Слоевой теплообменник

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 51)4 Р 27 В 7/38 4) (57) держащии б надслоевую между ними зочное ус щ и й с я щения конс гру лич с целью ро- пло шино хническои вности и эксплути, он снабжен атационнонаклонными и ными на газоподшарнирно закрепл водящих трубах,дикулярно направтериала. хан ч СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ С 3476375/29-3328. 07. 8230,08.85Бюл. В 32В.Н.ЛяминВсесоюзный научно-исследкий институт цементногония666.94,041(088.8)Ходоров Е.И. Печи цементшленности, Л.: Стройиздас.122-135,чаев Е.В., Лубнин А.ф. Ме топки. Л.: Энергия, 19(46) (72) (7) тель стро (53) (56) промь 1968 803 76159 А ОЕВОЙ ТЕПЛООБМЕННИК, соспровальный конвейер,камеру с уплотнением загрузочное иройства, о ттем, что,рукции, повышенэффектинадежнос азоподводищими сопл установленных перцелению движения ма455055 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 топкипри сжигании вслое кусковых видов топлива - угля, торфа, горючих слан" цев 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 11 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 топливав слое 21.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 актуальнойпроблема 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 част 1 материала исключается из нормального процесса охлаждения в слое,5 го 5 20 25 30 35 То теплотехническая эффективностьохладнтелей значительно снижается.Колосники всех известных слоевыхохладителей цементного клинкера идругих обожженных материалов, механических топок сложны по конструкции,для их изготовления требуется большое количество дефицитных жаропрочных материалов, срок их службы иэ-за перегревов, абразивного износаи механических повреждений недостаточен.Тяжелые условия работы, главнымобразом из-за большой просыпи и связанного с этим перегрева колосников,несущих подколосниковых конструкций и других деталей приводит кнеобходимости завышать их габаритыи сечения, металлоемкость механизмов получается завышенной.Известные охладители с конвейер.ной колосниковой решеткой не получили широкого распространения не только иэ-за сложности и многодельностиконструкции, но также и.потому, чтов этом случае не удается обеспечитьактивное перемешивание слоя охлаждэемого материала,Наиболее эффективные в теплотехническом отношении слоевые сушилкис механическим перемешиванием кусковых материалов не получили широкогоприменения, так как трудно обеспецить необходимую надежность колосниковой решетки при просасывании через нее горячих газов, Поэтому наиболее распространены в настоящее время менее эффективные барабанныесушилки.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 маРтериала.На фиг, 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг.1; на фиг,З - разрез Б-Б на фиге 1в следующем. Из обжиговой печи 1 обожженный 35 материал поступает в загрузочнуюшахту 2 теплообменника-охладителяца устройство острого дутья, в которое охлаждающий воздух подаетснпо стрелке 17. Затем материал ссыпается на беспровальный конвейер 9,имеющий приводную 10 и натяжную 16станции, ходовую часть 14. Конструк-,цией привода конвейера должно обеспечиватьсн регулирование скорости 40 45 движения материала в широких пределах. Вместе с конвейером слой материала перемещается к разгрузочной части охладителя по направлению13. Охлаждающий воздух подается в 50слой материала через полые сопла 5,еарнирно соединенные с воэдухоподводящими поперечными трубами 3. Сопла установлены наклонцо, что позволяет обеспечить необходимое эаглубление их в слой за счЕт вертикальнойсоставляющей их веса. Мундштуки со-.пел, т.е. их нижние части, входящие 3 1 76Предлагаемое устройство содержит обжиговую печь 1, снабженную топливной форсункой и разгрузочной головкой, расположенной над эагрузочнбй шахтой 2 слоевого теплообменника, 5 Воздухоподводящие трубы 3 расположены поперек надслоевой камеры 4, а воздухоподводящие сопла 5 шарнирно закреплены на поперечных трубах. Имеется трубопровод для подвода ох- О лаждающей 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 вейера 9., имеющего приводную станцию 10, в . разгрузочном устройстве смонтирована молотковая дробилка 11 для измельчения наиболее крупных кусков материала. 20Для удаления охлажденного материала предусмотрен конвейер 2. Вмес те с конвеиером слой материала перемещается к разгрузочной части охладителя по направлению 13. Конвейер 25. оснащен ходовой частью 4. Охлади- тель опирается на фундамент через стойки 15. Имеется натяжная станция 16 конвейера, стрелка 17 - подвод охлаждающего воздуха в устройство З 0 "острого" дутья.Принцип действия предлагаемого слоевого теплообменника заключается 159непосредственно 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 впередпо ходу движения в случае попаданияпод них крупных кусков материала. По сворот сопел в обратном направлении1,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 1 перепахивается" ими, слойперемешивается и усрецняется. Нагретый воздух по выходе из слоя материала поступает в обжиговую печь,где используется для поддержаниягорения технологического топлива.Избытки воздуха удаляются из охлацителя через патрубок по стрелке 7.Стены и свод нэдслоевой камеры 4отфутеровэны изнутри огнеупорнымкирпичом, Для повышения степени охлаждения материала в один из рядовсопел может подаваться вода по стрелке 6. Нэ фундамент охладитель опирается посредством стоек 15. Междуподвижными элементами конвейера.инеподвижными стенками охладителяустэнавливается уплотнение,В загрузочном устройстве смонтирована молотковэя дробилка 1 дляизмельчения 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, эрасположение активных очагов теплообмена соответствовало теплотехнически 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.1176159ОхладительСМЦПоказатели 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". 1 О можность покрыть ее надежным тепло- изолирующим слоем, а все элементы конвейера выполнить без применения дефицитных жаропрочных материалов, конструкция конвейера резко упроща ется; отсутствие просыпи мелких кусков материала позволит осуществлять теплообмен полностью в слое, теплотехническая эффективность за счет этого существенно повысится; отпада ет надобность в транспортерах уборки просыпи, кроме упрощения конструкции и снижения металлоемкости за счет этого уменьшается строительная высота оборудования; при нспользо вании устройства в качестве охлади- теля или механической топки поперечные трубы и сопла можно покрыть снаружи теплоизолирующим споем; при использовании устройства в качестве ЗО 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 только мундштуки сопел., заглубленные непосредственно в слой материала, необходимо изготавливать из жаропрочных материалов.Крома 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 изготовлениятыс.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 в широких пределах скорости движения позворит при применении систем автоматизации уверенно назначать высоту насыпного слоя материала в зависимости от его гранулометрического 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.Параметры нового теплообменника определены путем предварительных проработок и расчетовИсходные данные для подсчета на одно иэделие приведены в таблице. Предлагаемый слоевойтеплообменник1116159 Продолжение таблицы 0,032 О,О 28 8,3 12,2 25,0 25,0 0,0165 0,0165 вид Д Фиг. Г Составитель О. Смирноваовтун Техред С.Мигунова Корректор Е, Рошко кто о 4 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная Теплотехническая эффективность "воэврат тепла в печь с нагретымвоздухом,т условного топлива на тпродукции Удельный расход электроэнергии,кВтч/т Стоимость 1 т условного топлива,руб,Стоимость 1 кВт ч. электроэнергии, руб. аказ 5331/40 Тираж ВНИИПИ Государственно по делам иэобретени 113035, Москва, Ж, 0 Подпискомитета СССРи открытийаушская наб., д