КОЛОСНИК КОЛОСНИКОВОГО ОХЛАДИТЕЛЯ ПЕРЕТАЛКИВАЮЩЕГО ТИПА

Полезная модель относится к оборудованию для производства цемента, в частности, к устройствам для охлаждения и транспортирования сыпучих материалов в колосниковых холодильниках переталкивающего типа, и может быть использовано в промышленности строительных материалов.
В России наиболее распространенным конструктивным решением, применяемыми при изготовлении колосников колосниковых холодильников, является конструкция колосника отечественного колосникового холодильника типа «Волга», разработанная УЗТМ и научно-исследовательским институтом НИИЦЕММАШ. (А.И.Боганов. Механическое оборудование цементных заводов. - Москва-Свердловск: Машгиз, 1961 г., стр.241-246). Известный колосник имеет наклонную или горизонтальную прямолинейную рабочую поверхность со щелями для прохода охлаждающего воздуха. При работе колосника такой конструкции происходит снижение прочности рабочей плиты на участках, где не выполняются сквозные проходы для охлаждающего воздуха, в связи с ускорением процесса химической коррозии из-за сильного нагрева этих участков. Чтобы продлить срок работы колосника при данной конструкции необходимо, не рассматривая подбор сплава, прибегать к утолщению рабочей плиты. Увеличение металлоемкости колосника приводит к его удорожанию, к перегрузке подколосниковых балок.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является колосник, известный по заявке на полезную модель №2012109357 «Колосник колосникового охладителя переталкивающего типа», содержащий горизонтальное основание и наклонную к нему рабочую плиту прямолинейной формы со сквозными проходами для охлаждающего воздуха, при этом в рабочей плите выполнены углубления, которые в вертикально-продольном разрезе колосника имеют форму треугольника или нескольких треугольников, примыкающих друг к другу с образованием чередующихся впадин и выступов. Во всех углублениях в рабочей плите колосника выполняется теплоизоляционная и износостойкая футеровка. Углубления в рабочей плите колосника выполнены на всех участках между сквозными проходами для охлаждающего воздуха. Углубления в рабочей плите колосника выполнены на участках над ребрами жесткости.
Недостатками известного колосника колосникового охладителя переталкивающего типа:
- неравномерное распределение клинкера на колосниковой решетке вследствие отсутствия возможности колосника быстрее перемещать клинкер в местах его повышенного скопления;
- относительно высокая температура клинкера на выходе из горячей решетки вследствие относительно низкого теплосъема на участках колосниковой решетки, где имеет место повышенное скопление горячего клинкера;
- относительно низкая скорость охлаждения клинкера вследствие отсутствия перемешивания слоя клинкера в местах его повышенного скопления на колосниковой решетке.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно:
- обеспечение равномерного распределения клинкера на колосниковой решетке;
- увеличение теплосъема на участках колосниковой решетки, где имеет место повышенное скопление горячего клинкера, и снижение температуры клинкера на выходе из горячей решетки;
- обеспечение перемещения клинкера с одновременным перемешиванием его слоя на всей колосниковой решетке и увеличение скорости охлаждения клинкера.
Согласно заявляемой полезной модели, технический результат достигается тем, что колосник колосникового охладителя переталкивающего типа содержит горизонтальное основание и наклонную к нему рабочую плиту со сквозными проходами для охлаждающего воздуха, при этом наклонная рабочая плита преломляется в виде гребня с увеличением высоты толкающей площадки на величину, равную высоте этого гребня.
Линия преломления наклонной рабочей плиты расположена от линии, отделяющей наклонную рабочую плиту от горизонтального основания, на расстоянии 2/3 длины рабочей плиты в горизонтальной проекции.
Угол наклона участка рабочей плиты, образующего гребень, относительно горизонтального основания колосника не должен превышать 45°.
Согласно заявляемой полезной модели, преломление наклонной рабочей плиты в виде гребня с увеличением высоты толкающей площадки на величину, равную высоте этого гребня, позволяет равномерно распределять клинкер на колосниковой решетке, снизить температуру клинкера на выходе из горячей решетки, увеличив теплосъем на участках колосниковой решетки, где имеет место повышенное скопление горячего клинкера, увеличить скорость охлаждения клинкера, перемещая клинкер с одновременным перемешиванием его слоя на всей колосниковой решетке.
Согласно заявляемой полезной модели, увеличение высоты толкающей площадки на величину, равную высоте гребня, выполняемого на рабочей плите колосника, позволяет увеличить площадь толкаемой поверхности, а значит, позволяет быстрее перемещать горячий клинкер в местах повышенного скопления клинкера, т.е. за один и тот же промежуток времени на участках колосниковой решетки, где смонтированы колосники, выполненные согласно заявляемой полезной модели, перемещается больший объем клинкера, чем на участках колосниковой решетки с известными колосниками. Вследствие этого, слой клинкера на колосниковой решетке выравнивается.
Перемещение большего количества клинкера в единицу времени на участках колосниковой решетки с повышенным скоплением клинкера позволяет быстрее перемешивать такой слой клинкера, а значит, и увеличить скорость его охлаждения.
Согласно заявляемой полезной модели, выполнение преломления наклонной рабочей плиты колосника от линии, отделяющей наклонную рабочую плиту от горизонтального основания, на расстоянии 2/3 длины рабочей плиты в горизонтальной проекции позволяет не поднимать высоту слоя горячего клинкера, перемещаемого по колосниковой решетке, а также не создавать слишком большого сопротивления перемещению клинкера по рабочей плите колосника. Например, если увеличить угол наклона всей рабочей плиты колосника относительно горизонтального основания, не выполняя гребня, то можно увеличить высоту толкающей площадки, но при этом увеличится и высота слоя клинкера, который необходимо перемещать. Большой угол наклона рабочей плиты колосника относительно горизонтального основания значительно увеличит сопротивление перемещению клинкера по рабочей плите колосника. Вследствие этого, в заявляемой полезной модели рабочая плита колосника приподнимается только на участке вблизи толкающей площадки.
Согласно заявляемой полезной модели, возможность изменения высоты гребня, выполняемого на рабочей плите колосника, позволяет добиваться оптимальной толщины слоя клинкера на колосниковой решетке для получения максимального теплосъема.
Согласно заявляемой полезной модели, ограничение угла наклона участка рабочей плиты, образующего гребень, относительно горизонтального основания колосника углом в 45° не позволяет создавать чрезмерно большого сопротивления перемещению клинкера по колосниковой решетке.
При фиксированном расходе воздуха теплосъем в горячей камере определяется толщиной слоя клинкера, его гранулометрическим составом, температурой и расходом воздуха. Давление под решеткой в горячей камере при фиксированном расходе воздуха зависит от толщины слоя клинкера и его гранулометрии. Теплосъем в горячей камере определяется следующим выражением:
вв
p
вв
вв
W=q·C(T)·T,
вв
вв
p
где q, T, C - массовый расход, температура и теплоемкость воздуха.
Процесс охлаждения клинкера можно описать следующей зависимостью:
,
кл
кл
кл
где H - толщина слоя клинкера,  - гранулометрические характеристики слоя клинкера; T - температура клинкера, q - массовый расход клинкера, выходящего из печи.
Зависимость теплосъема W от толщины слоя Н клинкера можно показать следующим образом:
0
Из этого следует, что теплосъем имеет максимальное значение при определенной толщине слоя H. Соответственно при этой толщине минимальна температура клинкера, выходящего из горячей решетки. Поэтому, согласно заявляемой полезной модели, высота гребня на рабочей плите колосника может меняться, позволяя добиваться оптимальной толщины слоя клинкера. При этом высота гребня ограничивается углом наклона участка рабочей плиты, образующего гребень, относительно горизонтального основания. Этот угол не должен превышать 45° для того, чтобы не создать такого сопротивления перемещению клинкера, которое просто запрет клинкер между колосниками.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется рисунками:
На фиг.1 - показана схема колосникового охладителя переталкивающего типа;
На фиг.2 - показан фрагмент колосниковой решетки с рядом стоящими колосниками известного конструктивного решения и заявляемым колосником;
На фиг.3 - показан общий вид заявляемого колосника колосникового охладителя переталкивающего типа;
На фиг.4 - показан продольный разрез заявляемого колосника колосникового охладителя переталкивающего типа.
Обожженный клинкер 1 из печи 2 поступает через приемную шахту 3 охладителя непосредственно на загрузочный участок колосниковой решетки 4. Охлаждение производится воздухом 5, продуваемым вентиляторами через колосниковую решетку 4 и находящийся за ней слой клинкера 1. На участках колосниковой решетки 4, где наблюдается повышенное скопление горячего клинкера 1, устанавливаются колосники, выполненные согласно заявляемой полезной модели 6, а на остальных участках колосниковой решетки 4 устанавливаются колосники известного конструктивного решения 7. Движение 8 клинкера 1 направлено от печи 2 к разгрузочному концу колосниковой решетки 4.
Заявляемый колосник 6 колосникового охладителя переталкивающего типа содержит горизонтальное основание 9 и наклонную к нему рабочую плиту 10 со сквозными проходами 11 для охлаждающего воздуха 5. Сквозные проходы 11 для охлаждающего воздуха 5 могут выполняться как в виде щелей, так и в виде отверстий. На рабочей плите 10 могут выполняться углубления 12 для футеровки их теплоизоляционным и износостойким материалом для защиты колосника 6 от коррозионного и абразивного износа.
a
Рабочая плита 10 на расстоянии 2/3 своей длины в горизонтальной проекции (b=2/3·) от горизонтальной плиты 9 преломляется в виде гребня 13 с увеличением высоты толкающей площадки 14 на величину, равную высоте с этого гребня 13.
Высота с гребня 13 на рабочей плите 10 колосника 6 может меняться, при этом угол α наклона участка рабочей плиты 10, образующего гребень 13, относительно горизонтального основания 9 колосника 6 не должен превышать 45°.
В состав колосникового охладителя переталкивающего типа входят колосниковая решетка, основание, кожух, скребковые конвейеры для уборки просыпи, приводы колосниковой решетки, разгрузочное устройство с молотковой дробилкой, вентиляторы для подачи охлаждающего воздуха, установка для охлаждения и увлажнения избыточного воздуха, сбрасываемого через аспирационную установку в окружающую среду, аспирационная установка, футеровка.
Все детали охладителя, подвергающиеся действию высоких температур (колосники и другие детали колосниковой решетки), выполняют из жаропрочной высоколегированной стали.
На колосниковой решетке клинкер охлаждается и транспортируется от вращающейся печи на клинкерные конвейеры. Решетка состоит из нескольких секций, расположенных с уступом друг относительно друга. Подвижные колосники каждой секции оснащены отдельным кривошипно-шатунно-рычажным приводом. Подвижные и неподвижные колосники закреплены соответственно на подвижных и неподвижных поперечных подколосниковых балках. Каждый поперечный ряд подвижных колосников перекрывается последующим рядом неподвижных колосников. Между колосниками предусмотрены зазоры для компенсации их температурных расширений.
Охлаждение клинкера, поступающего из печи в охладитель при температуре 1150-1350°С, осуществляется потоком воздуха, продуваемого через клинкер, находящийся на решетке, вентиляторами. При этом температура клинкера на выходе из охладителя составляет 60-100°С
Колосник колосникового охладителя переталкивающего типа используется следующим образом:
Обожженный клинкер из печи поступает через приемную шахту охладителя непосредственно на загрузочный участок колосниковой решетки.
Перемещение клинкера на колосниковой решетке с одновременным перемешиванием его слоя осуществляется за счет наклонного возвратно-поступательного движения подвижных колосников под некоторым углом к горизонтали. Колосники имеют щели для прохода охлаждающего воздуха, поэтому при транспортировании клинкера по колосниковой решетке мелкие куски просыпаются через эти щели в подколосниковое пространство и убираются с помощью двух скребковых конвейеров.
Подколосниковое пространство разделено перегородками на отдельные камеры, в которые от вентиляторов подается охлаждающий воздух. Охлаждение производится воздухом, продуваемым вентиляторами через колосниковую решетку и находящийся за ней слой клинкера. Воздух при этом нагревается и поступает частично во вращающуюся печь, частично по специальному воздуховоду в декарбонизатор, где используется для поддержания горения топлива. Избыточный воздух из охладителя сбрасывается в окружающую среду через патрубок и аспирационную установку.