Портал о строительстве и ремонтных работах

Агрегаты питания предназначены для непрерывного предвари­тельного дозирования минеральных материалов (песка и щебня) с це­лью равномерного питания сушильного барабана и сортировочно-дози­ровочной системы. Агрегаты питания являются связующим звеном между складом материалов и сушильным барабаном.

В состав агрегатов питания входят расходные емкости — бункера, дозаторы, транспортирующие устройства. Агрегаты питания должны обеспечивать возможность получения асфальтобетонных смесей любого стандартного рецептурного состава.

В основном агрегаты питания имеют четыре расходных бункера /, каждый вместимостью 4-25 м3 с однорядным их расположением. Бун­кера (рис. 11.3) установлены на раме 2, которая опирается на фундамен­тные опоры. Под каждым бункером размещены дозаторы 5, которые равномерным потоком подают минеральный материал на ленту транс­портера 3. На одной из боковых стенок бункеров установлены сводооб — рушители 6, препятствующие образованию сводов минеральных матери­алов на стенках бункеров и обеспечивающие выход материалов плот­ной массой на стол или ленту дозатора-питателя 4.

Бункера агрегатов питания загружаются материалами с временных или постоянных складов АБЗ при помощи грейферных кранов, одноков­шовых погрузчиков или бульдозеров с применением эстакад или транс­портеров.

В качестве дозаторов объемного или объемно-весового дозирова­ния применяют кареточные, ленточные, пластинчатые и вибрационные питатели. Производительность дозаторов регулируется специальными устройствами или секторными затворами, установленными у течек бун­керов. Первоначально устанавливают производительность дозаторов по количественной потребности тех или иных фракций минерального мате­риала в соответствии с рецептурным составом выпускаемой смеси. В процессе работы производится автоматическое или ручное регулирова­ние производительности дозаторов в зависимости от загруженности расходных бункеров сортировочно-дозировочного агрегата смеситель­ной установки.

В агрегатах питания для дозирования щебня большее применение находят кареточные, пластинчатые и вибрационные питатели, а для дози-
рования песка — ленточные. Иногда питатели объемного дозирования оборудуют контрольно-весовыми устройствами или применяют перенос­ные весы с ящиком для контрольного измерения производительности дозатора за определенное время дозирования.

Рис. 11.4. Вибрационный дозатор-питатель: 1 — бункер; 2 — сводо — обрушитель; 3 — вибровозбудитель; 4 — вибролоток; 5 — сектор­ный затвор; 6 — рычажно-весовая система; 7 — ленточный дат­чик-питатель; 8 — звуковой сигнал; 9 — пульт управления; 10 — весовая головка; 11- сервомеханизм.

Схема вибрационного дозатора с контрольно-весовым устройством представлена на рис. 11.4. Первоначальная производительность его ус­танавливается секторным затвором, приводимым в действие вручную штурвалом или электродвигателем при дистанционном управлении. В процессе работы необходимая производительность корректируется ав­томатической весовой головкой или с пульта управления. Весовая го­ловка соединена с рычажной весовой системой ленточного питателя.

Кареточные питатели (рис. 11.5) имеют простое конструктивное устройство и находят широкое применение в агрегатах питания. Каре­точный питатель имеет качающийся стол 3 с возвратно-поступательным движением. Ход стола не превышает обычно 40-60 мм. Число двойных ходов в минуту находится в пределах 40-60. Стол питателя установ­лен на роликах и приводится в движение посредством водила 4 и шату­на 5 от редуктора механизма качания 6. Обычно один механизм качания приводит в действие все столы агрегата питания.

Рис. 11.5. Кареточный дозатор-питатель.

Производительность дозатора регулируется секторным затвором 9, приводимым в действие сервомеханизмом 8. Для удобства настройки и контроля имеется шкала 7. Для предотвращения образования сводов минерального материала в бункере / на его боковой стенке установлен вибратор 2.

Отдозированный минеральный материал от каждого питателя-доза­тора по лоткам поступает на ленту собирающего конвейера агрегата питания, который транспортирует материал непрерывным потоком не­посредственно в сушильный барабан.

Агрегаты питания просты по конструкции, компактны, легко подда­ются автоматическому управлению. Их применение значительно повы­шает эффективность работы системы питания асфальтосмесительной установки. При выпуске битумоминеральных смесей дозирование ком­понентов полностью обеспечивается агрегатами питания.

Сушильные агрегаты предназначены для сушки и нагревания ми­неральных компонентов смеси до необходимой рабочей температуры. Сушильный агрегат состоит из цилиндрического сушильного барабана, вращающегося на опорных роликах, привода вращения сушильного бара­бана и топки с форсункой.

Сушка, т. е. выпаривание поверхностной и гигроскопической влаги и нагревание песка и щебня до температуры 160-250°С, происходит вслед­ствие радиационного излучения факела, конвективного переноса тепла от горячих газов к ссыпающемуся с лопастей материалу и частично от соприкосновения с горячими деталями сушильного барабана.

Высокая эффективность сушки достигается при непосредственном контакте поверхности минеральных материалов с потоками горячих га­зов. Для этой цели лопасти многократно поднимают минеральный мате­риал и сбрасывают его в поток горячих газов. Чем равномернее распре­делен ссыпающийся материал по поперечному сечению барабана, тем лучше он омывается потоком горячих газов и тем полнее и быстрее идет передача тепла от газов материалу.

По способу сушки различают барабаны с противоточной и поточ­ной сушкой. При поточной сушке горячие газы и высушенный материал движутся в одном направлении, при противоточной — движутся в про­тивоположных направлениях. Перепад температур между дымовыми га­зами и материалом составляет 150-200°С. При поточной сушке темпе­ратура дымовых газов составляет 350-400°С, а при противоточной — 180-200°С. Коэффициент использования тепла горячих газов в бараба­нах с противоточной сушкой выше, чем в барабанах с поточной сушкой, поэтому сушильные барабаны с противоточной сушкой получили широ­кое распространение.

Сушильный агрегат (рис. 11.6) имеет цилиндрический сушильный барабан, опирающийся на опорные ролики через бандажи. Стальные бан­дажи прикреплены к наружной поверхности барабана при помощи ком­пенсаторов для компенсации разных температурных деформаций бара­бана и бандажей. Цилиндрические обечайки барабанов изготовляют сварными из вальцованных стальных листов или труб соответствующе­го диаметра. Компенсаторы сушильных барабанов показаны на рис. 11.7. Упругие эллиптические компенсаторы (рис. 11.7, а) хорошо зарекомен­довали себя на сушильных барабанах малых диаметров и только со сто­роны дымовой коробки. Упругие тангенциальные компенсаторы (рис.

11.7, б) широко применяют на сушильных барабанах любых диаметров. Эти компенсаторы крепят к обечайке сваркой или болтами. Болтовое крепление компенсаторов является более надежным. Жесткие регулиру­емые компенсаторы (рис. 11.7, в) широко распространены, хотя регулиро­вание их теплового зазора является трудоемким процессом.

Рис. 11.6. Сушильный агрегат: 1 — загрузочная и дымовая короб­ки; 2 — сушильный барабан; 3 — рама; 4,11- бандажи сушильного барабана; 5 — компенсатор; 6 — упорный ролик; 7 — привод; 8 — зубчатый венец; 9 — защитный кожух; 10 — опорный ролик; 12 — кожух охлаждения барабана; 13 — разгрузочная коробка; 14 — топка; 15 — запальная форсунка; 16 — датчик горения топ­лива; 17 — форсунка; 18 — регулировка подачи топлива; 19 — топливопровод; 20 — разгрузочный (ссыпной) лоток; 21 — вентилятор охлаждения барабана и распыла топлива.

На сушильных барабанах больших диаметров во избежание деформации обечайки шаг установки компенсаторов I должен быть не более 2-2,5 шири­ны компенсатора; подбандажную плиту (пояс обечайки в зоне крепления компенсаторов) изготовляют шириной (4- 5) <5 и толщиной (1,5-2) b (здесь b — ширина бандажа; 5 — толщина стенки барабана). Шарнирные тангенциаль­ные компенсаторы (рис. 11.7, г) применяют на сверхмощных сушильных бара­банах и обжиговых печах при производстве керамзита и цементного клинкера.

Со стороны загрузки сушильные барабаны имеют торцовую стен­ку с отверстием для ввода материала и удаления дымовых газов, к кото­рой примыкают загрузочное устройство и дымовая коробка.

Рис. 11.7. Типы компенсаторов: 1 — бандаж; 2 — эллиптический компенсатор; 3 — обечайка барабана; 4 — подбандажная плита; 5 — тангенциальный компенсатор; 6 — опорный башмак; 7 — регулировочные прокладки; 8 — шарнирный компенсатор.

Наиболее часто загрузочное устройство состоит из лотка, проходяще­го через дымовую коробку и установленного под углом 60-70° к горизон­тальной оси для устранения зависания влажного материала (рис. 11.8, а).

Рис. И.8. Загрузочные устрой­ства: а — ссыпной лоток;

6 — ленточный конвейер;

в — виброжелоб;

1 — сушильный барабан;

2 — дымовая коробка.

При такой конструкции загрузочного устройства создаются небла­гоприятные условия движения дымовых газов (живое сечение резко уменьшается, скорость движения дымовых газов возрастает), в резуль­тате чего увеличивается вынос мелких частиц. Для улучшения условий выхода газов из сушильных барабанов иногда применяют подачу мате­риала в нижнюю часть барабана ленточным конвейером или виброже­лобом (рис. 11.8, б, в). При подаче материала конвейером привод ленты переносят на задний барабан, а в зоне разгрузки устанавливают защит­ный кожух. Однако лента конвейера подвергается воздействию высоких температур и быстро выходит из строя.

Известен способ загрузки сушильных барабанов при помощи коль- цевого элеватора, прифланцованного к барабану и имеющего ковши спе- циальной формы. Внутреннее устройство сушильного барабана разделяют на три конструктивные зоны (рис. 11.9). В первой зоне расположены винто- вые отгребающие лопасти 3, приваренные к обечайке барабана 5 и обеспечивающие интенсивное перемещение материала от загрузоч- ного торца /, чтобы не было пересыпания материала обратно в загру- зочную коробку. Угол подъема отгребающих лопастей составляет 45- 60° к продольной оси барабана, а длина первой зоны 0,5-0,8 диаметра барабана.

Рис. 11.9. Сушильный барабан: 1 — загрузочный торец; 2 — отвер­стие выхода дымовых газов; 3 — отгребающие лопасти; 4 — подъемно-сбрасывающие лопасти; 5 — обечайка барабана; в — разгрузочные лопасти; 7 — отверстие выхода материала. Во второй зоне применяют подъемно-сбрасывающие лопасти 4, рас­положенные параллельно оси барабана. Перемещение материала вдоль барабана обеспечивается благодаря наклону барабана к горизонту под углом 3-6°. В некоторых конструкциях для изменения производитель­ности применяют регулирование угла наклона барабана. Подъемно-сбрасывающие лопасти сушильных барабанов (рис. 11.10) разделяют на корытообразные мелкие (рис. 11.10, а) — встречаются наи­более часто из-за простоты конструкции; закрытые глубокие (рис. 11.10, б); криволинейные мелкие (рис. 11.10, в); серповидные (рис. 11.10, г); закрытые мелкие (рис. 11.10, д); закрытые глухие (рис. 11.10, е); плоские радиальные (рис. 11.10, ж); плоские, отклоненные вперед по ходу движе-

ния (рис. 11.10, з); плоские, отклоненные назад относительно хода движе­ния (рис. 11.10, и). Существуют также другие типы лопастей.

Рис. 11.10. Подъемно-сбрасывающие лопасти.

Закрытые глубокие лопасти (рис. 11.10, б) по рекомендации докто­ра технических наук, профессора Н. М. Михайлова выпускают со следу­ющими размерами: I = 0,2D; /; = 0,085D; d = 0,6D; а = 25-30°.

Во второй зоне лопасти устанавливают в несколько рядов по дли­не барабана с расстоянием между рядами 50-100 мм. Для лучшей пере­дачи тепла от газов к материалу лопасти в соседних рядах смещают на полшага. Длина лопастей в осевом направлении / = 0,6~0,8 м. Лопасти в более холодной части барабана приваривают, в более горячей их же­лательно крепить болтами во избежание деформации из-за неравно­мерного нагрева лопастей и обечайки.

В третьей зоне — зоне разгрузки, устанавливают плоские лопасти под углом 20-30° к оси барабана, что ускоряет продвижение материа­лов и предохраняет их от пережога радиационным излучением (что особенно важно для известняковых материалов). Иногда в третьей зоне устанавливают серповидные лопасти (рис. 11.10, г), которые проносят материал над факелом и ссыпают по его периферии. Серповидная форма лопастей целесообразна при малых размерах топки, когда сгорание топ­лива происходит в сушильном барабане.

Полное отсутствие лопастей в третьей зоне нежелательно, так как материал лежит во вращающемся барабане довольно узкой лентой

и большая часть поверхности барабана подвергается интенсивному ра­диационному и конвективному нагреву от факела топки и может быст­ро выйти из строя. Длина третьей зоны составляет 0,4-0,6 диаметра барабана.

Вращение сушильного барабана осуществляется шестеренным, цеп­ным или фрикционным приводом.

Шестеренный привод (рис. 11.11, а) состоит из ведущей шестерни 3 и ведомого зубчатого венца 2, закрепленного на барабане / при помо­щи компенсаторов. При высокой надежности и долговечности шесте­ренный привод имеет следующие недостатки: высокую стоимость вен — цовой шестерни, особенно для барабанов больших диаметров; наруше­ние зацепления между ведущей шестерней и зубчатым венцом ввиду возможного прогиба барабана и сложности регулирования зацепления при монтаже зубчатого венца.

Рис. 11.11. Приводы сушильных барабанов: а — шестеренчатый; б — цепной охватывающего типа; в — цепной тангенциального типа; 1- обечайка сушильного барабана; 2 — делительная окруж­ность ведомого зубчатого венца; 3 — ведущее зубчатое колесо; 4 — обводные ролики; 5 — натяжное зубчатое колесо;Е’№ — окруж­ное усилие, ведущего звена, приложенное к зубчатому колесу.

Цепной привод сушильных барабанов состоит из ведущей звез­дочки 3 (рис. 11.11, б, в), зубчатого венца 2 цепной передачи, закреп­ленного на сушильном барабане 1 при помощи компенсаторов, натяж­ной звездочки 5 и цепи.

На рис. 11.11, б показана цепная передача охватывающего типа с вращением ведущей звездочки и ведомого зубчатого венца в одну сто­рону, а на рис. 11.11, в — тангенциального типа с наружным зубчатым венцом 2 и вращением ведущей 3 и ведомой 2 звездочек в разные
стороны. Преимуществом цепной передачи охватывающего типа являет­ся простота конструкции.

Недостатки этой передачи заключаются в неравномерности натя­жения цепи при возможном прогибе барабана и неточности монтажа зубчатого венца цепной передачи, которая усугубляется также и тем, что натяжные звездочки или ролики выполнены неподпружиненными; не­благоприятном расположении ведущей звездочки под барабаном, кото­рое создает дополнительное усилие в опорных роликах, равное усилию натяжения в рабочей ветви цепи.

Цепная передача тангенциального типа с наружным ведомым зуб­чатым венцом сложнее по конструкции. Для этой передачи требуется установка натяжной звездочки 5 на пружинный амортизатор, примене­ние ведущей и натяжной звездочек относительно большого диаметра для обеспечения достаточного угла охвата ведомого зубчатого венца це­пью (а6 = 20-30°).

Достоинство этого типа привода состоит в том, что усилие натяжения рабочей ветви цепи, равное окружному усилию зубчатого венца, почти не передается на опорные ролики сушильного барабана.

Следует отметить, что хотя долговечность цепного привода несколь­ко ниже чем зубчатого, однако небольшая стоимость, простота обслужи­вания и ремонта, меньшие требования к точности монтажа делают цеп­ную передачу, особенно тангенциального типа, более перспективной по сравнению с зубчатой (шестеренчатой).

Зубчатые венцы цепной передачи состоят из обода с зубьями (рис. 11.12). Конструкции зубчатых венцов отличаются выполнением зубьев и их расстановкой на бандаже. На рис. 11.12, а изображен зубчатый венец из фрезерованных секторов, приваренных к бандажу и образующих непре­рывную линию зубьев. На рис. 11.12, б показан венец с длинными зубь­ями, при которых снижаются требования к точности их изготовления и шагу расстановки на ободе. На рисунке 7.12, в представлен венец с короткими зубьями. Они имеют профиль зуба обычной звездочки, а вту­лочно-роликовая цепь своими роликами ложится на впадины звездочки (зуба). Короткие зубья сложнее в изготовлении, но крепление их к обо­ду более надежное.

Фрикционный привод вращения сушильных барабанов встречается довольно редко. Вращение барабану передается от приводных опорных роликов 1 через опорные бандажи 2 (рис. 11.13) вследствие сил трения между приводными опорными роликами и бандажами. Для обеспечения надежной работы все четыре опорных ролика выполнены ведущими.

Опорные ролики с каждой стороны сушильного барабана либо насаже­ны на общий вал, либо соединены трансмиссионными валами.

Рис. 11.12. Зубчатые венцы цепных передач: а — секторный венец с нормальным шагом зубьев и вогнуто-выпуклой формой зуба; б — зубчатый венец с прореженными зубьями и прямолинейно-выпук­лой формой зуба; в — зубчатый венец с прореженными зубьями и выпуклой формой зуба; 1 — приводная цепь типа ПРИ; 2 — обечайка барабана; 3 — компенсатор; 4 — бандаж зубчатого венца; 5 — зубча­тый сектор; 6 — прямолинейно-выпуклый зуб; 7 — выпуклый зуб.

Преимуществом фрикционного привода по сравнению с цепным яв­ляется простота конструкции и меньшая стоимость. Фрикционный привод с одним двигателем и трансмиссионными валами можно применять для сушильных барабанов малой производительности. Для больших сушиль­ных барабанов все ролики оснащают индивидуальными приводами.

При зубчатом приводе каждый бандаж опирается на два опорных ро­лика. На больших сушильных барабанах для снижения контактных напря­жений ролики устанавливают попарно на балансирных опорах (рис. 11.14).

Кроме опорных роликов один из бандажей снабжают еще двумя упорными роликами, которые представляют собой мощные диски, закреп­ленные на осях, расположенных с обеих сторон бандажа. Назначение их состоит в том, чтобы воспрепятствовать передвижению сушильного ба­рабана вдоль оси. При правильной установке опорных роликов их оси должны быть строго параллельны оси сушильного барабана, однако в конструкциях опорных устройств роликов редко предусматривают при­способления для контроля точности их установки. Смещение барабана

по роликам в осевом направлении (вверх на уклон или вниз под уклон) вызывается возможным перекосом роликов, как показано на рис. 11.15.

Рис. 11.13. Фрикционный привод сушильного барабана.

Рис. 7.14. Установка балансирных роликов: 1 — бандаж; 2 — ролик; 3 — риски установки роликов; 4 — балансир; 5 — опора балансира; 6 — рама.

Рис. 11.15. Схема перекоса ролика: 1 — барабан; 2 — опорный ролик; 3 — бандаж; Т — окружная сила трения пары ролик-бан­даж; Тсм — сила, смещающая барабан вдоль оси.

При перекошенном ролике направление вектора силы трения со­ставляет с осью барабана некоторый угол, приводящий к возникновению осевой силы, которая может смещать барабан как вниз (под уклон), так и вверх (на подъем). Если два каких-либо ролика развернуты так, что со­здаются осевые силы различного направления, то на беговых поверхнос­тях бандажа и ролика быстро возникает шелушение и волнообразова­ние. Боковые поверхности упорного ролика и бандажа обычно обрабаты­ваются по конусу, что обеспечивает чистое качение одного по другому, так как вершины обоих конусов находятся на пересечении осей банда­жа и упорного ролика (рис. 11.16).

Рис. 11.16. Схема установки упорных роликов: а — наклонная; б — прямая; 1 — обечайка сушильного барабана; 2 — подбандажная плита; 3 — прямой бандаж; 4 — наклонно установленные ролики; 5 ~ прямо установленные ролики; 6 — конусный бандаж 6)

Упорный ролик иногда снабжен специальным устройством, при по­мощи которого его можно передвигать вдоль оси барабана, что позволяет прижимать ролик к бандажу. Однако в этом нет необходимости, так как ролики должны обеспечивать упор лишь в случае передвижения бара­бана вверх или вниз. Чрезмерное прижатие бандажа к ролику и быстрый износ последнего свидетельствуют о неправильной установке опорных роликов и необходимости их регулирования.

Разгрузочный торец сушильного барабана входит в кожух разгру­зочной коробки. Для сушильных барабанов малых диаметров наиболее часто применяют разгрузочные коробки с самотечным осыпанием мате­риала из барабана на ссыпной лоток 4 (минуя топку) разгрузочной короб­ки 2, установленный к горизонтальной оси под углом 45° для обеспечения свободного осыпания сухого материала в приемную воронку 5 горячего элеватора / (рис. 11.17, а). Преимущество разгрузочных коробок данного типа заключается в их простоте и надежности, недостаток — в большой длине лотка и необходимости заглубления приемной воронки горячего элеватора ниже поверхности пола, что в большой степени затрудняет ремонт и обслуживание горячего элеватора и увеличивает его длину.

3 4 5 в Рис. 11.17. Разгрузочные устройства сушильных барабанов: а — ссыпной лоток; б — ротационный элеватор.

Ввиду отмеченных недостатков сушильных барабанов больших диаметров выгрузку материалов из сушильного барабана осуществляют при помощи ротационного элеватора 3 (рис. 11.17, б), соединенного с обечайкой 4 сушильного барабана. Ротационный элеватор поднимает лопастями материал на уровень выше оси барабана и ссыпает его в приемную воронку 6, откуда по лотку 2 материал ссыпается в приемную воронку 7 горячего элеватора 1.

Сушильный барабан с ротационным элеватором показан на рис. 11.18. Применяя ротационный элеватор, возможно поднять нижнюю точку го­рячего элеватора выше поверхности пола и закрепить его непосредственно на раме сушильного барабана, что очень важно для обслуживания элева­

тора (особенно при засыпке избыточным количеством сухого материала при поломках), а также в передвижных установках для сокращения сро­ков монтажа. Внутреннюю поверхность лотков загрузочной и разгрузоч­ной коробок футеруют сменными листами из износоустойчивой стали. Плотность соединений обечайки вращающегося барабана и неподвижных кожухов дымовой коробки и топки обеспечивается лабиринтными или подпружиненными секторными уплотнениями 8 из износоустойчивой стали или термостойкой графитизированной резины. Стенки сушильного бара­бана, особенно в околотопочной зоне, могут нагреваться до очень высокой температуры. Во избежание высокого нагрева стенок и для уменьшения потерь тепла барабан закрывают кожухами. Нагретый под кожухом воз­дух подается дутьевым вентилятором в топку, что снижает потери тепла стенками барабана и улучшает процесс горения топлива.

12 3 4 5 6 7 8 9 Ю 11 12 Рис. 11.18. Сушильный барабан с ротационным элеватором: 1 — барабан; 2 — бандаж; 3 — опорный ролик; 4 — рама сушильного барабана; 5 — рама топки; 6 — фундаментные опоры; 7 — ротацион­ный элеватор; 8 — уплотнительные пластины; 9 — топка; 10 — зажигательный конус; 11- разгрузочный лоток; 12 — форсунка.

Тепловая изоляция непосредственно наружной поверхности ба­рабана нежелательна, так как под слоем теплоизоляции возможен чрез­мерный нагрев обечайки, что неблагоприятно отражается на ее проч­ности, ибо даже открытый барабан после окончания работы и прекра­щения подачи топлива оставляют вращаться на 10-15 мин для равно­
мерного охлаждения обечайки и предупреждения ее прогиба от соб­ственной массы.

Со стороны разгрузочной коробки барабана установлена топка, ра­ботающая на жидком или газообразном топливе. Околотопочную зону сушильного барабана с внутренней стороны можно футеровать плитами из жаростойкой стали. Топку сушильного барабана изготовляют из лис­товой стали и внутри футеруют огнеупорным кирпичом или жаростой­ким бетоном. Возможно применение нефутерованных топок из жаро­стойкой стали. Швы между кирпичами должны быть не более 1 мм и заполняться раствором из огнеупорной глины с магнезитовым порош­ком, Швы каждого ряда смещают для предотвращения выпадания сразу нескольких кирпичей.

Между металлической обечайкой и футеровкой прокладывают лис­товой асбест, основным назначением которого является компенсация их различного расширения в процессе работы топки.

Для увеличения срока службы футеровки топку устанавливают на раме агрегата при помощи специального крепления, позволяющего пери­одически, по мере появления одностороннего износа, поворачивать ее вокруг продольной оси.

Топка является ответственной частью сушильного агрегата. От каче­ства работы топки с форсункой (топочного агрегата) зависит термичес­кий кпд и расход топлива, а также качество приготовляемой смеси.

Режим горения и полнота сгорания топлива зависят от конструкции топки, конструкции форсунки и способа распыла топлива, т. е. от режима работы топочного агрегата в целом.

Процесс горения тяжелого топлива (мазута, наиболее часто приме­няемого для работы сушильных барабанов асфальтосмесительных уста­новок) происходит в две стадии: газификации капель топлива (пироге — нетического разложения) и сгорания продуктов газификации. Процесс газификации тяжелого топлива начинается при температуре около 600°С и интенсивно возрастает при 700°С и выше. Чем выше температура воздушно-топливной смеси и мельче распылено топливо, тем быстрее идет газификация и короче горящий факел.

Применение длиннофакельных форсунок ведет к увеличению вре­мени газификации и догорания топлива, которые протекают на значи­тельной части длины сушильного барабана. В сушильном барабане в горящий факел попадает материал с температурой не выше 220~250°С, что приводит к снижению температуры факела и возможной конденса­ции топлива на поверхности частиц каменного материала. Кроме того,
горящий в барабане факел теряет много тепла лучеиспусканием, что также ведет к снижению температуры факела и скорости газификации и, как следствие, к увеличению неполноты сгорания.

Химическая неполнота сгорания является следствием плохого сме­шивания воздуха с топливом и недостатка воздуха.

Механическая неполнота сгорания является следствием грубого распыла топлива, плохой его газификации и большой длины факела.

Известно несколько типов топочных устройств, применяемых на су­шильных агрегатах (рис. 11.19): закрытая топка, топка с зажигательным конусом, топки с газификацией вследствие рециркуляции (возвратного дви­жения) горячих газов, открытая топка с паровым распылом и топка с пред­варительной высокотемпературной подготовкой топлива в змеевиках.

Рис. 11.]9. Типы топок сушильных барабанов: 1 — топка; 2 — торцо­вая стенка; 3 — форсунка воздушного распыливания топлива; 4 — зажигательный конус; 5 — корпус; 6 — камера сгорания; 7 — направ­ляющий аппарат; 8 — форсунка парового распиливания топлива; 9 — змеевик; А — подача топлива; Б — подача воздуха; В — подача первич­ного воздуха; Г — подача вторичного воздуха; Д — подача пара.

В закрытых топках (рис. 11.19, а) распыливание топлива воздушное или воздушно-механическое, воздух для сжигания топлива подается в топку дутьевым вентилятором через форсунку.

Достоинства закрытых топок: простота конструкции, простота ре­монта и изготовления в производственных условиях на АБЗ. Недостат­ки: воздух необходимо подавать вентилятором, медленная газификация топлива в потоке холодного воздуха, что приводит к удлинению факела, и большая длина топок (L = 1,5D и более).

‘ т ‘ т ‘

В топках с зажигательным конусом (рис. 11.19, б) распыливание топлива воздушное или воздушно-механическое, но через форсунку по­дается воздух только для распыливания топлива в количестве 10-20 % необходимого воздуха (т. е. около 1~2 кг воздуха на 1 кг топлива), а недостающий воздух для сгорания топлива подсасывается через кольце­вые пространства между форсункой, зажигательным конусом и топкой.

Достоинства топок с зажигательным конусом по сравнению с закры­тыми: небольшая мощность дутьевого вентилятора, быстрый подогрев и испарение топлива в зажигательном конусе и более полное сгорание топлива непосредственно в топке.

Недостатки топок с зажигательным конусом: сложность конструкции и изготовления футеровки зажигательного конуса в производственных услови­ях (жаростойкий бетон или футеровочный кирпич специальной формы).

В показанной на рис. 11.19, в топке с газификацией топлива в предварительной камере, через форсунку подается воздух только на рас­пыливание топлива. В предварительной камере происходит газификация топлива, а горение заканчивается в основном пространстве топки. В результате эффекта эжекции часть горячих газов по специальным кана­лам проходит вокруг камеры газификации (рециркулирует) и поступает к предварительной камере, где нагревает воздушно-топливную смесь, обес­печивая быструю газификацию топлива.

Достоинства топки с газификацией топлива в предварительной камере: быстрая и полная газификация, 100 %-ное сгорание топлива, ко­роткий факел, малый коэффициент избытка воздуха (а= 1,05-1,1), так как топливо в основной камере горит как газ. Недостатки топок с гази­фикацией топлива в предварительной камере: сложность конструкции, изготовление камеры газификации из керамического материала высо­кой термостойкости, высокое давление распыливающего воздуха.

В топке с газификацией топлива в основной камере, представленной на рис. 11.19, г, через форсунку подается воздух только на распыливание топлива; недостающий воздух для горения топлива поступает в кольце­вое пространство между торцовой стенкой и топкой. В топке вследствие эжектирующего действия форсунки и вторичного воздушного потока происходит завихрение продуктов горения (рециркуляция горячих га­

зов), благодаря чему обеспечивается подогрев вторичного воздуха до высокой температуры и быстрое сгорание топлива.

Достоинства топок с газификацией топлива в основной камере: простота конструкции, сравнительно небольшая мощность дутьевого вен­тилятора, быстрый прогрев воздуха и хорошая газификация топлива, ко­роткий факел, малый коэффициент избытка воздуха (а = 1,05-1,1) и полное сгорание топлива. Недостаток топок с газификацией топлива в основной камере заключается в необходимости применения форсунки с большим конусом распыливания топлива.

В топке с паровым распылом (рис. 11.19, д) топливо распыливается паром давлением 0,6-0,8 МПа. Воздух на сжигание топлива поступает в топку через открытый торец вследствие разрежения, создаваемого в сушильном барабане дымососом.

Достоинство топок с паровым распыливанием: простота конструк­ции. Недостатки: паровоздушная смесь выходит из форсунки с очень большой скоростью и создает сильный шум; горение топлива происхо­дит только с поверхности факела (внутри факела горение отсутствует, так как пар не поддерживает горения), ввиду чего факел получается очень длинным; большой коэффициент избытка воздуха и высокий про­цент неполноты сгорания топлива.

В топке с предварительной высокотемпературной подготовкой топ­лива в змеевиках (рис. 11.19, е) топливо, проходя по змеевику и нагрева­ясь, подается в форсунку, в которую поступает и первичный воздух. Вторичный воздух поступает в топку через открытый торец. Газифика­ция происходит в короткой предварительной камере, омываемой снару­жи холодным воздухом, горение газифицированного топлива — в основ­ной камере.

Достоинства топок с предварительной высокотемпературной под­готовкой топлива: короткофакельное горение топлива, полное его сго­рание, низкий коэффициент избытка воздуха (а = 1,05-1,1), возмож­ность изготовления предварительной камеры из недорогих материа­лов. Недостатки таких топок: сложность регулирования нагрева топли­ва (мазута) в змеевике путем перемещения змеевика внутри топки; возможность закоксовывания и прогорания стенок змеевика при скоро­сти движения топлива в нем менее 0,5 м/с и температуре топлива в змеевике выше 300°С.

Существенно влияет на эффективность и экономичность работы топливной системы предварительный подогрев топлива, а также и воз­духа, поступающего в форсунки.

Для нагрева топлива используют паровые или масляные тепло­обменники, возможно использование тепла отработавших газов из су­шильного барабана или электронагревателей.

На рис. 11.20 показана наиболее распространенная схема подогрева топлива, применяемая в смесителе Д-508, в котором топливо подогрева­ется паровым змеевиком и самотеком поступает к насосу.

Рис. 11.20. Открытая система нагрева топлива: 1 — топливный бак; 2 — паровой змеевик; 3 — фильтр; 4 — насос; 5 — редукционный клапан; 6 — форсунка; 7 — манометр; 8 — дутьевой вентилятор.

5

г

При нагреве топлива выше 95°С возрастает упругость паров, что приводит к разрыву потока на линии между нагревателем и насосом и снижению подачи насоса.

По этой причине температура нагрева мазута в системе не должна превышать 90°С, хотя для распыливания и полного сгорания его она дол­жна быть более высокой (до 250-270°С).

Комментарии закрыты.