CC BY
56УДК 66.047.45
В.В. КУРНОСОВ, канд. физ-мат. наук, Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (Москва); А.К. ПОЛЕТАЕВ, директор, М.Н. КОРАБЛИН, главный инженер, М.В. ГОРЯЧЕВ, начальник ОТК, ОАО «Тульский кирпичный завод»
Конвективно-инжекционная камерная сушилка1
Сушка кирпича-сырца является одним из ответственных переделов производства керамического кирпича. Процесс сушки оказывает существенное влияние на качественные показатели — прочностные и потребительские свойства керамического кирпича.
Высокие требования современного рынка стройматериалов к качественным показателям керамического кирпича поставили перед ОАО «ТКЗ» задачу разработки новой технологии сушки в условиях действующего производства.
Модернизация производства проводилась с использованием действующей транспортной системы загрузки/выгрузки, сушильные камеры адаптированы под существующие десятиполочные самосбрасывающиеся келлеровские тележки для камерных сушилок типа Росстромпроекта (рис. 1).
Конвективно-инжекционная камерная сушилка представляет собой агрегат периодического действия с многократной внутрикамерной рециркуляцией, боковой рассредоточенной инжекционной подачей свежего теплоносителя и сосредоточенным нижним отбором отработанного теплоносителя. Камерная сушилка оборудована индивидуальным теплогенератором. Управление и контроль процесса сушки производится в автоматическом режиме по программе.
Внутри сушильной камеры располагаются два параллельных рельсовых пути. Емкость сушильной каме-
ры по кирпичу 1НФ ГОСТ 530-2007 составляет 7680 шт. (2 пути х 32 рядка х 120 шт.). Загрузка материала осуществляется через две откатные двери с переднего торца сушильной камеры (рис. 2). Тяжелые теплоизолированные двери с резиновыми уплотнителями за счет собственного веса обеспечивают герметичность при давлении внутри сушильной камеры до +250 Па. С противоположного торца сушильной камеры располагается нагнетательная камера и система теплоснабжения (рис. 3).
Система теплоснабжения сушильной камеры включает (рис. 3, 4):
• систему воздуховодов подачи/отбора теплоносителя с тремя дроссельными клапанами (воздух из цеха У1, выброс отработанного теплоносителя в атмосферу У3, рециркулят У2) 00,5 м;
• газовый воздухонагреватель (ВНС-0,2) с центробежным вентилятором ВРАВ-5;
• блок управления процессом сушки БУТР-1. Сушка кирпича-сырца происходит за несколько стадий с использованием отработанного теплоносителя [1].
Для исключения образования вредных и тем более взрывоопасных компонентов при работе системы теплоснабжения в начальный период сушки при минимальной подаче свежего воздуха конструкция воздухонагревателя была дополнена устройством дожигания продуктов неполного сгорания, эффективность
Рис. 1. Транспортные механизмы загрузки/выгрузки и расположение кирпича в сушильной камере на рядке
1 В статье использованы результаты работ по Договору № 13.G25.31.0089 от 22.10.2010 г. в рамках Постановления Правительства РФ № 218 от 09.04.2010 г.
¡■Л ®
май 2012
51
Дымовая труба
Рис. 2. Сушильная камера со стороны откатных дверей
которого была апробирована при внедрении технологии малоокислительного нагрева на нагревательных печах ОАО «ЗиО-Подольск» в ходе выполнении работ по Постановлению Правительства РФ № 218 от 09.04.2010 г. Использование технических решений по дожиганию продуктов неполного сгорания на режиме разогрева сушильной камеры, когда до 90% отработанного теплоносителя поступает в камеру сгорания, позволило существенно сократить вредные выбросы, поступающие в сушильную камеру и выбрасываемые в атмосферу [2].
Подача теплоносителя (рециркулят, сухой воздух из цеха или их смесь)
Нагрев теплоносителя происходит при его прохождении через газовый воздухонагреватель ВНС-0,2. Центробежный напорный вентилятор ВРАВ-5 накачивает теплоноситель через ВНС-0,2 и нагнетательную камеру в 40 труб квадратного сечения 120x120 мм и длиной 11,35 м, которые располагаюются внутри сушильной камеры, одновременно являясь полками (рустами) для сушильных полет (рамок) и воздуховодами раздачи теплоносителя по всему внутреннему объему сушильной камеры. По длине каждой трубы сбоку имеются сопла круглого сечения, направленные навстречу друг другу. Диаметр отверстий подобран таким образом, чтобы обеспечить максимальную эжекцию отработанного теплоносителя для создания циркуляционных контуров внутри массива кирпичной садки (рис. 5).
Сушильная камера в процессе работы нагнетающего вентилятора ВРАВ-5 и при плотно закрытых дверях находится под давлением до 170 Па. В задней нижней части сушильной камеры непосредственно под нагнетательной камерой имеются две ниши (камины) для отвода отработанного теплоносителя. Принцип воздухообмена заключается в следующем: свежий теплоноситель вытесняет из внутреннего объема сушильной камеры под давлением более холодный, насыщенный и тяже-
Камера1
Воздух из цеха
Газ от ГРУ
Газ на горение
Воздух на горение
Отработанный теплоноситель
Теплоноситель
Рис. 3. Схема теплоснабжения
лый отработанный теплоноситель, который подается в систему рециркуляции или выбрасывается в атмосферу. Давление внутри камеры поддерживается автоматически степенью открытия дроссельной заслонки У3 на выброс отработанного теплоносителя в атмосферу.
Весь цикл сушильного процесса условно можно разделить на несколько периодов.
Загрузка-выгрузка сушильной камеры
сырым полуфабрикатом с температурой 38±2оС. Температура среды внутри сушильной камеры 28±2оС. Время загрузки/выгрузки обеих половинок приблизительно 2—2,5 ч. Двери камеры открыты, система теплоснабжения отключена.
Рис. 4. Сушильная камера со стороны системы теплоснабжения: а - общий вид системы теплоснабжения, расположенной в техническом помещении сзади сушильных камер; б - вид со стороны дроссельной заслонки У1 подачи воздуха из цеха; в - вид со стороны шкафа управления процессом сушки
52
май 2012
im ^ >ш_ I
technology
Sfjrtj
■яя
Рис. 5. Вид рустов (воздуховодов) из трубы
Пуск камеры
После полной загрузки камеры двери герметично закрываются, включается система теплоснабжения и начинается процесс сушки в автоматическом режиме по шагам установленной программы.
Шаг № 1. Начальный период процесса сушки.
Отработанный теплоноситель почти полностью возвращается через открытую дроссельную заслонку Y2 рециркуляции в камеру. Степень открытия заслонки Y2 определяется программой. Дроссельная заслонка Y1 подачи воздуха из цеха всегда открыта полностью — 100%, при этом дроссельная заслонка Y3 на выхлопе отработанного теплоносителя в атмосферу открывается в автоматическом режиме для поддержания давления в камере + 170 Па.
Для поддержания температура среды в камере около 40оС с относительной влажностью не менее 95%, близкой к температуре загруженного материала; на подаче в камеру необходимо иметь теплоноситель с температурой не более 50оС.
Нагрев теплоносителя до значений, установленных программой, производится с помощью газового воздухонагревателя ВНС-0,2 в автоматическом режиме. При этом ВНС-0,2 постоянно работает в импульсном режиме на минимальной мощности.
Шаг № 2. Сушка.
Отработанный теплоноситель частично возвращается через открытую дроссельную заслонку Y2 рециркуляции в камеру. Степень открытия заслонки Y2 определяется программой.
Для поддержания температуры среды в камере около 40оС с относительной влажностью не менее 95%, близкой к температуре загруженного материала при подаче в камеру необходимо иметь теплоноситель с температурой не более 50оС.
Нагрев теплоносителя до значений, установленных программой, производится с помощью газового воздухонагревателя ВНС-0,2 в автоматическом режиме. При этом воздухонагреватель ВНС-0,2 постоянно работает в импульсном режиме на min мощности и частично начинает работать на max мощности.
Шаг № 3. Досушка.
Дроссельная заслонка Y1 подачи воздуха из цеха открыта полностью — 100%, при этом дроссельная заслонка Y3 на выхлопе отработанного теплоносителя в атмосферу также полностью открыта — 100%. Дроссельная заслонка Y2 рециркуляции закрыта полностью — 0%.
Практическая предельная температура нагрева теплоносителя составляет 120оС. Нагрев теплоносителя до
значений, установленных программой, производится с помощью газового воздухонагревателя ВНС-0,2 в автоматическом режиме. При этом воздухонагреватель ВНС-0,2 постоянно работает в импульсном режиме на максимальной мощности.
Отключение камеры
После выполнения программы происходит автоматическое отключение подачи газа, затем оператор выключает систему теплоснабжения.
После этого открывают двери камеры и начинают выгрузку/загрузку материала.
Программы сушки для разных видов кирпича составлены на основании практического подбора режимов для бездефектной сушки.
В результате проведения модернизации сушильного отделения производительность комплекса увеличилась на 10%, был получен плотнотелый бездефектный кирпич с повышенными прочностными характеристиками.
Ключевые слова: камерная сушилка, керамический кирпич, сушка.
Список литературы
1. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия, 1968. 472 с.
2. Курносов В.В., Левицкий И.А., Прибытков И.А., Малахова Л.Е. Математическое моделирование тепловой работы печи малоокислительного нагрева // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2011. № 11. С. 26-29.
ПОДПИСКА
и О О 'IС V Т о п и и и и~1
ММ ÜI |1-М I I UIIIIJIU журнала «Строительные материалы»®
о с о г I м.п
Lll-I L.MIU
http://ejournal.rifsm.ru/
май 2012
53
