КОЛОСНИК КОЛОСНИКОВОГО ОХЛАДИТЕЛЯ ПЕРЕТАЛКИВАЮЩЕГО ТИПА С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ И ВЕРТИКАЛЬНЫМ ПРОДУВОМ

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. Известный колосник имеет также и другие недостатки, такие, как низкий теплосъем, наличие просыпи в подколосниковое пространство, большой удельный расход охлаждающего воздуха.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является колосник, известный по патенту на полезную модель №117594 «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:
- относительно высокая температура клинкера на выходе из горячей решетки, т.е. низкая степень охлаждения, вследствие относительно низкого теплосъема;
- низкая производительность колосникового охладителя, высокие энергозатраты вследствие низкой скорости охлаждения клинкера;
- наличие просыпи в подколосниковое пространство вследствие образования сквозных зазоров между колосниками в колосниковой решетке охладителя;
- большой удельный расход охлаждающего воздуха вследствие потерь через сквозные зазоры между колосниками в колосниковой решетке охладителя.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно:
- увеличение теплосъема на колосниковой решетке и снижение температуры клинкера на выходе из горячей решетки;
- увеличение скорости охлаждения клинкера, повышение производительности колосникового охладителя и снижение энергозатрат;
- значительное снижение просыпи в подколосниковое пространство;
- снижение удельного расхода охлаждающего воздуха.
Согласно заявляемой полезной модели, технический результат достигается тем, что колосник колосникового охладителя переталкивающего типа с горизонтальным и вертикальным продувом, содержащий горизонтальное основание и наклонную к нему рабочую плиту, имеющую сквозные проходы для охлаждающего воздуха и преломляющуюся с образованием толкающей площадки, при этом на толкающей площадке выполнены сквозные проходы для охлаждающего воздуха.
Вдоль одного из боковых бортов колосника выполнен выступ в виде планки.
Живое сечение сквозных проходов для охлаждающего воздуха на толкающей площадке колосника не должно превышать среднюю площадь технологических зазоров между колосниками, приходящуюся на один колосник в колосниковой решетке охладителя.
Согласно заявляемой полезной модели, выполнение на толкающей площадке сквозных проходов для охлаждающего воздуха, позволяет увеличить теплосъем на колосниковой решетке и снизить температуру клинкера на выходе из горячей решетки, увеличить скорость охлаждения клинкера, повысить производительность колосникового охладителя и снизить энергозатраты.
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:
, формула (1)
вв
вв
p
где q, T, C - массовый расход, температура и теплоемкость воздуха.
Процесс охлаждения клинкера можно описать следующей зависимостью:
, формула (2)
кл
кл
кл
где Н - толщина слоя клинкера,  - гранулометрические характеристики слоя клинкера; Т - температура клинкера, q - массовый расход клинкера, выходящего из печи.
Таким образом, применение горизонтального продува дополнительно к вертикальному в заявляемой полезной модели позволяет увеличить подачу охлаждающего воздуха, обеспечить более глубокое проникновение холодного воздуха в слой горячего клинкера с более равномерным его распределением внутри слоя.
Следовательно, исходя из формул (1) и (2), увеличивается теплосъем на колосниковой решетке, а значит, и снижается температура клинкера на выходе из горячей решетки. Вследствие усиления процесса конвекции происходит ускорение охлаждения горячего клинкера, а значит, повышается производительность колосникового охладителя, что, в свою очередь, снижает энергозатраты на охлаждение клинкера.
Согласно заявляемой полезной модели, выполнение вдоль одного из боковых бортов колосника выступа в виде планки позволяет значительно снизить просыпь в подколосниковое пространство, а также снизить удельный расход охлаждающего воздуха.
Выступ в виде планки вдоль одного из боковых бортов колосника позволяет закрыть сквозной зазор между колосниками в колосниковой решетке. В процессе эксплуатации охладителя зазоры между колосниками в колосниковой решетке заполняются клинкером мелкой фракции. В дальнейшем этот клинкер уплотняется до такой степени, что полностью устраняет потери охлаждающего воздуха и просыпь клинкера в подколосниковое пространство. Благодаря отсутствию в конструкции «нащельника» каких-либо зацепов или замков в процессе монтажа колосников не возникает никаких трудностей в небольшом их смещении относительно друг друга вследствие того, что подколосниковые балки в процессе эксплуатации подвержены короблению.
Согласно заявляемой полезной модели, выполнение сквозных проходов для охлаждающего воздуха на толкающей площадке колосника таким образом, чтобы живое сечение сквозных проходов на толкающей площадке не превышало среднюю площадь технологических зазоров между колосниками, приходящуюся на один колосник в колосниковой решетке охладителя, позволяет не увеличивать расход охлаждающего воздуха, а значит, использовать уже существующие вентиляторы и другое оборудование.
Закрытие межколосниковых зазоров, предусмотренных для компенсации температурных расширений колосников, и выполнение сквозных проходов на толкающей площадке колосника с площадью живого сечения, не превышающей среднюю площадь этих технологических зазоров из расчета на один колосник в колосниковой решетке, позволяет, не увеличивая общего расхода охлаждающего воздуха, правильно распределить его, направив в сквозные проходы на толкающей площадке колосника, обеспечив дополнительно к вертикальному горизонтальный продув. При этом, конечно же, должен быть соблюден и ряд других условий, например, герметизация межкамерных перегородок в подколосниковом пространстве и т.п..
Сущность заявляемой полезной модели поясняется рисунками:
На фиг.1 - показан общий вид колосника колосникового охладителя переталкивающего типа с горизонтальным и вертикальным продувом;
На фиг.2 - показан фрагмент колосниковой решетки (вид сверху);
На фиг.3 - показан фрагмент колосниковой решетки (вид сбоку);
На фиг.4 - показан фрагмент колосниковой решетки (вид снизу).
Заявляемый колосник колосникового охладителя переталкивающего типа с горизонтальным и вертикальным продувом содержит горизонтальное основание 1 и наклонную к нему рабочую плиту 2, имеющую сквозные проходы 3 для охлаждающего воздуха и преломляющуюся с образованием толкающей площадки 4. На толкающей площадке 4 колосника выполнены сквозные проходы 5 для охлаждающего воздуха. Сквозные проходы 3, 5 для охлаждающего воздуха могут выполняться как в виде щелей разной направленности, так и в виде отверстий.
На рабочей плите 2 могут выполняться углубления 6 для футеровки их теплоизоляционным и износостойким материалом, чтобы защитить колосник от коррозионного и абразивного износа.
Вдоль одного из боковых бортов 7 колосника выполнен выступ в виде планки 8.
Живое сечение сквозных проходов 5 для охлаждающего воздуха на толкающей площадке 4 колосника не должно превышать среднюю площадь технологических зазоров 9 между колосниками, приходящуюся на один колосник в колосниковой решетке охладителя.
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-поступателыюго 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.