Россия
ГРНТИ 55.39 Химическое и нефтяное машиностроение
ББК 35 Химическая технология. Химические производства
В последнее время все большую актуальность приобретают вопросы снижения энергозатрат, улучшения условий труда и улучшения существующих технологий производства. Эффективному решению этих вопросов, особенно для сухого способа производства цемента, будет способствовать выявление причин пыления горячего и холодного концов цементных печей и разработка новых, более эффективных устройств для борьбы с пылением горячего и холодного концов цементных печей. Существующие пылезащитные устройства на горячем и холодном концах цементных печей не обладают достаточным эффектом борьбы опылением, не обладают достаточной надежностью. Это приводит к тому, что через головку печи в атмосферу и на окружающую производственную территорию попадает значительное количество клинкерной пыли. Кроме того, существующие уплотнения, обладающие небольшой эффективностью в борьбе с пылением, приходится часто менять по причине износа и непригодности для дальнейшей эксплуатации.
цемент, цементные печи, пыление, уплотнения, износ
Введение. Борьба с пылением является одним из самых злободневных вопросов в различных отраслях промышленности. В настоящее время существуют различные способы и устройства для борьбы с пылением. Это использование орошения пылящей массы водой, и применение разного рода форсунок, и создание воздушных завес и т.д. Но ни одно из применяемых устройств или способов не может быть с достаточной эффективностью использовано для борьбы с пылением головки цементной печи, особенно для сухого способа производства цемента. В настоящее время подавляющем большинстве печей роль борьбы с пылением выполняют механические уплотнения, служащие в основном для сокращения подсосов холодного воздуха в печь [1].
Эффективность этих устройств в борьбе с пылением очень низка, хотя устройства эти по принципу действия имеют различные виды. Это и лабиринтные уплотнения, и аэродинамические уплотнения, и уплотнения, работающие по принципу непосредственного контакта уплотняющего элемента и корпуса печи. Учитывая все вышеизложенное можно сделать вывод, что назрела насущая необходимость создания принципиально новых способов и устройств для борьбы с пылением горячего и холодного концов цементных печей, особенно печей сухого способа производства цемента [2]. Но в основу такой работы должны быть положены квалифицированные и методические исследования причин пыления горячего и холодного концов цементных печей.
Основная часть. Было разработано устройство возврата клинкерной пыли в холодильник.
Данная разработка относится к устройствам предотвращающим выброс клинкерной пыли в атмосферу через уплотнительное устройство и возвращения ее через холодильник во вращающуюся печь на дальнейшую переработку, а также направленно на полное удаление просыпи пыли и снижение пылеобразования. В результате происходит качественная очистка устройства с удалением пыли в холодильник в спокойном состоянии (без пыления).
Разработанное устройство имеет следующие преимущества:
1. Снижается необходимость дополнительного подогрева воздуха, который поступал через пневмоструйную камеру для чистки трубопровода;
2. Устраняется смешивание пыли с воздухом в результате чего не образовывается пыльное облако, которое затеняет тепловое излучение пламени холодильника;
3. Устраняется вовлечение пылевого облака в печь [3].
Для определения массы воздуха поступающего в устройство возврата клинкерной пыли воспользуемся соотношением [4]:
(1)
где – объем устройства возврата клинкерной пыли.
Значение этого объема равно:
(2)
где – объем усеченного конуса; – объем цилиндра.
Рис. 1. Устройство возврата клинкерной пыли
в холодильник: 1 – боковая стенка холодильника;
2 – вращающая печь; 3 – зазор; 4 – устройство
лепесткового типа; 5 – конический бункер;
6 – вертикальный трубопровод; 7 – регулируемая заслонка; 8 – резьбовой рычаг; 9 – регулировочные грузы; 10 – упор; 11 – горизонтальный трубопровод; 12 – вращающийся шнек
Рис. 2. Расчетная схема, определяющая движение двухфазной среды
Согласно расчетной схемы, представленной на рисунке 2 находим [5]:
(3)
где – длина устройства возврата клинкерной пыли;
– соответственно радиусы усеченного конуса и цилиндра;
причем:
(4)
где – величина радиального зазора.
Подстановка (4) в (3) приводит к результату:
(5)
Объем цилиндра, представленного на рисунке 2б равен:
(6)
Подстановка (5) и (6) в (3) приводит к следующему результату:
(7)
С учетом (7) формула (1) принимает вид:
(8)
(9)
Подстановка (9) в (8) приводит к следующему результату:
(10)
На основании полученного соотношения (10) можно найти массу пылевидных частиц клинкерной пыли поступающей в устройство возврата.
(11)
Величина данной массы клинкерной пыли на основании (10) и (11) имеет вид:
(12)
С учетом (10) и (11) выражение (12) принимает вид:
(13)
Вывод. Проанализировав движение двухфазного потока в объеме устройства возврата клинкерной пыли в холодильник, сделали вывод, что полученное соотношение (13) определяет массу пылевидных частиц клинкерной пыли которая аккумулируется в устройстве возврата и затем возвращается назад в холодильную камеру [6].
1. Бондаренко Ю.А., Федоренко М.А., Санина Т.М., Афонин В.Г., Антонов С.И. Система устранения выброса пыли в атмосферу // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 2. С. 67-68.
2. Федоренко М.А. Лепестковое уплотнительное устройство для цементных вращающихся печей // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2008. №4. С. 49-52.
3. Пат. 151661. Российская федерация. МПК F27B/24 Устройство возврата клинкерной пыли в холодильник / Федоренко М.А., Антонов С.И., Бондаренко Ю.А., Санина Т.М., Липчанская Ю.Г. заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. - № 2014143302/02, заявл. 27.10.14 ; опубл. 10.04.15, Бюл. № 10. 3 с.
4. Бондаренко Ю.А., Федоренко М.А. Устройство для обеспечения вращения крупногабаритных вращающихся агрегатов // Актуальные проблемы технических наук в России и за рубежом. Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. 2016. С. 31-33.
5. Федоренко М.А., Бондаренко Ю.А., Липчанская Ю.Г. Анализ конструкционных особенностей уплотнительных устройств печных агрегатов / /Национальная Ассоциация Ученых. 2016. № 17-1 (17). С. 57-59.
6. Федоренко М.А. Конструктивно - технологические методы и способы восстановления работоспособности цементных вращающихся печей. Белгород: Изд- во БГТУ, 2007.195с.
