CC BY
23тематический раздел журнала «Строительные Материалы»
УДК 691.215.1:622.782.4
А.Н. МАМАЕВ, технический директор, Г.Д. ЛИТВИНОВА, главный специалист отдела промышленных печей ОАО «Липецкстальпроект»; С.А. СКОКОВ, заместитель генерального директора ООО «Старооскольский комбинат строительных материалов» (Белгородская обл.)
Совершенствование конструкции шахтной газовой печи для обжига известняка фирмы Terruzzi Fercalx SPA
В 2007 г. на Старооскольском комбинате строительных материалов для получения извести было принято решение построить печь фирмы Terruzzi Fercalx SPA производительностью 200 т извести в сутки (рис. 1).
Шахтная печь Terruzzi Fercalx SPA состоит из вертикальной прямой футерованной шахты прямоугольного поперечного сечения, скипового загрузочного устройства, двухклапанного механизма загрузки, выгрузного устройства, двух теплообменных аппаратов для подогрева воздуха, идущего на сжигание топлива в печи, трех вентиляторов для подачи под давлением воздуха в печь, двух дымососов и двух рукавных фильтров, служащих для очистки печных отходящих газов и запыленного воздуха перед удалением в атмосферу.
В шахтной печи при помощи расположенных в зоне обжига пяти балочных горелок сжигается природный газ. В зоне обжига балочные горелки расположены в два яруса: в конце зоны обжига две горелки и на 2—2,5 м выше — еще три.
Рис. 1. Общий вид печи на Старооскольском комбинате строительных материалов
Аналогичные печи были построены на ОАО Углов-ский известковый комбинат» (Новгородская область) в 2008 г. и на ЗАО «Известь Сысерти» (Свердловская область) в 2007 г.
Опыт эксплуатации показал, что заявленные проектные показатели печи достичь затруднительно. Конструкция печи не исключает сегрегацию материала, кроме того, балочная система отопления препятствует равномерному сходу шихты, вследствие чего приходится производить выгрузку извести из печи по сечению шахты с разной скоростью. Отмечался неравномерный обжиг извести в печи, из-за чего приходилось постоянно регулировать расход газа по длине балок с целью предотвращения подвисаний шихты, что не позволяет добиться стабильной работы. При попытках повысить качество извести начинался процесс сварообразования. При образовании сваров балочные горелки создают препятствие для их схода, в результате чего происходит подвисание шихты и нарушение режимов работы.
В классических газовых шахтных печах обычно возникает ряд проблем. Одной из проблем является организация оптимальной схемы теплообмена в зоне обжига. Второй проблемой является необходимость равномерного распределения топлива или газа-теплоносителя по горизонтальному сечению печи. Находящиеся в эксплуатации шахтные печи цилиндрической формы имеют внутренний диаметр в зоне обжига 2,4—6,2 м. Как показывают исследования, при периферийном подводе газа к таким печам не удается достичь его качественного перемешивания с воздухом в нужном соотношении, что приводит к перепаду температуры по сечению печи до 400—500оС, перерасходу топлива и снижению качества получаемой извести.
Для получения качественной извести с высокой реакционной способностью при участием ОАО «Липецкстальпроект» разработана технология, основанная на двухуровневом введении природного газа с применением газораспределительного керна, дополнительным центральным подводом воздуха в зону охлаждения и центральным газоотводящим устройством.
Впервые эта технология была опробована на печи обжига известняка Николаевского глиноземного завода в 1999 г. и показала хорошие результаты.
В настоящее время по проектам ОАО «Липецкстальпроект» построен ряд печей с применением газораспределительного керна:
— ОАО «Николаевский глиноземный завод» (Украина), три печи по 200 т извести в сут;
— АПО «Узметкомбинат» (Узбекистан), одна печь 100 т извести в сут;
— ОАО «Северский трубный завод» (Свердловская обл.), две печи по 70—100 т извести в сут;
— ОАО «Ижсталь», одна печь 70—90 т в сут.
36
научно-технический и производственный журнал
май 2013
jVJ ®
тематический раздел журнала «Строительные Материалы»
Рис. 2. Керн печи
Рис. 3. Керн выполнен из огнеупорного кирпича на кладочном растворе СВС-мергель
В июле 2008 г. на Старооскольском комбинате стройматериалов печь была усовершенствована путем установки в ней пассивного (без подвода тепла) крестообразного керамического газораспределительного керна. Это решение было продиктовано анализом опыта работы аналогичных печей.
Установка крестообразного керамического керна позволила:
— исключить или свести к минимуму возможность сво-дообразования («козления» печи);
— интенсифицировать газовый обмен в противоточной части печи;
— исключить центр печи из процесса обжига, тем самым сведя к минимуму недожог;
— разделить поток известняка на четыре части, исключив или минимизировав явление сегрегации;
— выровнять температурное поле по сечению печи, добившись разницы температуры не более 40—50оС;
— снизить температуру отходящих газов на колошнике до 150-200оС.
ОАО «Липецкстальпроект» разработало рабочую документацию установки керна. Керн имеет крестообразную форму, его оси совпадают с осями печи. Он опирается на арочные основания, которые в свою очередь опираются на стены печи.
Стенки керна входят в стенки печи и имеют зазор для свободного перемещения из-за разницы температурных условий.
Основания стенок керна выполнены на разных уровнях в зоне обжига (рис. 2):
— одна стенка выше нижнего уровня балочных горелок;
— вторая стенка выше верхнего уровня балочных горелок.
Высота стенок керна соответственно имеет разные высоты — 2,5 и 6 м. Масса керна составляет 50 т.
Керн выполнен из огнеупорного кирпича марки ПХСУТ («Магнезит», г. Сатка Свердловской обл.). Кладочный раствор СВС-мертель марки КР-ХП-1 разработан компанией «Мавр» (г. Жуковский Московской обл.) (рис. 3).
В 2009 г. строительство печи было завершено, печь запущена и начала давать продукцию — известь высокого качества активностью >90%; время гашения 2—5 мин, остаточное содержание С02 5—6%; производительность печи достигала проектной — 200 т извести в сутки при расходе природного газа 135—140 кг усл. топлива на тонну продукции.
Таким образом, технические решения, заложенные в реконструкцию, привели к требуемому результату.
Г; научно-технический и производственный журнал
® май 2013 37
