Трубчатые вращающиеся печи

В трубчатых вращающихся печах осуществляют сушку и подогрев раз­личных рудных и нерудных материалов, прокаливание, обжиг. Различия в технологических процессах определили и существенное различие в конст­рукциях печей, и прежде всего в организации системы отопления.

Известны три принципиально различные схемы отопления таких аг­регатов: с помощью выносных или встроенных топок; торцевых горелок, установленных в загрузочной или разгрузочной головке печи; горелок, смон­тированных непосредственно на корпусе печи и вращающихся вместе с ней (рис. 1.5).

Выносные и встроенные топки применяют в основном для сушки из­вестняка, бентонита, руд и концентратов. Топки представляют собой футе­рованные камеры сгорания, различные по конструкции и размерам. Как правило, каждый агрегат оснащен индивидуальной топкой, но имеются топки, которые обеспечивают теплоносителем несколько агрегатов. Регу­лирование температуры теплоносителя осуществляют двумя способами: либо за счет установки специальных горелок, работающих с повышенными ко­эффициентами расхода воздуха, либо за счет подачи в топку, минуя горел­ку, воздуха или рециркулирующих продуктов сгорания.

Основные требования к горелкам — полное сгорание топлива, широ­кий диапазон регулирования, минимальные вредные выбросы и низкие скорости истечения продуктов сгорания при входе в печь. Последнее обсто­ятельство вызвано обеспечением минимального уноса пыли при обработке тонкодисперсного материала.

В некоторых технологиях при обработке сыпучего материала недопус­тим контакт его с продуктами сгорания топлива. В этом случае продукты сгорания от горелочных устройств направляются в специальные каналы, выполненные в огнеупорных блоках, из которых изготовлена футеровка печи. Если по условиям технологии температура обрабатываемого материа­ла не превышает 500—600 °С, то топки устанавливают на корпусе печи. В этом случае осуществляется наружный обогрев барабана и важным вопро­сом работы системы отопления и выбора горелок является исключение местного перегрева корпуса печи.

Вращающиеся трубчатые печи, применяемые в черной и цветной ме­таллургии, в основном аналогичны печам, применяемым в цементной и огнеупорной промышленности. Печь представляет собой футерованный цилиндрический корпус, установленный на поддерживающих роликах под углом к горизонту и вращающийся относительно продольной оси. С вход­ной стороны имеются питатели для загрузки обрабатываемых материалов и с выходной стороны — холодильник или промежуточный бункер для гото­вого продукта.

В зависимости от особенностей обжига и размеров печей применяют различные схемы подвода топлива. Для целей сушки и прокаливания кон­центрата, а также окислительного обжига окатышей используются относи­тельно короткие печи. Все топливо и воздух вводятся через торцевые горелочные устройства.

При восстановительном обжиге во вращающуюся печь загружают твер­дый восстановитель в смеси с шихтой или организуют вдувание восстано­вительных газов. Во всех случаях является существенным равномерное рас­пределение топлива по длине печи и дожигание горючих компонентов в уходящих газах над слоем материала. Поэтому в этих печах применяют рас­средоточенный ввод восстановителя, топлива и воздуха.

Широкое распространение получили печи с распределенным подво­дом газа по длине корпуса. Газ по центральному каналу вводится в одну из торцевых частей печи, проходит через кожух на поверхность и поступает в коллектор (рис. 1.5, в). От коллектора вдоль печи проложены трубы, по которым газ подводится в нужное место.

Торцевая подача газа на печь отличается высокой герметичностью, но не всегда является надежной, особенно для печей, у которых в месте ввода центрального газопровода необходимо иметь высокую температуру печных газов. Последнее обстоятельство приводит к отложению в газопроводе сажи или прогару его стенок.

Существуют различные схемы использования газа, поданного на вра­щающийся корпус печи. Газ может подаваться рассредоточенно по длине печи вместе с воздухом через периферийные горелки. В этом случае сжига­ние топлива производится в надслоевом пространстве печи. Известны вра­щающиеся печи, в которых углеводородный газ подается непосредственно в слой восстанавливаемого материала, где происходит разложение газа, взаимодействие продуктов разложения с материалом слоя и последующее дожигание. Предложены различные схемы компоновки продувочных фурм. Фурмы можно размещать в шахматном порядке с переменным шагом, уве­личивающимся в сторону разгрузки в зависимости от степени заполнения печи. Для повышения стойкости футеровки требуются специальные панели

и форсуночные блоки. В слой газ может подаваться не только в чистом виде, но и в смеси с воздухом при полном или частичном предварительном перемешивании.

Наряду с общими требованиями к горелкам вращающихся печей та­кого класса предъявляется ряд специфических. Прежде всего, горелки дол­жны обеспечивать состав и температуру газовой среды в объеме печи, не­обходимые по условию протекания процесса в слое.

При торцевом отоплении печей горелки в основном должны обеспе­чивать максимально возможную длину факела. При этом факел в отдельных случаях не должен касаться футеровки печи и обрабатываемого материала для исключения его спекания.

В том случае, если горелки расположены на вращающемся корпусе и формируют факел внутри рабочего объема печи, требования к горелкам могут быть различные в зависимости от места их установки и режима рабо­ты. Например, если в печь для металлизации загружаются неподогретые окатыши и уголь, то на начальном участке печи необходимо осуществить интенсивный нагрев шихты до температур, при которых начинается вос­становление. Факел горелок, работающих на этом участке печи, может ка­саться футеровки и материалов без опасности появления спеков. По мере подогрева шихты до температур около 1000 °С появляется возможность об­разования спеков. В этих участках факел должен располагаться ближе к оси печи и иметь равномерное поле температур.

Горелочные устройства должны позволять регулировать характеристи­ки факела: длину, форму, положение в печи и тому подобное.

Для торцевого отопления печей нашли применение горелки типа ГДГ, ГРД, ВРГ, ГВП, используемые в печах для производства цемента. Это однопроводные горелки с подводом газа при различной интенсивности его за­крутки. Воздух для горения поступает в печь через охладитель и неплотности торцевой головки, и при работе горелки он практически не регулируется.

Для расширения возможности регулирования факела применяют двух­проводные горелки, в которых предусмотрено изменение степени смеше­ния топлива и воздуха.

Дата добавления: 2014-01-05