Усовершенствование режимов работы и конструкций кольцевых печей
Сроки обжига пустотелого кирпича в кольцевых печах в несколько раз превышают сроки обжига в лаборатории, которые определяются только технологическими свойствами обжигаемых изделий. Ускорению процесса обжига кирпича в кольцевых печах препятствует недостаточно активная работа зон подготовки и охлаждения.
Регулирование режима работы зоны подготовки степенью открытия конусов и подачей части горячего воздуха из зоны охлаждения возможно только при низкой производительности печи.
С повышением производительности печи увеличивается количество дымовых газов, для отбора которых необходимо открывать все конусы зоны подготовки. Отбор газов из печи через большое число конусов по всей длине зоны подготовки резко уменьшает количество газов в начале этой зоны. В результате возникают значительные перепады температуры по высоте обжигаемого канала я чрезмерное замедление сушки сырца в нижних рядах садки.
При четырех открытых конусах в зоне подготовки через два близлежащих к зоне обжига конуса отбирается 42% всех дымовых газов, составляющих примерно 75% отходящего тепла. Количество тепла, поступающего в зону подготовки через жаровые конуса с воздухом из жарового канала, значительно меньше, чем отбираемое из печи этими конусами. Такая система отбора не позволяет рационально использовать тепло дымовых газов для ускорения досушки и прогрева сырца.
Распределение тепла по длине зоны подготовки в неусовершенствованной печи схематично показано на рис. 90, а из приведенной схемы видно, что в начале зоны подготовки, где материалу необходимо передавать наибольшее количество тепла, необходимого ,не только на нагрев, но и на испарение остаточной влаги, в камеры 1 и 2 из зоны обжига поступает незначительное количество тепла и теплоносителя. Дымовые газы настолько охлаждаются и насыщаются влагой, что влага конденсируется на поверхности сырца. Все это приводит к большим перепадам температуры по высоте печного канала.
Для перевода работы кольцевой печи на рациональный режим обжига, позволяющий значительно повысить производительность, улучшить качество продукции и условия труда, необходимо увеличить объем теплоносителя. В зоне досушки сырца при увеличении объема теплоносителя достигается равномерная и ускоренная сушка по всему сечению обжигового канала. В зоне подготовки, наряду с увеличением объема и скорости газового потока, рекомендуется повышать его температуру.
Повышение количества и температуры теплоносителя в зоне подготовки печи достигается как за счет увеличения часового расхода топлива при повышении производительности печи, так и за счет увеличения удельного расхода топлива и коэффициента избытка воздуха. Однако недостаточно только получить большое количество продуктов горения из зоны обжига, а нужно правильно использовать их в зоне подготовки печи. Поэтому большое значение имеет порядок открывания дымовых конусов: чем дальше от зоны обжига открыты конуса, тем лучше используются дымовые газы для подогрева и подсушки сырца.
Теоретически следовало бы работать на одном, наиболее удаленном от зоны обжига конусе. В этом случае все газы полностью прошли бы через зону подготовки. Однако на практике аэродинамическая система печи, включающая очелок, дымовой конус и каналы, через которые проходят дымовые газы, не обеспечивает отвод отработанных газов через один открытый конус. Поэтому приходится держать открытыми
Существующая аэродинамическая система печи для обжига керамического строительного кирпича не обеспечивает также отвода излишка горячего воздуха из зоны охлаждения печи. Для охлаждения кирпича в кольцевых печах требуется воздуха намного больше, чем для горения топлива в зоне обжига. Поэтому значительные массы воздуха необходимо пропускать через зону охлаждения прежде всего с целью равномерного охлаждения кирпича в надлежащие сроки и до температур, при которых допустима его выгрузка из печи. Если этого не делать и пропускать через зону охлаждения лишь то количество воздуха, которое необходимо для горения топлива в зоне обжига, то сроки охлаждения кирпича возрастут и производительность печи снизится. В связи с этим .необходимо пропускать через зону охлаждения возможно большее количество воздуха, а его излишек (от расхода на горение топлива) отбирать и использовать в сушилке.
При работе печи с большими объемами теплоносителя увеличивается скорость дымовых газов и горячего воздуха, проходящих через отдельные элементы аэродинамического тракта. Так как гидравлические сопротивления возрастают в квадрате от скорости движения газов, то резко возрастает сопротивление всей аэродинамической системы. Из 100% напора, создаваемого дымососом, лишь 10—20% составляет полезное сопротивление садки в канале печи. Остальные 80—90% .напора теряются в очелках, конусах, в дымовом канале, на поворотах каналов.
Создается такое положение, при котором для увеличения на 1 мм вод. ст. разрежения на
Вот почему перевод режима работы печи на большие объемы теплоносителя и дальнейшее повышение производительности действующих печей только за счет увеличения мощности вентиляторов практически не дает эффекта.
Для перевода кольцевой печи на рациональный режим обжига при повышенных скоростях газового потока, обеспечивающий значительное повышение качества и увеличение выпуска продукции, а также улучшение санитарно-гигиенических условий труда, аэродинамическую систему печи изменяют. Усовершенствования направлены ,на уменьшение гидравлических сопротивлений отдельных участков и заключаются в следующем.
1. Площадь сечения дымовых очелков увеличивают до 1,5— 2 сечений дымового конуса, так как садка кирпича в обжигательном канале печи перекрывает значительную часть свободного сечения очелка.
2. Площадь поперечного сечения наклонных каналов, соединяющих очелок с конусом, должна быть в самом узком месте не меньше площади сечения дымового конуса. Обязательно необходимо предусматривать мероприятия, устраняющие засорение очелков и наклонных каналов.
3. Диаметр дымовых конусов увеличивают до
4. Для печей, состоящих из 20 и более камер, с длиной камеры более 6 ж в каждой камере устанавливают по второму дымовому конусу (рис. 91).
Здесь следует особо подчеркнуть, что установка второго дымового конуса в каждой камере рекомендуется не с целью увеличения количества рабочих конусов в зоне подготовки печи, а для сосредоточенного отбора дымовых газов в конце этой зоны.
5. Дымовые очелки как для существующих конусов, так и для дополнительных рекомендуется устанавливать с внутренней стороны печи. С наружной стороны очелки устанавливают только в камерах, расположенных на закруглениях. На закруглениях дымовые конусы рекомендуется устанавливать также с наружной стороны печи.
6. Площадь поперечного сечения дымового канала увеличивают из такого расчета, чтобы скорость газовоздушного потока в нем была не более 10 м/сек. При центральной жаровой системе сечение дымового канала следует увеличивать, объединяя его с жаровым каналом не менее чем в четырех местах (в том числе обязательно над опадом). При кольцевом жаровом канале (очел-ковый строй) сечение дымового канала увеличивают за счет его высоты.
7. При жаровой системе тарельчатые клапаны заменяют облегченными конусами.
8. Отработанные газы отводят из дымового канала через два опада, которые параллельными каналами соединяются с дымососом печи.
9. При использовании дымовых газов печи для сушки сырца в искусственных сушилках дымосос печи соединяют последовательно с нагнетающим вентилятором сушилки. При кольцевом жаровом канале его соединяют с топочным вентилятором сушилки.
Усовершенствование аэродинамической системы печи позволяет значительно снизить сопротивление на пути движения газов. При этом без повышения удельного расхода электроэнергии обеспечивается возможность работы тепловых агрегатов при увеличенных объемах теплоносителя. Благодаря такому подходу кирпичный завод может произвести значительное снижение затрат на производство кирпича.
Проведенные усовершенствования аэродинамической системы кольцевой печи позволяют вместо ранее осуществляемого отсоса дымовых газов через открытые дымовые конусы почти по всей длине зоны подготовки осуществить сосредоточенный отбор дымовых газов через расширенную очелковую систему в последней камере (по ходу движения теплоносителя), что значительно увеличивает объем теплоносителя по всему сечению и длине зоны подготовки. Схематично такой режим работы показан на рис. 90, б.
В зоне охлаждения повышение скорости газового потока достигается путем отбора части горячего воздуха через жаровую систему. При отсутствии в печи жаровой системы горячий воздух из зоны охлаждения отбирают через дымовую систему.
Повышение температуры и объема газов в зоне подготовки улучшает условия подготовки к обжигу и поднимает температуру отходящих газов печи. Смешивание этих газов с горячим сухим воздухом, отбираемым из зоны охлаждения, позволяет эффективно использовать их для сушки сырца.
Усовершенствование конструкции кольцевых печей позволяет также значительно сократить расход топлива за счет более интенсивного охлаждения кирпича и футеровки печи и использования этого тепла для сушки сырца в сушилках. При этом ликвидируются потери тепла через топливные трубочки в зоне охлаждения, которые в усовершенствованной печи не открываются.