверждаются показателями работы вращающейся печи 5i185 м при обжиге цементной цяхты.

Использование изобретения позволяет увеличить производительность HB 3%, снизить расход топлива нз 2%, увеличить стойкость футеровки на 25%, улучшить качество клинкера.

Формула изобретения

1. Устройство дпя дополнительного питания вращающейся печи с разгрузочного конца порошкообразным материалом, включающее воздушный канал с сопловым наконечником, установленные внутри него топливную форсунку и пыленровод, концевая часть которого выведена за пределы канала и снабжена кожухом с зазором, сообщающимся с воздушным каналом, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышении производительности, качества продукта, стойкости футеровки, интенсификации термообработки, пылепровод смещен относительно соплового наконечника в сторону вращения печи на угол 60 — 120 между линией, соедннякицей их центры, и вертикальной осью печи, сопловой наконечник снабжен двухступенчатым завихрителем, первая по хо

С) 9456 ду потока ступень которого выполнена в виде лопаток, жестко установленных на втулке, эакрщленной на корпусе форсункн с возможностью продольного перемещения, а вторая ступень образована установленным в полости воздушного канала у выходного конца соплового наконечника кольцом и периферийными лопатками, размещенными в зазоре между кольцом и стенкой соплового наконечии- 16. ка, при этом длина и диаметр кольца равны соответственно 0,05-0,3 и 0,60,9 диаметрам соплового наконечника, угол поворота периферийных лопаток равен 0,3-0,8 à смещения пылепровода, gs

yron поворота лопаток первой ступени

0,3-1,5 угла поворота периферийных лопаток, расстояние от оси cormosoro наконечника до наружной кромки лсааток первой ступени равно 1,0-1,3 радиусам кольца, а эквивалентный диаметр выходного конца пылепровода равен 0,2-0,7 диаметра сонлового наконечника.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что B зазоре между кожу-2$ хом и пылепроводом смонтированы завихрительные лопатки под углом 0,2-1,0 ужа смещения пылепровода.

% I

14 10

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что выходное сечение пьшепровода выполнено в виде эллипса, большая ось которого равна 1,1-2,0 длины меньшей оси и расположена под углом 60-120 к вертнкалвной оси печи.

4. Устройство по пп. 1 - 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что пыпепровод в выходной части выполнен с скосом вниз под углом 10-60 .

5. Устройство по пп. 1 - 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено размещенным в нижней части воздушного канала дополнительным пылепровсдом с диаметром 0,1-0,3 диаметра соплового наконечника, концевой частью выведенной из воздушного канала.

Источники информапйи, принятые во внимание при экспертизе

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

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

3. Авторское свидетельство СССР

М 815442, кл. С 27 В 7132, 1979.

17

1Е

Соститепь Г. левитина

Редактор О. Юрковецкая Техред Т.Фанта Корректор Л. Бокшан

Заказ 5309/56 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но дедам изобретении и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4