Устройство и принцип работы холодильника

«Волга 75» для печи мокрого способа 5×185 м

 

Холодильник состоит из корпуса, колосниковой решетки, дутьевых вентиляторов, вентилятора избыточного воздуха, транспортера уборки клинкерной просыпи и молотковой дробилки (рис. 21.). Решетка состоит из чередующихся поперечных рядов подвижных и неподвижных колосников. Подвижные колосники совершают возвратно-поступательные движения от кривошипно-шатунного привода, в результате чего осуществляется продвижение клинкера по решетке. Поступательное движение клинкера происходит вследствие того, что передняя лобовая часть колосника крутая, а задняя – пологая.

 

Рис. 21. Устройство и принцип работы колосникового переталкивающего холодильника

 

Для прохождения воздуха через слой клинкера колосники имеют щели шириной до 7 мм. Через эти щели просыпается мелкий клинкер, который перемещается к выгрузному концу скребковым транспортером.

Охлаждение клинкера производится воздухом, который нагнетается вентилятором общего дутья (или несколькими вентиляторами) в подрешеточное пространство, разделенное на несколько камер (I…IV) перегородками, что необходимо для того, чтобы в камерах поддерживать различное давление. Это обусловлено тем, что при высокой температуре вследствие увеличения объема и вязкости воздуха сопротивления слоя в начале холодильника практически в 4 раза выше, чем в конце. Поэтому в начальных камерах следует создавать более высокое давление воздуха, чем в последующих.

Следует иметь в виду, что с уменьшением расхода воздуха   снижается количество сбрасываемого горячего избыточного воздуха в атмосферу и, следовательно, возрастает тепловой КПД холодильника. Поэтому для повышения эффективности работы холодильника необходимо снижать расход воздуха, что можно компенсировать увеличением времени охлаждения путем повышения высоты слоя и снижением размера клинкерных гранул.

Проведенные на модели исследования, подтвержденные затем на промышленном холодильнике «Волга 75», показали, что при увеличении слоя H выше двух высот колосника h _кол наблюдается дополнительно два положительных эффекта.

1) происходит распределение фракций клинкера по высоте слоя – мелкий клинкер проваливается вниз, а крупный – вытесняется вверх.

2) при этом одновременно снижается скорость продвижения верхнего крупного клинкера, увеличивается время его охлаждения, следовательно, снижается температура и повышается КПД холодильника. Мелкий же клинкер нижних слоев продвигается быстрее, и в связи с малым размером и обдуванием холодным воздухом быстро охлаждается до низких температур.

При оптимизации работы холодильника целесообразно увеличивать слой клинкера на холодной камере. Это обусловлено следующими обстоятельствами. Теплообмен конвекцией, согласно уравнению

значительно снижается в холодной части вследствие уменьшения разности между температурой клинкера  и воздуха . Теплопроводность также уменьшается со снижением температуры клинкера.

Кроме того, как было отмечено ранее, с повышением температуры воздуха увеличивается сопротивление слоя и поэтому, чтобы частично выровнять эти значения в горячей и холодной частях следует увеличить слой на второй колосниковой решетке. На горячей решетке целесообразно поддерживать небольшой слой клинкера, так как вследствие повышенной теплопроводности и конвективного теплообмена при высоких температурах клинкер быстро охлаждается. Одновременно при этом снижается сопротивление слоя Δ Р, что, согласно уравнению

 

 

приводит к снижению потребляемой электрической энергии N, а резкое охлаждение клинкера повышает его качество.

В соответствие с рекомендациями многих машиностроительных фирм необходимо при проектировании холодильников заложить следующие параметры:

1) ширина решетки должна составлять 0,6 внутреннего диаметра печи, В _реш= 0,6· D _п^в, чтобы обеспечить равномерное распределение клинкера по ширине решетки;

2) равномерное распределение клинкера по ширине решетки обеспечивает равномерное прохождение воздуха через слой;

3) поддерживать высоту слоя клинкера на колосниковой решетке на уровне 600…800 мм;

4) дутьевые вентиляторы должны обладать достаточно высоким напором, чтобы преодолеть сопротивление вышеуказанного слоя;

5) скорость восходящего воздушного потока в шахте холодильника должна быть не более 5 м/с для снижения возврата в печь клинкерной пыли и обеспечения устойчивого факела;

6) осуществить тщательное уплотнение межкамерных перегородок, чтобы обеспечить необходимое продувание воздуха через горячий клинкер в начале холодильника;

7) иметь независимую от холодильника систему аспирации клинкерных течек.

Холодильник типа «Волга», особенно первых модификаций, по основным показателям не отвечает этим требованиям и поэтому подлежит модернизации вследствие следующих недостатков по приведенным параметрам.

1) ширина решетки равна 5,4 м при внутреннем диаметре печи 4,5 м, следовательно, В _реш = 5,4/4,5 =1,2· D _п^в, т.е. в два раза выше нормы;

2) для равномерного распределения клинкера по ширине решетки (помимо уменьшения её ширины) предназначено острое дутье, которое путем создания взвешенного слоя должно обеспечить растекание клинкера по ширине холодильника; однако вследствие завышенного положения первого ряда колосников клинкер сдувается воздухом вдоль, а не поперек холодильника;

3) сечение шахты несколько заужено, скорость восходящего воздушного потока составляет не 5, а около 8 м/с;

4) из-за того, что скребковый транспортер проходит через все межкамерные перегородки, не обеспечивается достаточное их уплотнение, и происходит переток воздуха из горячих камер в холодные, вследствие чего недостаточно быстро охлаждается клинкер в начале холодильника, снижается его КПД, и ухудшается активность клинкера;

5) как правило, аспирация клинкерных течек осуществляется вентилятором избыточного воздуха через дробилку, а так как сопротивление этого тракта значительно выше, чем свободное пространство над колосниковой решеткой, поэтому значительное количество горячего воздуха отсасывается аспирационным вентилятором, при этом снижается КПД холодильника.