Печи с вращающимися барабанами

Печи с вращающимися барабанами являются основными элементами установок производства плавиковой кислоты, соды, карбида кальция, хлорида бария и ряда других производств. В нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности барабанные печи используются для прокалки кокса, в катализаторных и других производствах. Печи данного типа широко используются также при производстве строительных материалов, а также для оформления процессов сушки самых разнообразных материалов.

Типовые конструкции барабанных печей (сушилок) представлены на рис. 30. Основным элементом печи является цилиндрический барабан 1, сваренный из листовой углеродистой или низколегированной стали. Корпус барабана имеет наружный или внутренний обогрев. Внутренний обогрев обеспечивается подачей внутрь барабана нагретого воздуха или топочных газов со стороны одного из торцов, отвод газов производится с противоположной стороны. Требуемая температура греющих газов достигается разбавлением продуктов сгорания, получаемых в специальной топке, вторичным воздухом. При использовании наружного обогрева барабан помещается во внешнюю нагревательную камеру, а обогрев обрабатываемого материала производится через корпус барабана за счет теплопроводности. Рабочая (внутренняя) зона нагревательной камеры футерована шамотным кирпичом, наружная поверхность покрыта слоем теплоизоляции. При внутреннем обогреве футеруется внутренняя поверхность барабана.

Обрабатываемый материал также вводится в барабан со стороны одного из его торцов, а выгружается с противоположной стороны. Перемещение материала внутри барабана достигается за счет действия гравитационных сил, для чего барабан установлен под небольшим продольным углом .

Рис. 30. Печи барабанные: а) – двухопорные; б) – четырехопорные: 1 – барабан; 2 – загрузочное устройство (течка); 3 –устройство уплотнения барабана относительно загрузочной и разгрузочной камер; 4 – опорная станция; 5 – приводная станция; 6 – опорно-упорная станция; 7 – разгрузочный короб.

Движение материала может производиться как прямотоком, так и противотоком по отношению к дымовым газам, за счет чего обеспечивается требуемый режим теплообмена. В прямоточном режиме разность температур между греющими газами и материалом снижается, и, следовательно, обеспечиваются более «мягкие» условия теплообмена. При прямоточном движении теплоносителя и обрабатываемого материала один конец барабана входит в шинельный лист топки, в котором размещена и труба для загрузки материала 2, а другой – в разгрузочную камеру (короб) 7. При противоточном движении один конец барабана входит в загрузочную камеру с трубой для загрузки материала, а другой – в шинельный лист топки. Разгрузочная камера соединена с устройствами для вытяжки и осаждения пыли. Во избежание подсоса наружного воздуха, места соединения барабана с камерами и шинельным листом топки снабжены сальниковыми уплотнениями 3 с асбестовой прокладкой. Уплотнения барабана рассчитаны на нормальную работу при температуре поверхности барабана до 400 ^оС.

На барабане при помощи башмаков закреплены как минимум два бандажа. Через бандажи корпус опирается на опорные ролики опорной 4 и опорно-упорной 6 станций. Последняя помимо двух опорных имеет и два упорных ролика, ограничивающих осевое смещение барабана и фиксирующих положение венцовой шестерни относительно подвенцовой. Привод барабана 5 состоит из электродвигателя, редуктора и открытой венцовой передачи (венцовой и подвенцовой шестерен). Венцовая шестерня устанавливается на башмаках на корпусе печи и расположена около опорно-упорной станции.

Отношение длины барабана к его диаметру (L/D) определяется технологическими условиями проведения процесса. При отношении L/D £ 15 барабаны печей выполняются двухопорными, при больших отношениях применяются многоопорные конструкции (трех- и четырехопорные).

Унифицированные типоразмеры барабанных двухопорных и четырехопорных печей приведены в табл. 17 и 18, рекомендуемые материалы исполнения основных узлов и деталей – в табл. 19. В обоснованных случаях могут быть применены и не рекомендуемые диаметры барабанов: 1400 и 1800 мм.

Табл. 17

Типоразмеры прямоточных и противоточных двухопорных барабанных печей

Табл. 18

Типоразмеры прямоточных и противоточных четырехопорных барабанных печей

Табл.19

Материалы основных узлов и деталей барабанных печей

Мощность электроприводов двухопорных барабанных печей составляет от 2,5 до 36 кВт, четырехопорных – от 8,5 до 75 кВт. Частота вращения барабана двухопорных печей 0,75 ¸3 об/мин, четырехопорных 0,66 ¸ 2 об/мин. Четырехопорные печи снабжены также вспомогательным резервным приводом мощностью 4,5 ¸14 кВт, который служит для аварийной разгрузки барабана во внештатных ситуациях. Рекомендации по расчету барабанных печей даны в [6].

Рассмотренные конструкции не исчерпывают все разнообразие промышленных печей, а представляют наиболее распространенные типы этих устройств.