Системы утилизации теплоты от обжиговых вращающихся печей

 

а

— F с

 

^ПОВ ■

 

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

 

3

н

 

Производство ряда строительных мате­риалов (керамзита, цемента) во враща­ющихся обжиговых печах сопровождает­ся значительными потерями теплоты че­рез их наружную поверхность (10—15% количества теплоты, расходуемой в тех­нологическом процессе) [11.

Известные системы утилизации тепло­ты с боковой поверхности печей [2—31 отличаются сложностью в эксплуатации, материалоемкостью и значительной не­равномерностью охлаждения печи при сезонных изменениях температуры на­ружного воздуха. Последнее обстоятель­ство может явиться причиной нарушения технологического процесса обжига при низких температурах наружного воздуха зимой, либо привести к перегреву стенок печи и нарушению их целостности, что на­иболее вероятно летом при высоких тем­пературах наружного воздуха.

Отмеченных недостатков можно избе­жать, применив приведенную на рис. 1 схему утилизации теплоты со стабилиза­цией режима теплосъема с боковой по­верхности печи. В этой схеме наружный воздух в количестве GH,/ с помощью вентилятора 1 проходит через ути­лизатор 2, где нагревается и подается к потребителю 3 (дутье, сушка материалов, отопление). Поскольку полная стабили­зация процесса теплосъема может быть достигнута лишь при постоянных незави­симо от сезона расходе и температуре воз­духа, проходящего через утилизатор, то в схеме (рис. 1) предусматривается ус­тановка автоматического регулятора 4 постоянства расхода и автоматического трехходового клапана 5, который, изме­няя соотношение между количеством на­ружного воздуха GK і и рециркуляци­онного G, поступающего по байпасной 0,1

линии 7, поддерживает постоянной тем­пературу воздуха на входе в теплоути — лизатор 2. С изменением температуры t u j наружного воздуха будет меняться количество воздуха G$j, проходящего по байпасной линии. Чтобы в этих ус­ловиях обеспечить постоянное количе­ство воздуха Gn, поступающего к потре­бителю, в схеме предусматривается вто­ричный забор наружного воздуха GH t в количестве, равном G^j. На этом воз­духоводе устанавливается автоматический регулятор 6 постоянства расхода, обес­печивающий неизменный расход воздуха, поступающего к потребителю 3. Приме­нение новой конструкции теплоутили-

 

затора позволяет значительно снизить его материалоемкость и избежать устройства тепловой изоляции. Как показали специ­альные расчеты с использованием экспе­риментальных данных [41, величина не — улавливаемого теплового потока от по­верхности печи при самых низких на­ружных температурах не превышает 2% теплопотерь неукрытой печи.

Очевидная простота технического вы­полнения и эксплуатации утилизационно­ного устройства по предлагаемой схеме позволяет рекомендовать такие системы для внедрения в производство. В связи с этим определим режимные параметры системы, необходимые для подбора основ­ных ее элементов: вентилятора, воздухо­проводов, автоматических устройств, теп­лообменников.

Количество воздуха, проходящего че­рез теплоутилизатор, должно выбирать­ся таким, чтобы тепловой поток Qy че­рез единицу поверхности печи при нали­чии теплоутилизатора оставался таким же, как и без него при оптимальной на­ружной летней температуре Это ус­ловие удовлетворяет требованиям опти­мизации технологического процесса и обеспечения сохранности печи. Отметим также, что наименьшие параметры всех элементов системы получаются при таком ее режиме работы, когда при расчетной летней температуре наружного воз­духа она работает как прямоточная, т. е. GH = Gn и Gq і = GH ;= 0 (клапаны регуляторов б и 5 на байпасе закрыты), а при расчетной зимней температуре t

 

з

н

 

Оті

  image014

Gb 2 Gn;

 

tn

гн

  image015

(7)

  image016

14

 

image017

Подпись:Подпись: ► Рис. 3. Зависимость основных режимных па-раметров утилизационной установки от состояния наружной температуры Подпись: Ґп,°Сimage021Подпись: Ф =image023

График этого выражения приведен на рис. 2. Из графика видно, что при одина­ковой температуре на поверхности печи удельный расход воздуха возрастает для регионов с более мягкими климатически­ми условиями, для которых полная шка­ла наружных температур ( tn: — име­ет меньшие значения.

На рис. 3 приведены графики, постро­енные по уравнениям (2), (3), (4) и (6) в зависимости от параметра

(3) характеризующего относительное поло­жение текущей температуры наружного воздуха на всей шкале его расчетных температур.

Для производственного объединения «Одесжелезобетон» разработан проект, смонтирована и эксплуатируется тепло­утилизационная система для печи обжи­га керамзитового гравия диаметром 2,5 м. Утилизатор установлен на длине 14 м, средняя температура укрываемой поверх­ности печи тПОв=152°С. Для условий Одессы t" =28,6°С, i®=—18°С [6].

По уравнению (7) удельный расход

воздуха

152 — 28,6

РуД=108~28,6+І8 =286кг/(ч’м2)-

Общая площадь печи, укрываемая теп лоутилизатором,

77 = jt.2,5-14 = 109,96 м2.

Общий расход воздуха через утили затор по уравнению (1) равен

„ 30 152 — 28,6

Gn =——- -109,96—————— =

1000 28,6+ 18

= 8,74 кг/с = 31447,6 кг/ч.

Производительность вентилятора п уравнению (в)

Св = 2-31447,6 = 62895.2 кг/ч

Температуру воздуха на выходе из теплоутилизатора находим по уравне­нию (2)

Г = 2-28,6+ 18 = 75,2 °С.

Температура воздуха у потребителя вычисляется по уравнению (6); максимальная (летом)

t“ahC = 28,6+ 18 + 28+ =75,2 "С;

минимальная (зимой)

т“ин = 28,6 + 18— 18 = 28,6* С.

Мощность утилизированного тепло­вого потока

Qy — с Gn (Г — fj|) = 1000-8,74 х

X (75,2 —28,6) = 407,3 кВт.

Стоимость утилизированной теплоты при эксплуатации установки 300 дней в году и замыкающих затратах на теплоту Ст — 2,86 р/ГДж составит

г = (?у-3600-24-300-Сг -10-6 =

= 30193,6 р.

Затраты на сооружение установки ути­лизации теплоты окупаются в течение од­ного года.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Онацкий С. П. Производство керамзи­та.— М,.: Стройиздат, 1987.

2. Воробейников Л. Т. Комплексная утилизация тепла цементных вращающихся печей II Повышение качества работы теп­ловых агрегатов цементной промышленно­сти. — М., 1979.

3. Использование теплоты корпуса печи // Промышленность строительных материалов. Сер. 18. Цементная и асбоцементная про­мышленность: ЭИ/ВНИИЭСМ. 1985. Вып. 12.

4. П е т р а ш В. Д., Гераскина Э. А. Исследование теплоаэродинамических пара­метров нового теплоутилизатора для обжи­говых печей // Изв. вузов. Сер. Стр-во и архитектура. 1988. № 10.

5. С о к о л о в Е. Я. Теплофикация и тепло­вые сети. — М.: Энергоиздат, 1982.

6. Р у с л а н о в Г. В. Отопление и вентиля­

ция жилых и гражданских зданий (проек­тирование): Справочник. — Киев: Будівель­

ник, 1983.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *