Устройство для дополнительного питания вращающейся печи

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 945614(22) Заявлено 10,09,80 (2 ) 2984522/29-33с присоединением заявки РЙ(51) М. Кл, Г 27 В 7/32 веудврстееиеЯ квинтет СССР ав делен изобретений и втерытиЯ(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательлюминиевой, магниевой и электрои Акмянское цементно-шиферное прообъединение им, 50-летия СССР "Акмянцеме) Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬН ВРАШАЮШЕЙСЯ ПЕЧИ АН Изобретение относится к технике термообработки сыпучих материалов в вращающихся печах в промышленности строительных материалов.Известно устройство дпя допопнитель 5 ного питания вращающейся печи с горячего конца порошкообразным материалом, содержащее пылепровод, заглубленный в попость печи и расположенный отдельно от воздушного канала топливной форсу 1- ки 1 .Недостатками устройства являются ненадежность конструкции, низкая эффективность термообработки пыли в взвешенном состоянии. 15Известно также устройство дпя сжигания топпива в вращающейся печи, включающее установленный в воздушном канале тотптивосжигаюшего устройства завихритель, выполненный из расположен ных под углом к оси лопаток 2 .Недостаток устройства состоит в низкой эффективности теплообмена и неудов- летворительной стойкости футеровки печи,ввиду отсутствия подачи в топливныйфакел порошкообразного материала, обеспечивающего снижение температуры горения и образования на футеровке зашит.ного слоя обмазки,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство дпя дополнительного питания вращающейся печи с разгрузочного концапорошкообразным материалом, включающее воздушный канал с сопловым наконечником, установленные внутри его топливную форсунку и пьшепровод, концеваячасть 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 взвешенномсостоянии, недостаточно интенсивномсжигании татпива (обуславпивающимхимический недожег, сажеобразование,образование повышенного количествавредных окислов азота Й 0 ), неопти94 упругого топливного факела и проноситсявглубь пе а, что ведет к увеличениюпылеуноса. При смещепщ более чем на120 пылевой поток оказывается слиш ком близко и слою и пыль Вьшадает Вслой, не успевая пройти достаточно глубокой термообработки, чго снижает качество жае шого продукта. Лучшие результа, ты ще смещении 90 о.1 а. При скосе зыходиого конца пылепроводамеиее 10 э ие обеспефввается до статомо бпизко от сопла,вьшадения пыли, чго .ухудаает условия ее. термообра бова в гарнисажеобразования у разгру-1 у зофщого ковда печи. При скосе бспее60 ф прсасходит термическая деформациязеркией выступающей част пылепровода,пьаь начинает слишком близко от разтруэоамао ковпа выпадать в слой и не ур успевает пройм достаточиой термообработки.При вепичине большей скж эллнпсоидальвого сечении пьщепровода менее1,1 длииы меныцей оси не обеспечнваеь З ся достаточно широкой струи. пыли, чтоухудшает ее термообработку. Прн длинебольшей оси бавее 2 от длины меньшейоса пыль раащдывается слишком широким веером, чго ухудшает видимость в зр печа прсвсходит забивание пылепровода.Ду аае результаты прж величине этогоотношевщ 1,5.При расположении болыпей оси эллипса пьципрсеодв под углом менее 60 кв ртмфаф иой оси пыль на боны ой Высо-.те достигает футеровкн и сносится с неегазовым потоком, его увели цвает вторичный иылеуиос и приводнт к образова юео ксаьиеобразиого нароста иэ за, 4 р ОилавиеОВЯ 33 ыли на фУтеровее Прн Величине этого узза более 120 О большаячасть пыли поступает на поверхность, слоя и сиосатся с нее газом, чтоухуд-шает видимость и увеличивает вторичный 43, фпылеунос. Ду вие результаты при углеНаличие двухступенчатого эавнхрите ля в с(маовам. наконечнике 5 воздушногоканала обесиемвает увеличение угяараскрытия факела горения, охватыванняим льщевык потоков из нылепроводов11 и 16, заполнения факелом полостипечи под шщевыми потоками, чго обеспечивает существенную интенсификациютермообрабогки пылевых настин. Для регулирования условий термообработкн пе 5веденным нэ воздушного канала 4, ипреобретает перед выходом в печь вращательное движение в. завихрителыыхлопатках 15, установленных в зазоре 13.Остальной воздух нз воздушного канала4 может поступать в зазор. между вторымпьшепроводом 16 и его кожухом 17.Обжигаемый материал 18 подают в загрузочный конец печи 1, по мере прсьдвижения к разгрузомкелу конпу. в слое .он нагревается за счет тепла от сгораюя топлива, Уносимая отходяшими печными газами технологическая пыль улавливается в системе газоочистки и попылепроводу 11 пневмотранспортом возвращается в загрузочный конец печи втопливный факел, В котором проходиттермообработку В взвешенном сосгояиииперед выпадением в слой материща 18.По пьшепроводу 16 в пе ь могут вводиться дополнительные щжсадки к обжигаемому материалу, мииерализаторы,плавна и т,д., например, при обжиге цементного шлама - молотый известняк.Смешение пылепровода 11 относзггельно соплового иаконещика 5 иа угол 60120 между линией, соединякацей йкцентры, и вертикальной осмо обеспечи. вает. запиту потоком пыли футеровки 3печи 1. от прямого воздействии факела,чго улучшает стойкость фугеровни. Кроме того, в этом случае обеспечиваетсявьшадения пыли в нижнкео часть слояматериала 18, она накрнваетси осыпаяъщимся материалом слоя, чго исключаетвторичный пылеунос. При этом пыль,прцащая к поверхности футерсеки, обра. зует спой защитной обмазки, препятствующей абразивному износу кирпича ивоздействия на него факела горения. На-личие в выходном конце пылепровода 11скоса вниз под утиом 10, - 60 к вертикальной оси способствует более равномерному Выпадению пипи из пылевого ф факела на футеровку по его ааие,. Вьь-полнение выходного конца 3 ащепровода11 эллипсоидального .исаеречиого сечедщс расположениембопыпой оси под углом60 - 120 р к вергикальиой оса лечи . обеспечивает большую виащдь коатакта .: пылевого потока с тсеравным факелом ибсшьшую площадь фугеровиЮ, перекрываемую выпадающей пылью.Прн.смещении пылмровода 11 от .вертикальной оси менее, чем на 60 поток пыли недостаточно запапцает фугеровку в ее наиболее высокотемпературной части от воздействия факела, Кроме того, пылевой поток выпадает на верхнюю часть 5614 6 ремацают по длине завихрнтельные лопатки 7 первой ступени завнхрителя спомощью штока 8. При удалении лопатокот выходного конца 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 интенся О фикацию горения в периферийных слоях факела при любых положениях завихрителя первой ступени. При угле поворота периферийных лопаток второй ступени менее 0,3 угла смешения пылепровода и угкц раскрьгтия факела не обеспечивает охвата факелом пылевого потока, что ухудшает степень термообработки.При величине этого угла более 0,8 происходит чрезмерное раскрытие факела, щ ан соприкасается с футеровкой, возникают пульсации горения, Лучшие результаты при угле поворота лопаток 0,5 угла смешения пьтепровода.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 турбулизирующее зо действие периферийныхлопаток второй ступени незначительно, и возрастает аэродинамическое сопротивление завихрителя.Р УпР З 5 го отношения 0,6-;0,7.При длине кольца 9 второй ступени завихрителя менее 0,05 и диаметре более 0,9 диаметра соплового наконечника не обеспечивается эффективная турбул- зация периферийных слоев. При длине не более 0,3 и диаметре менее 0,6 ухудшается регулируемосгь угла раскрытия факела при перемещении лопаток первой ступени, так как значительная доля потока проходит через кольцевое сечение периферийного завихрителя второй ступени.Лучшие результаты при величине этих соотношений, соответственно 0,1 и 0,3При расстоянии от продсаьной оси соп-. лового наконечника до наружной кромки лопаток первой ступени завихрителя более 1,3 радиуса кольца 9 второи ступени завихрителя возрастает аэродинамическое сопротивление, возникают пульсации го 55 рения, При величине менее 1,0 чань потока в кольцевом сечении между первой и второй ступенью завихрителя оказывается незакрученным, что снижает 8интенсивность горения. При диаметрепьщепровода 11 менее 0,2 диаметра соплового наконечника 5, а пылепровода 16.менее 0,1 диаметра соплового наконечника увеличивается аэродинамическоесопротивление пыл епровода, уменьша етсядальность полета пылевых частиц, чтоведет к ухудшению их термообработки.При соотношениях более 0,7 дня пылепровода 11 и более 0,3 для пылепровода 16 возрастает расход воздуха дляобеспечения транспортирования пыли,Наличие завихрительных лопаток 15в зазоре 13 между пылепроводом 11 икожухом 12 интенсифицирует смещениепылевого потока и топливного факела,что способствует проникновению пылевыхчастиц в факел горения и улучшению ихтермообработки.При угле поворота этих лопаток менее0,2 угла смешения пылепровода от вертгпсальной оси не достигается достаточноинтенсивное проникновение пыли в упругийтопливный факел. При величине этогоотношения более 1,0 возникают пульсации потока, чрезмерно уменьшается рас-ход воздуха через зазор.Указанные соотношения подтверждаются показателями работы вращающейсяпечи 5185 м при обжиге цементнойцяхты,Использование изобретения позволяетувеличить производительность на 3%1 сни зить расход топлива нз 2%, увеличитьсгойкость футеровки на 25%, улучшитькачество клинкера.Формула изобретения1, 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 пределыканала 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 повышения 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 хоС) 0456ду потока ступень которого выполненав виде лопаток, жестко установленныхна втулке, закрщленной на корпусе форсунки с возможностью продольного перемещения, а вторая ступень образованаустановленным в полости воздушногоканала у выходного конца соплового наконечника кольцом и периферийными лопатками, размещенными в зазоре междукопьцом и стенкой соплового наконечии- вка, при этом дпина и диаметр кольцаравны соответственно 0,05-0,3 и 0,60,9 диаметрам соплового наконечника,угол поворота периферийных лопаток равен 0,3-0,8 угла смещения пылепровода, 1 зугсп поворота лопаток первой ступени0,3-1,5 угла поворота периферийных лопаток, расстояние от оси соплового наконечника до наружной кромки лсоатокпервой ступени равно 1,0-1,3 радиусам . 20кольца, а эквивалентный диаметр выходного конца пылепровода равен 0,2-0,7диаметра сонлового наконечника,2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в зазоре между кои- гьхом и пылепроводом смонтированы завихрительные лопаткипод углом 0,2-1,0ужа смещения пылепровода.% 14 103. 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 ОД-О,З диаметра соплового наконечника, концевой частью выведенной из воздушного канала. Источники информапйипринятые во внимание при экспертизе1. Справочник по проектированию цементных заводов, Под. ред. С. И. Данюшевского. ЛОгройиэдат, 1969, с. 46,2. Ходоров Е. И. Печи цементной промыпщенности. Л., Госстройиэдат, 1969,с. 352-363.3. Авторское свидетельство СССР М 815442, кл. С 27 В 7132, 1979.1 аз 5309/56ВНИИ Тираж 645 Подпи Государственного комитета С дедам изобретении и открыти Москва, Ж 35, Раушская н оноеСР 13035,Фютиаа ППП Патент жгород, ун. Проектн Составитель Г. Левитин О. Юрковецкая Техред Т,Фанта Корректор Л. Бокш