Seo-friends.ru

Большая стройка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вращающиеся печи для мокрого способа производства цемента

Вращающиеся печи для мокрого способа производства цемента

Конструкции печей. Вращающиеся печи для мокрого и сухого способов производства клинкера аналогичны по конструктивным решениям.

Вращающаяся печь СМЦ-402 (рис. 1.5) размером 5Х185м имеет цельносварной тонкостенный трубчатый корпус, опирающийся на неподвижные опоры. Торцами корпус входит в две неподвижные головки; загрузочную и разгрузочную. В мзетах опор на корпусе смонтированы стальные бандажи, лежащие на роликах, свободно вращающихся в подшипниках, ось которых параллельна оси вращения корпуса печи. Рамы, на которых укреплены опоры, залиты бетоном. Для обеспечения движения в печи обжигаемого материала корпус имеет уклон 4% (от загрузочной части к разгрузочной).

Для предотвращения осевых смещений корпуса вследствие его наклона и температурных расширений на фундаменте монтируют гидравлические упоры 4, позволяющие смещать печь вдоль оси на некоторое расстояние, затем медленно возвращать ее в прежнее положение. Гидроупоры обеспечивают равномерный износ рабочих поверхностей бандажей и роликов опор.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Бандажи представляют собой кольца с внутренним диаметром несколько большим, чем наружный диаметр посадочной поверхности на корпусе. Бандаж надевается на обечайки через прокладки с зазором 10…15 мм, изменяющимся по температурным зонам печи. Зазор рассчитан так, чтобы по мере разогрева корпуса и его расширения в радиальном направлении зазор уменьшался и бандаж оказывался в плотном, беззазорном соединении с корпусом. В последние годы печи оснащаются более совершенными вварными бандажами.

Печь приводится во вращение от двух электродвигателей, соединенных муфтами с редукторами, передающими вращение ведущим подвенцовым шестерням. Венцовая шестерня крепится к корпусу на шарнирных подвесках.

Внутри корпус печи футерован с целью защиты его от воздействия высокой температуры. Разгрузочный конец печи облицован фасонными отливками из жаропрочной стали.

Разгрузочная головка соединяет выходной обрез печи с шахтой холодильника. Через торцовую стенку головки вводится топливная горелка. Через загрузочную головку в печь подается шлам: одновременно она служит и пылеосадителыюй камерой. Пыль, осажденная пылеосадительной камерой и электрофильтрами, собирается в их нижних бункерах и затем удаляется оттуда. Печи работают на угольной пыли, мазуте и газе.

Первой по ходу движения материала в печи находится зона испарения, имеющаяся только у печей для обжига клинкера по мокрому способу. Она оснащена завесой из отрезков кругло-звенных цепей, свободно висящих или подвешенных за оба конца со стрелой провеса, достигающей почти оси вращения корпуса печи. Проходящие газы нагревают цепи, которые передают тепло шламу. Применение цепей вызвано необходимостью увеличить поверхность теплообмена между потоком горячих газов и обжигаемым материалом. Материал в зоне испарения нагревается до 150…200 °С.

За зоной испарения следует зона подогрева (дегидратации), в которой из шлама удаляются остатки свободной и связанной влаги. Температура высушенного материала, утратившего пластические свойства и превратившегося в порошкообразную массу, повышается до 500…600 °С. Для ускорения теплообмена в этой зоне установлен цепной теплообменник, представляющий собой цепи, подвешенные за оба конца с небольшой (0,5 м) стрелой провеса. Эти гирлянды цепей располагаются по пологой винтовой линии и увеличивают поверхность теплообмена. Количество их определяется свойством обжигаемого сырья.

Зоны испарения и дегидратации занимают 50…60% длины печи.

В следующей зоне — зоне декарбонизации происходит распад СаС03 с выделением больших количеств углекислого газа (СОа) и извести (СаО), находящейся в тонкодисперсном состоянии. Последняя взаимодействует (оставаясь в твердой фазе) с соединениями кремнезема (Si02), алюминия, железа, магния, и в конце зоны при температуре 950 °С образуются крупные гранулы материала.

За зоной декарбонизации следует зона экзотермических реакций, в которой образуется большая часть белита — двухкальциевого силиката 2Ca0Si03, являющегося основным материалом при получении клинкера. Реакции, идущие все еще в твердой фазе, сопровождаются выделением теплоты, и температура материала повышается до 1350 °С. Зоны декарбонизации и экзотермических реакций занимают 25…30% длины печи.

Последней активной зоной является зона спекания, в которой материал нагревается до 1450… 1500 °С, а температура газов в зависимости от вида сжигаемого в этой зоне топлива и коэффициента избытка воздуха достигает 1750 °С. Материал переходит в размягченное состояние и частично плавится. В зоне спекания заканчивается обжиг материала с превращением его в алит (трехкальциевый силикат 3Ca0Si02). В конце зоны спекания под влиянием поступающего в печь воздуха из холодильника (так называемого вторичного воздуха) температура материала снижается до 1350… 1300 °С и выпадает кристаллический алит, т. е. образуется клинкер. Последнюю технологическую зону, в которой температура материала снижается, называют зоной охлаждения.

Рис. 1.5. Вращающаяся печь СМЦ-402

Рис. 1.6. Схема установки вращающейся печи для обжима клинкера сухим способом с декарбонизатором

Рис. 1.7. Роликоопора вращающихся печей

Печь для обжига клинкера сухим способом (рис. 1.6) содержит концевой и запечный дымососы, циклонный теплообменник с декарбониза-тором и собственно вращающуюся печь.

Нагрузка от корпуса вращающейся печи с огнеупорной футеровкой 6 и обжигаемого материала передается через кольцевые бандажи на опоры (рис. 1.7), которые монтируют на строительном основании печи — железобетонном фундаменте. Опора содержит фундаментную раму, по два опорных блока, каждый из которых состоит из опорного ролика и двух подшипниковых узлов, смонтированных в корпусах. Опорный ролик оснащен подшипниками качения, воспринимающими радиальную нагрузку. Одна из цапф опорного ролика в осевом направлении фиксируется в корпусе подшипника с помощью упорных подшипников. Смазка подшипников — жидкостная, смазывание циркуляционное от индивидуальной смазочной системы.

Привод печи в зависимости от общей потребляемой мощности одно- или двусторонний; в первом случае его устанавливают с одной стороны печи, во втором— с двух сторон. Привод включает зубчатое колесо (зубчатый венец), шестерню (подвенцовую), главный и вспомогательный электродвигатели и редукторы (рис. 1.8).

В рабочем режиме печь вращается при включенном главном электродвигателе и отключенном вспомогательном. При ремонтных и футеровочных работах печь вращается с малой скоростью от вспомогательного электродвигателя (главный электродвигатель отключается, а муфта между вспомогательным и главным редукторами включается). На быстроходном валу вспомогательного редуктора устанавливают тормоз, который служит для остановки, фиксации печи в каком-либо положении.

Зубчатое колесо крепят йа корпусе печи различными способами, но с учетом необходимости компенсации тепловых радиальных расширении корпуса печи.

Рис. 1.8. Двусторонний привод вращающейся печи

Для плавного пуска и регулирования угловой скорости печи в широком диапазоне в приводе применяют главные электродвигатели постоянного тока, питание которых осуществляется от индивидуальных тиристорных преобразователей.

Смазывание зубчатых колес главного редуктора и подшипников качения шестерни производится от отдельной жидкостной смазочной станции, смазывание зацепления зубчатого колеса и шестерни — от жидкостной станции периодического действия.

Составной частью печей для производства цемента сухим способом являются запечные циклонные или шахтно-циклонные теплообменники и декарбонизатор.

Циклонный теплообменник обеспечивает предварительную тепловую обработку сырьевой муки перед поступлением ее в печь за счет теплоты дымовых газов, образующихся в ней при сжигании топлива. Теплообменник состоит из одной или двух параллельных ветвей циклонов, установленных по высоте в четыре или пять ступеней, соединенных между собой газоходами; для перепуска материала из одной ступени в другую в нижней разгрузочной части каждого циклона имеется течка, подсоединяемая к газоходу, отводящему пылегазовую смесь из нижерасположенного циклона в вышерасположенный.

Принцип работы циклонного теплообменника заключается в следующем (рис. 1.9).

Холодная сырьевая смесь подается в газоходы, соединяющие циклон третьей ступени с циклоном четвертой ступени, подхватывается горячим газовым потоком; сырьевая мука при этом нагревается, а газы охлаждаются. Нагретая сырьевая мука выделяется из пылегазового потока в циклонах четвертой ступени и по перепускным течкам ссыпается из них в газоход, соединяющий циклон второй ступени с циклоном третьей ступени. Далее цикл осаждения муки в циклонах и подачи ее в газоходы повторяется по остальным трем ступеням циклонов. В итоге из теплообменника из циклонов первой ступени предварительно нагретая до 800—900 °С сырьевая мука поступает во вращающуюся печь.

Рис. 1.9. Схема циклонного теплообменника:
I, II, III , IV — циклоны первой — четвертой ступеней; 1 — вращающаяся печь; А — подача сырьевого материала; Б — отвод газов в запечный дымосос

Горячие дымовые газы, образовавшиеся в результате горения технологического топлива во вращающейся печи, со взвешенной в них сырьевой мукой поступают в циклон первой ступени, где газы отделяются от муки и просасываются по газоходу в циклон второй ступени. На этом тракте газы обогащаются сырьевой мукой, поступающей из циклона третьей ступени. Далее цикл отделения газов от муки в циклонах и распыления в газах муки в газоходах повторяются по остальным ступеням теплообменника. В результате газы охлаждаются и на выходе из циклонов четвертой ступени имеют температуру около 330 °С.

Рис. 1.10. Циклонный теплообменник печи размером 4,5X80 м:
1 — вращающаяся печь; 2 — циклон первой ступени; 3 — газоход первой ступени; 4 —. реактор-декарбонизатор; 5 — течка циклона второй ступени; 6 — циклон второй ступени? 7 — футеровка; 8 — газоход третьей ступени; 9 — циклон третьей ступени; 10 — газоход четвертой ступени; 11 — патрубок для подачи сырьевой муки в циклонный теплообменник; 12 — газоход для отвода газов в запечный дымосос; 13 — розжиговый клапан; 14 — коллектор; 15 — циклон четвертой ступени; 16 — течка циклона четвертой ступени; 17 — течка циклона третьей ступени; 18 — газоход второй ступени; 19 — течка циклона первой ступени

Читать еще:  Цементная стяжка до 100мм

Все циклоны, газоходы и перепускные течки выполнены сварными из листовой стали, изнутри футерованы огнеупорным материалом для максимального уменьшения тепловых потерь в окружающую среду и предохранения от перегрева металлических стенок. Футеровку можно выполнять из жаропрочного бетона, из огнеупорного кирпича или их сочетания. Для удержания футеровки металлические стенки элементов циклонного теплообменника оснащают с внутренней стороны поддерживающими полками, анкерными и другими необходимыми деталями.

Каждый циклон имеет цилиндрическую и конусную части, крышку. Нижнюю суженную разгрузочную часть циклона соединяют с перепускной течкой. В центре крышки предусматривают отверстие для подсоединения газохода к расположенному выше циклону; пылегазовая смесь от расположенного ниже циклона подводится через тангенциальный входной патрубок. Циклоны снабжены ремонтными люками, лючками для очистки стенок от возможных налипаний пыли, а также для установки контрольно-измерительных приборов.

На вертикальных участках газоходов устанавливают линзовые компенсаторы для предотвращения деформации и коробления элементов газоходов и циклонов при их тепловом расширении и удлинении.

В крышках циклонов закрепляют цилиндрические нефутерованные выходные патрубки из жаропрочной стали, они входят внутрь циклонов по их оси и служат для лучшего формирования спирально-кругового потока пыле-газовой смеси в циклоне.

В газоходах также выполняют ремонтные люки, лючки для установки контрольно-измерительных приборов.

Для повышения эффективности циклонов как пылеулавливающих аппаратов, сведения к минимуму подсосов газов в них по течкам из расположен^ ных ниже циклонов все перепускные течки оснащают гравитационными за-творами-мигалками, клапаны которых открываются только в те моменты, когда накопившийся в них материал сможет преодолеть силу грузов, закрывающих клапаны.

На прямолинейных участках течек устанавливают линзовые компенсаторы.

В газоходах в местах поступления материала из течек на пути его потока закрепляют рассекатели, которые способствуют лучшему распылению, распределению материала по сечению газоходов, лучшему теплообмену между газами и сырьевой мукой.

На газоходе, соединяющем циклоны третьей и четвертой ступеней, размещают розжиговый клапан, который состоит из вертикальной трубы, закрепленной на перекрытии строительной «этажерки», а также собственно клапана, расположенного в верхней части трубы и имеющего тросовый привод.

Клапан нормально закрыт и открывается только во время розжигов печи, когда в неустановившемся режиме работы дымовые газы сбрасываются в окружающую среду не при помощи запечного дымососа, а через клапан.

При нормальной работе газы из циклонов четвертой ступени по нисходящему газоходу поступают в запечный дымосос и затем либо в сырьевой помольный агрегат, либо непосредственно в запечный электрофильтр через установку для охлаждения и увлажнения газов.

Циклоны и газоходы оснащают кронштейнами, которыми они опираются на перекрытия строительной «этажерки».

Выбор оборудования для производства цемента. Технология производства цемента мокрым способом

Каждый из нас прекрасно знает, что одной из наиболее перспективных отраслей современности является строительство. Именно по этой причине многие решаются начинать своё дело с производства цемента.

Но сразу же можно столкнуться с рядом трудностей. Одна из таких проблем — это выбор оборудования для производства цемента, так как от этого напрямую будет зависеть качество готового продукта. Конечно, еще один важный момент — это выбранная технология.

Общая информация

Не лишним будет отметить, что доходность подобного бизнеса достаточно велика. Тем не менее, конкуренция тоже высокая, поэтому большую роль играет выбранная технология производства, о чём мы обязательно поговорим. Основная трудность заключается в том, что даже в пределах всего одного месторождения сырья его показатели, такие как плотность, влажность и твёрдость, изменяются в широком диапазоне.

Так как производить цемент можно тремя способами (сухой, мокрый и комбинированный), для каждого из них оборудование приобретается в отдельности. Потому нужно сначала определиться, по какой технологии мы будем изготавливать товар, а затем уже производить закупку техники. Для начала давайте сделаем правильный выбор оборудования для производства цемента. Несмотря на множество нюансов, это достаточно просто.

Выбор оборудования для производства цемента

Сразу стоит отметить, что в качестве сырья используется глина и известняк, а эти материалы нуждаются в предварительном дроблении. Поэтому нам нужна дробилка (валковая, щековая и т. п.) Кроме того, понадобится приобрести специальную мельницу-мешалку, в которой будет измельчаться глина с добавлением воды.

Также важным оборудованием является шаровая мельница тонкого измельчения. Стоимость такой установки составляет порядка 3 000 000 рублей. Чтобы получить клинкер, нам необходимо обжечь полученную смесь во вращающейся печи. Но и это еще не всё. Хотелось бы обратить ваше внимание на то, что клинкер для производства цемента можно получить в шаровых мельницах. Для его охлаждения нужен специальный холодильник. Дальше идёт побочная техника, которая служит для упаковки, разгрузки и погрузки товара.

Технология производства цемента мокрым способом

Сразу хочется сказать, что если добывается сырьё с большим содержанием влаги, то использовать сухой метод изготовления продукта нецелесообразно. Сама по себе технология мокрого способа достаточно проста. Она состоит в том, что сырье измельчается в дробилках, при этом добавляют небольшое количество воды.

Смесь перемешивается до тех пор, пока не станет однородной. Полученный шлам усредняют и подают в печь. Если говорить более подробно, то известняк можно дробить в несколько этапов. Фракция должна равняться примерно 8-10 мм. После этого следует вальцовка. Но на этом всё не заканчивается. Добытая глина тоже проходит дробление, размеры комков не должны превышать 100 миллиметров, после чего она поступает в болтушки, где отмачивается.

Производство цемента: этап 2

После того как из глины мы получили шлам с влажностью 70 %, нам нужно смешать сырьё с известняком. По окончании процесса количество влаги снижается до 40 %. Тут наступает один из наиболее важных производственных этапов. Шлам поступает в центральный бассейн, где проводится корректировка состава.

В результате получаем постоянную химическую формулу. После обжига мы получаем клинкер, который подвергается помолу в специальных мельницах, о чём уже было сказано выше. Тут же выполняется сушка. Вот мы и получили готовый продукт, который транспортируется в складское помещение, где упаковывается и хранится.

Но прежде определяется марка цемента. А сейчас давайте немного поговорим о сухом методе, который тоже имеет место быть, но только в том случае, если изначальное сырье имеет небольшой процент влаги. Тут технология немного отличается.

Сухое производство цемента

После того как известняк и глина поступили из карьера, сырье перемалывается. Далее идёт смешивание и сушка, а также помол в сепараторной мельнице. На следующем этапе полученная смесь при помощи пневматических установок перемещается к смесительным аппаратам, где производится корректировка.

Если говорить о применении глиняного компонента, то необходимо подать сырьё в шнеки, где осуществляется увлажнение водой до 10-11 %. В остальном производство цемента сухим способом ничем не отличается от вышеописанного.

Единственное, что можно сказать на эту тему, так это то, что тут крайне важен процесс подготовки сырья. Обжиг может осуществляться не только во вращающихся печах, но и в шахтных и т. д. Естественно, выбор оборудования для производства цемента влияет на метод, которым будут проводиться работы.

Какой из способов лучше?

Дать однозначный ответ здесь вряд ли получится. Всё дело в том, что при мокром методе сырьевую смесь получают на порядок проще и быстрее, а это уже большое преимущество. Именно из-за этого его используют чаще. Как уже было отмечено выше, его рационально использовать тогда, когда сырьё имеет высокую влажность.

Еще один важный показатель — наличие сторонних примесей в глине. Если таковых много, то однозначно лучше мокрый метод. Но тут есть один существенный недостаток, который заключается в том, что при обжиге требуется большое количество топлива, а это дорого.

Сухой способ хорош тем, что он на порядок дешевле, так как угля требуется меньше. Именно по этой простой причине он получает всё большее распространение. Как вы видите, преимуществ и недостатков поровну. Хотя более предпочтительно использовать мокрое производство. Это связано с тем, что производственной пыли гораздо меньше, да и качество товара получается отличным.

Несколько важных моментов

Нельзя не отметить, что существуют специальные добавки для производства цемента. Как правило, они имеют минеральную (гидравлическую) основу и могут быть как искусственными, так и природными. Если говорить о добавках природного происхождения, то это различные осадочные горные, а также вулканические породы.

Что же касается искусственных, то это разнообразные отходы промышленности, такие как шлаки, топливные золы и т. п. Что же касается результатов, которые получаются вследствие включения специальных добавок, то это пониженная себестоимость, а также приобретение цементом различных гидравлических свойств: высокая скорость затвердевания, сульфатостойкость и т. п. Всё это делает возможным использование вяжущего вещества в любых условиях, например, при низких или чрезмерно высоких температурах.

Читать еще:  Акт отбора проб цемента образец

Заключение

Теперь вы знаете, какие факторы влияют на выбор оборудования для производства цемента. Что же касается расходов, то вся техника будет стоить порядка 4 миллионов рублей. Это с учётом месячной аренды помещения и первоначальных затрат. Вы наверняка заметили, что само по себе производство достаточно сложное, но такого рода бизнес приносит хороший доход, поэтому дело окупится уже через год.

Современный рынок способен поглотить весь выпущенный вами товар, главное — найти покупателя. Производить цемент можно несколькими способами, вы же выбирайте тот, который принесёт больше прибыли. Вот, пожалуй, и вся полезная информация по данной теме. Как вы видите, тут достаточно много нюансов, которые касаются непосредственно технологии и выбора оборудования.

Вращающиеся печи для мокрого способа производства цемента

Самой значительной статьей в себестоимости цемента являются затраты на топливо при обжиге клинкера. Эти затраты резко возрастают в условиях нестабильного режима работы вращающихся печей. Кроме того, нестабильность режима ведет к снижению активности клинкера и выпуску бракованной продукции. Таким образом, для интенсификации процесса обжига, снижения себестоимости и повышения качества цемента необходимо обеспечить наиболее стабильную работу печи в заданном режиме, определенном для данных технологических условий обжига с учетом опыта эксплуатации печей и результатов промышленных испытаний.

Вращающиеся печи мокрого способа производства являются сложными объектами с большим количеством взаимосвязанных параметров, характеризующих сложные тепломассообменные, физико-химические и химические процессы обжига цементного клинкера [1]. Кроме этого, сложность в управлении таким агрегатом состоит в том, что все эти процессы протекают в одном аппарате и нет возможности обособлено влиять на протекание отдельного процесса. Так, добавление топлива на горение приводит к увеличению тепла поступающего во все зоны печи, и может быть причиной возникновения «слоения» материала вследствие зависимости скорости его движения от температуры [2].

Все эти условия делают детерминированные модели для такого объекта не эффективными [4, 6], поэтому алгоритм управления был разработан на основе теории нечетких множеств [3, 7, 10]. Кроме этого, данная теория позволяет включать в состав контролируемых параметров параметры, значения которых не могут быть определены численно или с точностью, достаточной для детерминированных расчетов.

Алгоритм работы (рис. 1) системы (рис. 2) построен на следующих положениях.

1. Степень и характер возмущения определяются по тепловому состоянию печи, то есть необходимое стабилизирующее воздействие не зависит от первопричины возмущения (если ситуация не является аварийной).

Рис. 1. Алгоритм принятия решения

2. Печь разбивается на несколько технологических частей (зон), и управляющие воздействия определяются по вектору состояний этих частей. Исходя из этого принципа, поддержание необходимого режима обжига заключается в перераспределении тепла между технологическими частями печи.

3. Количество теплоты, подаваемой в технологическую зону печи, складывается из теплоты, необходимой для возмещения потери теплоты в зоне и теплоты для компенсации текущего изменения параметра. Это положение позволяет в информационной системе произвести объединение нечеткой модели и детерминированных зависимостей [5].

4. Выделен допустимый интервал изменения объемной удельной тепловой мощности печи, при которой следует поддерживать постоянную производительность печи. Вне этого интервала поддерживается постоянный тепловой режим с изменением производительности.

Рис. 2. Советующая система по управлению цементной вращающейся печью

Состояние технологических частей печи представляется в системе как лингвистические переменные и оценивается в словесном виде. Количество технологических частей печи устанавливается оператором. Это количество определяется количеством измерительной аппаратуры и может быть от 2 до 4. В системе предусмотрены следующие технологические части: холодная часть печи; зона декарбонизации; горячая часть печи; холодильник.

Каждая из частей печи характеризуется минимальным набором контролируемых параметров, если система определяет что наличие параметров недостаточное, то выделение этой технологической части в виде лингвистической переменной блокируется. Пользователь может убирать или добавлять имеющиеся контролируемые параметры. Когда количество параметров становится недостаточным для оценки состояния технологической части печи, она автоматически объединяется с соседней.

Множество состояний технологических частей печи определяет температурную карту печного агрегата и определяет необходимые управляющие воздействия для более рационального перераспределения тепла.

В системе оценка состояния технологических частей печи показана как словесно, так и цветовой схемой, что позволяет оператору более наглядно оценивать текущую технологическую ситуацию. С помощью лингвистических переменных, характеризующих тепловое состояние частей печи определяются необходимые значения управляющих параметров для вывода печного агрегата в наилучшее технологическое состояние и обеспечивающие стабильную работу с наилучшими показателями.

Функция принадлежности выходного параметра m′В(y) j-го правила для N входных параметров определяется как:

m′В(y) = ∩k(Rkj(x, y)°mAk(x)); k = 1. N,

где Rkj(x, y) – матрица отношения j-го правила k-го параметра; ° – операция минимаксной композиции.

Алгоритм на основе нечеткой логики дополняется детерминированными зависимостями, которые учитывают изменение химических и физических свойств шлама. Применение этих зависимостей позволяет корректировать результат и работать не только на основании текущего технологического состояния, но и предсказывать его дальнейшее изменение. Кроме этого, в системе используются алгоритмы, ограничивающие и контролирующие работу нечеткого алгоритма. Управляющие параметры ограничиваются следующим образом:

а) расход топлива – по тепловой мощности печи;

б) разрежение в пыльной камере – по коэффициенту избытка воздуха;

в) положение горелки, дросселя и завихрителя – по положению зоны горения факела.

Рассчитанные системой необходимые значения управляющих параметров могут быть использованы в качестве заданий для ПИД регуляторов нижнего уровня, осуществляющих управление исполнительными механизмами шиберов и задвижек.

В системе имеется возможность для добавления новых технологических параметров, редактирования свойств и определения новых правил. Множество значений параметра задается как отклонения от наилучшего значения, которое определяется технологом.

Система позволяет выполнять действия:

1. По введенным значениям контролируемых на печи параметров проводится анализ технологического состояния печного агрегата.

2. Исходя из анализа состояния печи, предлагаются действия по нормализации режима обжига, в том числе перевод печи на «тихий ход».

3. Имеется возможность предварительной оценки величины расхода топлива на основе теплового баланса печного агрегата и сравнение с реальным расходом топлива.

Система позволяет связываться со SCADA-системой с помощью OPC-сервера. Таким образом, в систему поступают оперативные показания датчиков через теги SCADA-системы и в то же время обеспечивается надежность работы информационной системы в целом (система может выполняться на другом компьютере и быть аппаратно независимой).

В дальнейшем планируется использовать результаты работы алгоритма системы не только для получения рекомендаций, но и для непосредственного управление цементной вращающейся печью мокрого способа производства в реальном режиме времени.

Основные преимущества предложенной системы следующие:

1. Предложена советующая система для машинистов вращающихся печей мокрого способа производства. Она является инструментом технолога цеха «Обжиг» и облегчает разработку и осуществление единообразной схемы управления режимом обжига цементного клинкера.

2. По сравнению с субъективным управлением машиниста разработанная система имеет ряд преимуществ: она охватывает весь спектр имеющейся информации; при определении управляющего воздействия производятся теплотехнические расчеты, дополняющие показания контролируемых параметров; производится постоянный контроль технологического состояния печного агрегата.

3. Применение теории нечетких множеств позволило создать более эффективный алгоритм по сравнению с детерминированными и статистическими моделями [8, 9], а также включить в набор контролируемых параметры, которые могут быть выражены только в словесном виде или точное определение затруднительно для данных условий.

4. Применение системы позволит облегчить работу оператору печи, предупредить сложные технологические ситуации, заблаговременно оповестить машиниста об опасной ситуации (это позволит принять своевременные меры, обеспечит экономию энергоресурсов и предотвратит выпуск бракованной продукции).

5. Представленная информационная система предоставляет возможность технологу разрабатывать необходимую схему поддержания наилучшего режима обжига, менять ее в зависимости от изменения технологических факторов и реализовывать непосредственно на объекте.

6. Наборы контролируемых параметров в системе жестко не заданы, что делает возможным менять параметры из анализируемого набора в зависимости от наличия измеряемых датчиков.

Предложен алгоритм управления теплотехнологическим агрегатом, в котором оценивается его тепловое состоянию печи и управление заключается в перераспределении теплоты между технологическими частями агрегата. Алгоритм реализован в виде советующей системы по управлению цементной вращающейся печью мокрого способа производства, которая в отличие от существующих включает управление на основе синтеза нечеткого вывода и детерминированных зависимостей.

Рецензенты:

Беседин П.В., д.т.н., профессор кафедры технологии стекла и керамики, ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», г. Белгород;

Носов О.А., д.т.н., профессор, проректор по научной работе, НОУ ВПО «Белгородский инженерно-экономический институт», г. Белгород.

К вопросам о выверке и техническом обслуживании вращающихся печей

Дж. Росс, ROSS KILN Maintenance Technology LLC,
США

РЕФЕРАТ. Ускоренный износ бандажных колец может определяться действием различных механических факторов и зависит от согласованности направления осевых линий печи, опорных роликов и бандажа. Важно установить первопричину быстрого износа, а также обеспечить надлежащую смазку мест контакта поверхностей бандажа с опорными подкладками / подбандажными пластинами и др. Чтобы уменьшить износ подшипников опорных роликов, нужно правильно определить осевое усилие печи на ролики и правильно регулировать их положение.

Читать еще:  Расход цемента для известково песчаного раствора

Ключевые слова: вращающаяся печь, опорный ролик, подшипник, бандаж, осевая линия.
Keywords: rotary kiln, support roller, bearing, tire, centerline.

Вращающиеся печи цементной промышленности характеризуются значительными габаритами, массой и механической сложностью. При этом надежность работы печи является одним из условий, определяющих успешность функционирования предприятия в целом. Свободное вращение печи определяется качеством установки и выверки ее положения на опорах и напрямую влияет на продолжительность и результаты производственной кампании. Одни из наиболее механически уязвимых узлов конструкции печи — ​места контакта бандажных колец с корпусом печи, опорными и упорными роликами.

Износ бандажных колец

Если в ходе эксплуатации вращающейся печи для обжига клинкера бандаж печи чрезмерно упирается в ограничители или упоры, резко ускоряются темпы износа опорных подкладок / подбандажных пластин / регулировочных прокладок. В некоторых случаях быстрый износ может объясняться совместным действием сразу нескольких факторов. Чтобы найти первопричину, часто бывает необходимо методом исключения определить те механические факторы, которые приводят к ускоренному износу.
На скорость износа опорных подкладок / подбандажных пластин влияют три важных параметра выравнивания по осям:

  1. направление осевой линии (оси вращения) печи должно быть согласовано с положением стальных конструкций, на которых установлены опорные ролики;
  2. обычно опорные ролики устанавливаются с номинальным уклоном около 3 см/м. Наклон оси вращения печи и осевых линий опорных роликов в вертикальной плоскости должен быть одинаковым. Важно также, чтобы осевая линия роликов и осевая линия корпуса находились в одной плоскости;
  3. осевые линии бандажа и печи тоже должны быть выровнены.


Рис. 1. Износ бандажей и подбандажных пластин

Если наклон оси ролика не соответствует техническим требованиям, то причиной может быть оседание бетонной опоры и изменение уклона основания (это часто можно определить по трещинам облицовки оснований стальных конструкций). В результате ось бандажа получает наклон относительно оси печи и на ограничители / упоры начинает действовать дополнительная горизонтальная сила. Кроме того, из-за разности углов бандаж будет сильнее давить на меньшую площадь опорной подкладки / подбандажной пластины, что ускорит износ этих элементов. В принципе, если бандаж посажен на корпус достаточно плотно и не наблюдается значительного проворачивания, износ поверхностей будет минимальным. При возрастании различия скоростей вращательного движения корпуса и бандажного кольца скорость износа этих узлов в пятне их контакта также значительно увеличивается. Если она высока, то необходимо определить, находятся ли основания стальных конструкций и осевые линии опорных роликов, бандажа и печи в одной плоскости.

Кроме того, важно обеспечить надлежащую смазку внутренней поверхности бандажа и внешней поверхности опорных подкладок / подбандажных пластин, а также мест контакта между боковыми частями бандажа и ограничителями/упорами. Смазка, конечно, не устранит рассогласование направления осей бандажа и корпуса, но само наличие смазки между деталями снизит скорость их износа. Для указанных деталей следует использовать сухую смазку, чтобы исключить возможность ее загрязнения абразивной пылью, которая неизбежно ускорит деградацию смазанных поверхностей. Смазка не должна попадать на опорные поверхности бандажа и опорных роликов. На рынке доступно несколько типов смазочных материалов, разработанных специально для внутренней поверхности бандажа и внешней поверхности подбандажных пластин.

Износ подшипников опорных роликов

Важно уметь определить нагрузку, которая прилагается к подшипникам опорных роликов из-за осевого усилия печи на эти ролики, и правильно регулировать положение последних. На практике получили распространение два основных типа конструкций опорных роликов и подшипников для промышленных печей обжига клинкера. На рис. 2 и 3 приведены иллюстрации этих типов конструкций.


Рис. 2. Опорный ролик с упорной пластиной на торцевой крышке подшипника. 1 — опорный ролик, 2 — вал опорного ролика, 3 — вкладыш подшипника, 4 — упорная пластина подшипника, 5 — торцевая крышка подшипника опорного ролика

Конструкция опорного ролика с подшипником (см. рис. 2) встречается наиболее часто и используется во всех отрас­лях промышленности, в которых применяются вращающиеся печи. Чтобы определить направление бокового усилия на этих подшипниках, применяют прос­тую процедуру — ​прозвонку торцевых крышек подшипников молотком. Если звук на торцевой крышке звонкий, то вал ролика упирается в эту торцевую крышку. Если звук глухой, то вал упирается в торцевую крышку, находящуюся в противоположном направлении от нее. Например, если опорный ролик толкает печь в сторону подъема (подъем находится со стороны подачи материала), то вал ролика будет направлен в сторону спуска. Вал опорного ролика всегда находится в противоположном направлении от уклона подшипника. Если ролик толкает печь на подъем, то вал ролика будет упираться в упорную пластину подшипника на спуск, а если ролик толкает печь на спуск, то вал ролика будет упираться в упорную пластину подшипника на подъем.

Существует еще один распространенный тип конструкции опорного ролика, в котором упорный диск крепится болтами к концу вала, и при регулировке ролика для корректировки осевого давления печи диск на валу ролика будет давить на фланец вкладыша подшипника (рис. 3). Например, если ролик толкает печь на подъем, то упорный диск на валу ролика будет давить на упорный фланец подшипника на подъем, а вал ролика — ​в направлении спуска. Если регулировка опорного ролика приводит к осевому давлению печи в сторону спуска, то упорный диск будет давить на упорный фланец подшипника на спуск, а вал ролика — ​в направлении подъе­ма. Опять же, направление давления вала ролика всегда будет противоположно направлению осевого усилия печи, для которого он отрегулирован. Определить положение вала ролика на подшипниках таких типов можно только путем визуальной проверки положения упорного диска по отношению к вкладышу подшипника. Обычно между этим вкладышем и диском есть зазор примерно в 6—7 мм, и давление вала ролика направлено со стороны зазора (на спуск или на подъем).


Рис. 3. Опорный ролик с упорным диском на конце вала ролика. 1 — опорный ролик, 2— вал опорного ролика, 3 — вкладыш подшипника, 4 — упорный диск, 5 — торцевая крышка подшипника опорного ролика, 6 — фланец вкладыша подшипника

Два описанных типа конструкций опорных роликов типичны для большинства печей обжига клинкера, установленных на российских цементных предприятиях.
В программу ежедневного осмотра в ходе технического обслуживания печи необходимо включить определение направления осевого усилия опорных роликов. В случае чрезмерной перерегулировки роликов возникают условия для повышенного износа, которые могут привести к различным проблемам с техническим обслуживанием: провоцируется износ между бандажом и опорным роликом, станет чрезмерным давление печи на опорные ролики, может нагреваться подшипник, повысится ток двигателя привода печи и как следствие — ​износ компонентов привода, что приведет к увеличению эксплуатационных расходов. Чтобы избежать подобных проблем, необходимо сбалансировать осевое усилие на всех опорных роликах и свести его к минимуму. В случае печей для обжига по мокрому способу это еще важнее, учитывая увеличенную длину печи и число опорных роликов, поддерживаю­щих ее корпус.

Далее приведен простой метод определения осевого усилия на подшипники опорных роликов.

Установите стрелочный индикатор как можно ближе к верхней части подшипникового узла (как показано на рис. 4). Если ролик толкает печь на подъем, установите индикатор на подшипник на спуск, а если ролик тол­кает печь на спуск, установите индикатор на подшипник на подъем. Установите стрелку на нуль и наблюдайте за шкалой в течение полного оборота печи. Если в корпусе печи есть бие­ние из-за его деформации, стрелка будет двигаться, когда корпус давит на подшипник. Определите положение печи, при котором стрелка неподвижна, и убедитесь, что в этой зоне печи она установлена на нуль. Нанесите на ветошь небольшое количество масла и, когда корпус печи окажется в том месте, где указатель фиксирует нуль, сделайте небольшую отметку полоской масла на поверхности бандажа или ролика. Когда масло достигнет места соприкосновения ролика и бандажа, усилие на ролике снизится и стрелка на индикаторе придет в движение. Запишите значение перемещения стрелки по циферблату, чтобы оценить усилие на ролике. Отрегулированный ролик может не инициировать движения на циферблате, а сильно нагруженный ролик, наоборот, покажет большие скачки. Например, мало нагруженный узел подшипников будет двигаться в пределах 0,05—0,07 мм, а сильно нагруженные подшипники могут давать скачки до 1,5 мм. Если подшипники сильно нагружены, часто может заметно подскакивать все основание стальной конструкции опоры ролика.


Рис. 4. Проверка осевого усилия на подшипнике опорного ролика при помощи стрелочного индикатора

С помощью описанного метода можно регулировать опорные ролики таким образом, чтобы печь слегка упиралась в нижний упорный ролик, а колебания на подшипниках были одинаковыми, с минимальной или нулевой амплитудой. У печей для обжига по мокрому способу такая регулировка позволяет добиться более эффективной работы, снизить затраты труда персонала и расходы на техническое обслуживание.

Росс, Дж К вопросам о выверке и техническом обслуживании вращающихстя печей // Цемент и его применение. 2020. №5. С.68-71

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector