Отчет по практике в ЗАО “Невьянский цементник”

Броневые плиты с каблучковой поверхностью изготовляются из аустенитовой стали. Они в несколько раз износоустойчивее, чем бронеплиты из углеродистой стали. Размеры каблуков и расстояние между ними выбираются соответственно среднему диаметру шаров с таким расчетом, чтобы между ними не могли заклиниваться самые мелкие из загружаемых в камеру шаров. Каблуки можно размещать параллельными рядами или в шахматном порядке. В мельнице с такой футеровкой мелющие тела не скользят по броневым плитам. Броневые плиты, автоматически сортирующие мелющие шары, монтируются внутри мельницы кольцами так, что мелющая поверхность каждого кольца располагается под углом к центральной оси барабана.

 Конусно-ступенчатая  бронефутеровка образует набор  коротких усеченных конусов, обращенных  вершиной в сторону разгрузочной  части. В мельнице с такой футеровкой  более крупные и тяжелые мелющие  шары собираются у загрузочного  конца, а мелкие, более легкие  перемещаются к разгрузочному  концу. Благодаря этому отпадает  необходимость в перегородках  внутри мельницы.

Плиты надежно крепят к барабану мельницы болтами, которые изготовляют из мягкой стали, что обеспечивает тщательность их нарезки.

Для снижения шума между корпусом и плитами укладывают резиновые прокладки.

Помол сырья производится одновременно с его подсушкой отходящими от вращающейся печи газами с температурой 250 0 С.

Из разгрузочного конца мельницы сырьевая мука выносится газами в воздушно-проходной сепаратор, работающий в замкнутом цикле с сырьевой мельницей.

Разделение частиц материала по крупности и объемному весу основано на разнице скоростей, с которой частицы выпадают из воздушного потока.

В воздушно-проходном сепараторе из воздушного потока улавливаются и осаждаются только крупные частицы материала (крупка). Мелкие частицы улавливаются в циклонах, куда направляется запыленный воздух из сепаратора.

Воздушно-проходной сепаратор (рис. 20) состоит из кожухов 2 и 3. Воздух с исходным материалом поступает по патрубку 1 в корпус сепаратора 2. Из-за расширения канала, в котором движется смесь, скорость потока падает и крупные частицы выпадают из смеси под действием силы тяжести. Мелкие частицы проходят вместе с воздухом по направляющим лопаткам 4 во внутренний конус 3, где поток закручивается и из него выпадают частицы средней крупности в результате воздействия на них центробежных сил. Крупные частицы отводятся из сепаратора по патрубкам 6, а мелкие выносятся по трубе 5 в осадитель. Граница разделения регулируется дросселированием входящего потока или путем изменения угла поворота лопаток 4.

Рис. 20. Схема воздушно-проходного сепаратора

1 – патрубок; 2 – кожух внешний; 3 – кожух внутренний; 4 – направляющие  лопатки; 5 – труба; 6 – патрубки.

Получаемая сырьевая мука осаждается в циклонах D = 2,35 м (8 шт.). Она имеет влажность  менее 1 %. Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 02 и 008, который составляет 1 и 10 %. Производительность установки – 130 т/ч.

Воздух просасывается через установку при помощи дымососа ДЦ-       25 ´ 2, поступает в электрофильтр ЭГА 1 – 40 – 12 – 6 – 4, который в свою очередь просасывается дымососом ДРЦ-21 ´ 2. Очищенные газы выбрасываются в атмосферу по трубе 4,2 ´ 120 м. Разрежение перед мельницей – 500 МПа, за мельницей – 4500 МПа, за сепаратором – 4800 МПа. Температура газов перед мельницей – 160 0С, за мельницей – 65 0С.

После осаждения сырьевая мука собирается в бункере и при помощи пневмокамерных насосов ТА – 28 (П = 130 т/ч) по трубопроводу подается в двухъярусные силоса (D = 18 м, H = 60 м, V = 7850 м3, V = 8000 т), предназначенные для хранения, гомогенизации и усреднения сырьевой муки. Нижний ярус силоса выполнен в виде железобетонного цилиндра, верхний – из стальных царг.

Верхний силос – смесительный (D = 17,6 м, H = 12 м, V = 1750 м3,                  V = 2000 т).

В каждом смесительном силосе и соосно с ним расположена металлическая цилиндрическая камера 6 ´ 10 м, полезная вместимость которой до 230 т муки. В нижней части камера жестко связана с днищем силоса, а в верхней – с помощью четырех горизонтальных и радиально расположенных распорных труб так же соединена со стенкой силоса. Верх камеры открытый, а в нижней части имеются восемь проходных отверстий 800 ´ 400 мм.

По центру силоса смонтирована вертикальная переливная (выгрузочная) труба диаметром 1000 мм с сужением на выходе из смесительного силоса до 600 мм, которое выходит через перекрытие в ниже расположенный железобетонный запасной силос наружным диаметром 18 м.

На днищах силоса и камеры имеются 112 аэрокоробок, каждая из которых имеет корытообразный штамповочно-сварной корпус с рядом поперечных перегородок, образующих в коробке ряд изолированных друг от друга отсеков. По оси корпуса размещена перфорированная трубка с рядом строго расчетных отверстий для пропуска сжатого воздуха определенного количества.

Для большей интенсификации процесса усреднения муки под обрезами материалопроводов Ø 300 мм расположены специальные отбойные стальные пластины с конусом для создания кольцеобразной струи материально-воздушной смеси, выходящей из трубопровода со скоростью 20 – 30 м/с. Струя смеси с такой скоростью, интенсивно внедряясь в ранее замолотую сырьевую муку, практически мгновенно усредняет ее.

При периодическом режиме гомогенизации в период перемешивания работает на каждый силос один свой большой нагнетатель, а в период выгрузки – один этот же большой или малый нагнетатель. Два других (большой и малый) нагнетателя находятся в резерве. Большие и малые нагнетатели установлены в отдельном помещении отделения сырьевых мельниц, примыкающего к двухъярусным гомогенизационным силосам.

Отличительной особенностью конструкции смесительных силосов является то, что в них подача сжатого воздуха от нагнетателей производится одновременно во все аэрокоробки, находящиеся в силосе. Причем распределение его в определенных количествах по отдельным аэрокоробкам или даже отсекам в них осуществляется принудительно под напором за счет наличия строго расчетного диаметра и количества отверстий в воздухопроводящих перфорированных трубках и в корпусах аэрокоробок.

Аспирация смесительных и запасных силосов производится с помощью двух рукавных фильтров, оснащенных двумя аспирационными вентиляторами. Аспирационное оборудование размещается в межъярусном  пространстве на отметке + 43,00 м, уловленная пыль из рукавных фильтров непрерывно разгружается по течкам в нижерасположенные запасные силосы.

Корректирование сырьевой смеси производится по титру.

Сырьевой силос нарабатывается на ¾, после чего отбирается проба и проводится ее экспресс – анализ с определением титра. После этого на дозаторы сырья оператором подается сигнал на дозирование компонентов в соответствии с внесенными корректировками.

После того, как смесь откорректирована и гомогенизирована, она сбрасывается в нижний силос, где хранится (D = 18 м, H = 28 м, V = 6100 м3,                  V = 6000 т). Общая вместимость двух силосов позволяет иметь запас сырьевой муки, обеспечивающий работу печи в течение 3,3 сут.

Система аэрации верхнего силоса выполнена таким образом, что гомогенизация может осуществляться не только периодически, но и непрерывно. Система гомогенизации сырьевой муки способна при периодическом режиме работы обеспечивать степень усреднения сырьевой муки от 5 до 18, а при непрерывном режиме - 4. Подача воздуха в систему аэрации производится турбонагнетателями ЦНВ - 3 - 12000 м3/ч.

Нижний силос является запасным, и его разрыхлительная система рассчитана на аэрацию для обеспечения равномерной и полной выгрузки сырьевой муки из силоса. Сжатый воздух для аэрации запасных силосов подается от центральной компрессорной. Из запасных силосов сырьевая мука пневмодозирующими установками подается в расходные бункера узла питания печи.

Отделение работает непрерывно по двухсменному графику. Себестоимость 1 т сырьевой муки около 102,3 руб.

 

4. ОТДЕЛЕНИЕ ОБЖИГА

Обжиг клинкера производится в печном агрегате СМЦ - 26, в состав которого входят: вращающаяся печь диаметром 4,5 и длиной 80 м, этажерка с циклонным теплообменником высотой 90 м, реактор - декарбонизатор и колосниковый холодильник СМЦ - 33. Также имеется колонка увлажнения, запечный дымосос и другое тягодутьевое оборудования (рис. 21).

Рис. 21. Схема печного агрегата

1 – концевой дымосос ДРП 21 ´ 2; 2 – запечный электрофильтр; 3 – патрубок поступления отработанных газов из агрегатов помола и сушки сырья; 4 – колонка увлажнения; 5 – патрубок для подачи печных газов; 6 – запечный дымосос ДЦ – 32,5 ´ 2; 7 – устройство для присадки холодного воздуха и для впрыска воды в кральчатку дымососа; 8 – патрубок подачи сырьевой муки в циклонный теплообменник; 9 – запечный двухветвевой четырехступенчатый циклонный теплообменник с реактором – декарбонизатором; 10 – патрубок подачи топлива в реактор – декарбонизатор; 11 – воздуховод от охладителя клинкера к декарбонизатору; 12 – вращающаяся печь СМЦ – 9; 13 – устройство для охлаждения корпуса печи; 14 – устройство для замера температуры корпуса печи; 15 – охладитель клинкера СМЦ – 33 колосниковый переталкивающего типа; 16 – патрубок подачи топлива в горелочное устройство вращающейся печи; 17 – клинкерный конвейер; 18 – патрубок сброса излишнего воздуха из охладителя клинкера в атмосферу через аспирационное устройство.

 

Проектная производительность печного агрегата составляет 3000 т/сут (125 т/ч), удельный расход тепла на обжиг клинкера – 3559 Дж/кг (850 ккал/кг) и рабочей температурой 1450 0С. В качестве технологического топлива используется природный газ с теплотворной способностью 33201 кДж/нм3.

 Во вращающейся  печи происходит завершение декарбонизации  сырья и процесс клинкерообразования. В циклонном теплообменнике порошкообразная  сырьевая смесь нагревается отходящими  из печи и декарбонизатора  газами с дегидратацией сырья  и частичной его декарбонизацией.

Теплообмен в газоходах и циклонах происходит при параллельном движении газов и материала. Однако в целом циклонный теплообменник работает по принципу противотока.

Теплообмен между газами и сырьевой мукой происходит во взвешенном состоянии, при котором большая площадь поверхности сырьевой муки соприкасаясь с газами, обуславливает быстрый и интенсивный теплообмен. Время нагрева частиц сырьевой муки, взвешенной в газовом потоке, 30 – 35 сек. При этом сырье нагревается до 800 0С и более и частично декарбонизируется.

Степень декарбонизации сырья резко возрастает в усиленном циклонном теплообменнике, оснащенном реактором – декарбонизатором, в котором степень декарбонизации составляет 90 %.

4.1. Циклонный теплообменник

Усиленный циклонный теплообменник (рис. 22) предназначен для предварительной тепловой обработки и декарбонизации сырьевой муки за счет использования тепла отходящих из вращающейся печи газов и сжигания части топлива в установке декарбонизатора. В циклонных теплообменниках происходят реакции разложения глины на основные окислы, удаление гидратной воды, начинается и заканчивается декарбонизация и др.

Усиленный циклонный теплообменник разработан с целью увеличения удельной загрузки печи при сохранении стабильности и регулируемости технологического процесса обжига клинкера.

 

 

Рис. 22. Схема циклонного теплообменника

1 – установка загрузочная; 2, 3, 4 –  установка декарбонизатора; 5 – газоход  I ступени циклонов; 6, 7 – циклон I ступени; 8 – течки циклонов I ступени; 9, 10 – газоход II ступени циклонов; 11, 12 – циклон II ступени; 13 – течки циклонов II ступени;

14, 15 – газоход III ступени; 16, 17 – циклон III ступени; 18 – течки циклонов III ступени; 19, 20 - газоход IV ступени циклонов; 21 - течки циклонов IV ступени; 22, 23 - циклон IV ступени; 24 – клапан присадки воздуха; 25 – вращающаяся печь; 26 – воздухопровод от холодильника.

На каждую ветвь циклонного теплообменника запроектирован свой узел питания. Сырьевая мука из запасного силоса дозаторами подается в циклон - осадитель, а затем в расходный бункер емкостью 50 м3, оборудованный электротензометрическими взвешивающими устройствами (датчиками), связанными со вторичными приборами на центральном пульте управления. Из бункера аэрированная мука с помощью аэрационного питателя с установленным  на определенную производительность регулирующим клапаном поступает самотеком во взвешивающее устройство дозаторов и далее в пневмоподъемник непрерывного действия СМЦ - 145. Из пневмоподъемника под действием сжатого воздуха, создаваемого нагнетателями ЦНВ 200/3, материально-воздушная смесь поступает в газоходы между третьей и четвертой ступенями теплообменника.

Электротензометрические датчики, аэрационный питатель и взвешивающее устройство входят в комплект дозатора фирмы “Шeнк”. На каждую ветвь установлено 2 дозатора (1 рабочий, 1 резервный).

Для наладки системы питания печи предусмотрены трубопроводы от трассы подачи материала в теплообменник к запасному силосу.

В проекте предусмотрена установка системы очистки запыленного воздуха от узла питания печи. Очистка осуществляется в рукавном фильтре СМЦ – 101. Очищенный воздух вентилятором В–ЦП6 выбрасывается в атмосферу, уловленная пыль пневмовинтовыми насосами (I рабочий, 1 резервный) подается в запасной силос.

Усиленный циклонный теплообменник принципиально отличается от ранее применяемых конструкций теплообменников тем, что между нижней ступенью обычного двухветвевого четырехступенчатого циклонного теплообменника и вращающейся печью встроена установка декарбонизатора.

При работе вращающейся печи  в линии с применением усиленного циклонного теплообменника технологическое топливо сжигается как в самой вращающейся печи (около 30 %), так и в декарбонизаторе (около 70 %), при этом необходимый для горения топлива воздух в декарбонизатор подается из холодильника клинкера с температурой около 650 0С по специальному воздуховоду, соединяющему декарбонизатор и холодильник. Технологический процесс теплообмена между сырьем и горячими газами, поступающими в теплообменник одновременно из вращающейся печи и декарбонизатора, от IV до II ступени происходит аналогично обычному циклонному теплообменнику, т. е. сырье в виде тонкоизмельченной смеси (муки) влажностью около 0,5 % строго дозированного состава подается в газоходы перед IV ступенью в обе ветви одновременно.