1.3. Печные агрегаты

Главным звеном в цепи агрегатов технологических линий является печной агрегат, от эксплуатации которого и его надежности зависят технико-экономические показатели всего цементного завода.

В состав печного агрегата входят вращающаяся печь (мокрого или сухого способов производства), внутрипечной или запечный теплообменник, охладитель клинкера, дозаторы и устройства подачи сырьевых материалов, топливосжигающие устройства, тягодутьевое оборудование, аппараты для очистки и выброса в атмосферу газов и воздуха, выходящих из печи и охладителя клинкера, а также различное вспомогательное оборудование.

В цементном машиностроении определилась тенденция сокращения длины вращающихся печей путем выноса подготовительных операций из печи в запечный теплообменник.

На заводах мокрого способа производства обычно используют длинные вращающиеся печи, оборудованные внутрипечными теплообменными устройствами (цепными завесами и др.). Встроен­ные внутри печи теплообменные устройства предопределяют ее длину (рис. 1.3).

Подготовленный шлам влажностью в среднем 35—45 % насосами подается в питатель для дозирования и питания печи, расположенный в верхней части пылевой камеры 3. Из питателя шлам по сливной трубе поступает в загрузочную часть печи, которая в месте входа в пылевую камеру имеет уплотнение 4. Крупные частицы запыленных газов, выходящих из печи в пылевую камеру, осаждаются, а более мелкие направляются на окончательную очистку в электрофильтр 2. Иногда для лучшей очистки между пылевой камерой и электрофильтром дополнительно устанавливают батарейные центробежные циклоны.

Для движения пылегазового потока на участке охладитель клинкера 17 вращающаяся печь 9 пылевая камера 3 - электрофильтр 2 дымовая труба устанавливают мощный за­печный дымосос 1, с помощью которого отработанные газы через дымовую трубу сбрасывают в атмосферу. Пыль, уловленная в электрофильтре (полностью или частично), пневмонасосами по трубе с помощью специального устройства 6 подается в печь с загрузочной стороны за цепную завесу, а в ряде случаев с разгрузочного конца 15 (головки). Уловленная пыль также может быть выведена из технологического процесса печного агрегата и использована в сельском хозяйстве для раскисления почв.

Внутри печь облицовывают огнеупорным кирпичом и со стороны загрузочного конца навешивают цепную завесу 7, выполняющую функции внутрипечного теплообменника. Корпус печи бандажами 10 опирается на роликоопоры 13, которые смазываются станциями 12 жидкой смазки.

Печь вращается приводом 11, находящимся примерно посередине кор­пуса печи. Гидроупоры 5 предохраняют печь от возможных осевых перемещений (сползаний). Печь снабжена топливными форсунками 16 и уплотнениями 14 на разгрузочной части и 4 на загрузочной части.

Установленные контрольно-измерительные приборы 8 и регулирующая аппаратура позволяют оператору с пульта управления контролировать состояние печного агрегата и протекающие технологические процессы и на основе оценки этой оперативной диагностической информации регулировать работу аппаратов и механизмов, интенсивность технологических процессов, вносить коррективы в них, управлять работой всего печного агрегата.

В состав описанного базового печного агрегата мокрого способа производства производительностью 1800т/сут входят: серийно изготовляемая вращающаяся печь 5x185 м и охладитель (см. табл» 1.1).

В агрегате сухого способа производства (рис. 1.4) запроектированы затворы и шибера, которые устанавливают в различных местах: поступления отработанных газов из агрегата помола и сушки

Рис.1.3. Печной агрегат мокрого способа производства с впащающейся печью 5х185 м

сырья (шаровой мельницы), подачи запечных газов в агрегат для помола и сушки сырья, подачи сырьевой муки в циклонный теплообменник, подачи топлива в реактор-декарбонизатор, подачи топлива в печь и в месте отвода избыточного воздуха из охладителя клинкера.

Сырье после помола в шаровых или других помольных машинах в виде тонкоизмельченной муки влажностью примерно 1-1,5 % с помощью дозирующих и транспортирующих устройств из силосов 11 (см. рис. 1.2) подается в газоходы верхней ступени циклонного теплообменника.

1.1. Техническая характеристика печных агрегатов мокрого способа производства различных размеров (м)

Показатель	4х150	4,5х170	5х185	7х230
Производительность по клинкеру, т/сут Влажность сырьевой шихты (шлама), % Удельный расход теплоты на обжиг клинкера, кДж/кг Тепловая мощность печного агрегата, кВт Удельный расход энергии, кВт-ч/т: тепловой электрической 30 Удельная металлоемкость, т/(т/сут) Масса основного теплотехнического оборудования (без футеровки), т	840 36 6500 63 120 1810 25 1,93 1620	1200 36 6500 90 280 1810 25 1,81 2170	1800 36 6500 135 420 1810 25 1,78 3210	3000 42 6800 236 110 1890 30 2,10 6310

Рис 1.4. Печной агрегат сухого способа производства с вращающейся печью 4,5х80 м с циклонным теплообменником и реактором-декарбонизатором производительностью 3000 т клинкера в сутки.

Под действием собственного веса материал движется сверху вниз через циклоны и газоходы всех ступеней циклонного теплообменника с реактором-декарбонизатором 5 (см. рис. 1.4) навстречу потоку горячих дымовых газов, выходящему из вращающейся печи и реактора-декарбонизатора, где происходит сжигание дополнительного топлива. При этом сырьевая мука подвергается интенсивному нагреву, дегидратации и декарбонизации. Для декарбонизации требуется высокая температура и значительные затраты теплоты, так как происходит термохимический процесс разложения известняка на известь (окись кальция) и углекислый газ.

Реактор-декарбонизатор представляет собой дополнительную ступень циклонного теплообменника, в которой сжигается 50-60 % общего количества топлива, при этом степень декарбонизации достигает 80-90 %, а температура газового потока в реакторе 1270-1320 К. Высокая степень термической обработки сырья в запечной тепловой системе (циклонный теплообменник и реактор-декарбонизатор) приводит к сокращению почти в 2 раза удельного расхода теплоты на обжиг в собственно вращающейся печи. Во вращающейся печи 6 заканчивается тепловая обработка материала, завершающая процесс образования клинкера. Горячий цементный клинкер из печи сбрасывается на колосники охладителя 7 и на конвейер 8 для дальнейшего транспортирования на склад.

Отходящие печные газы, имеющие на выходе из циклонного теплообменника температуру 570-620 К, через запечный дымосос 4 направляются через шибер в агрегат помола и сушки сырья, а оттуда через электрофильтр 2 выбрасываются в атмосферу.

В случае остановки помола в шаровых или других помольных машинах при работающей вращающейся печи поток печных газов после охлаждения и увлажнения в установке 3 направляется в электрофильтр 2 и через концевой дымосос 1 сбрасывается в атмосферу.

В состав описанного базового печного агрегата сухого способа производства СМЦ-20 производительностью 3000 т/сут входят вращающаяся печь 4,5x80 м, циклонный теплообменник с реак-тором-декарбонизатором и охладитель (табл. 1.2).

1.2. Техническая характеристика печных агрегатов сухого способа

Показатель	СМЦ-446	СМЦ-73	СМЦ-26	СМЦ-27	СМЦ-20
Размеры вращающейся печи, м Производительность по клин- керу, т/сут Удельный расход теплоты на обжиг клинкера, кДж/кг В том числе: во вращающейся печи в реакторе-декарбонизаторе Тепловая мощность печного агрегата, кВт Удельный расход энергии, кВт∙ч/т: тепловой электрической Удельная металлоемкость, т/(т/сут) Масса основного технологического оборудования (без футеровки), т	5х75 1600 3600 3600 - 66 670 1000 45 1,09 1750	6,4х95 3000 3600 3600 - 125 000 1000 45 1,27 3800	4,5х80 3000 3500 1700 1800 121 530 970 50 0,80 2400	5х100 5000 3500 1700 1800 202 550 970 50 0,74 3700	4,5х80 3000 3560 - - - - 50 0,8 2400