Специальная часть

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор и технологический расчет оборудования

Для рассмотрения был выбран цех «Обжиг», являющий основным отделением в технологической схеме завода.

Основным технологическим оборудованием в цехе является вращающаяся печь 4×60 м с циклонными теплообменниками и башней кондиционирования, работающая по сухому способу с производительностью от 45 т/час. К печи установлен 4-х ступенчатый циклонный теплообменник диаметром 4800 мм, на 4-ой ступени 2 циклона диаметром 2800 мм.

В печь подается сырьевая мука из смесительных силосов, где проходит зону сушки и термоподготовки, затем засыпается в ячейки, обжигается и декарборнизируется, проходя три зоны по температурному режиму. Охлаждение клинкера, выходящего из печи, осуществляется в маятниковом колосниковом холодильнике.

Вращающаяся печь – это механизированное, автоматическое оборудование непрерывного действия; сырье – известковая мука поступает в печь и готовый продукт – клинкер выходит из нее в одно и тоже время.

2.2 Обоснование принятой конструкции аппарата и его описание

Вращающаяся печь (трубчатая печь, барабанная печь) – промышленная печь цилиндрической формы с вращательным движением вокруг продольной оси, предназначенная для нагрева сыпучих материалов с целью их физико-химической обработки.

Вращающаяся печь состоит из металлического барабана, футерованный огнеупорным кирпичом, установленного под небольшим углом к горизонту на опорные ролики. Печь вращается от электродвигателя через редуктор и открытую зубчатую передачу. Топливо от весового дозатора «ПФИСТОР» используемое для топки печи, вводят через горелки (форсунки), помещённые в горячей головке. Для улучшения условий теплопередачи во вращающуюся печь встраивают теплообменные устройства: цепные завесы и насадки.

К общей характеристики печи можно отнести:

а) футеровка печи: входная зона 0–3 м – алюмосиликатная; зона спекания 3–23 м – периклахохромитовые (хромитопериклазовые), 23–59,4 м – алюмосиликатные, 59,4–60 м специальная бетонировка;

б) горелка комбинированная многофакельная;

в) число оборотов: минимальное – 0,24 об/мин; максимальное – 1,9 об/мин;

г) привод – венцовая пара с редуктором А–450×700×1000;

д) электродвигатель – 5АМ315М6УЗ с характеристиками: мощность – 132 кВт; напряжение – 380/660 В; сила тока – 380/240 А.

По данным таблицы 2.1 выполняется расчет оборудования.

Таблица 2.1 – Техническая характеристика вращающейся печи 4×60 м

Показатели	Обозначение	Размерность	Значение
Производительность (по клинкеру)	Qклинкер	т/сут	700
Температура сырьевой смеси, поступающей в печь из теплообменников	Tсмеси	ºС	750
Температура газов, выходящих из печи	T1	ºС	1050
Температура газов за циклонными теплообменниками	T2	ºС	300
Показатели	Обозначение	Размерность	Значение
Количество газов, проходящих через систему циклонных теплообменников	V	м3/ч	54600
Удельный расход тепла на обжиг клинкера	q	ккал/(кг∙ºС) [кДж/кг∙К]	900 [3780]
Длина корпуса печи	L	м	60
Число опор печи			3
Внутренний диаметр печи	Dв	м	4
Частота вращения корпуса печи от главного привода	n	об/мин	0,24 – 1,9
Частота вращения корпуса печи от вспомогательного привода	n	об/ч	3,34
Угол наклона печи		%	3,5
Число степеней теплообменников			4
Масса печи с теплообменниками	m	т	1020

2.3 Монтаж, эксплуатация и ремонт оборудования

Монтаж вращающейся печи – сложный технологический процесс, состоящий из нескольких этапов:

– подготовка места, фундамента под ролики, редуктора, подшипники и т. д.;

– сборка простых единиц в сложное оборудование, таких как обечайки;

– монтаж оборудования в систему печи.

Для монтажа вращающейся печи подготавливают место под основание. После приемки опорных фундаментов начинают подъём и монтаж роликоопор, а затем монтируют смазочные и охладительные системы опорных подшипников.

Фундаментные рамы устанавливают на пакетах из металлических подкладок толщиной до 100 мм. После устанавливают роликоопоры. Проверяют соосность роликоопор нивелиром. А затем окончательно заливают фундаментные болты и рамы бетоном.

После выверки роликовых опор, сваренные блоки обечаек устанавливают на специальные металлические роликоопоры последовательно от холодного к горячему концу печи. Блоки корпус печи стыкуют стяжными шпильками и клиньями. Каждый стык фиксируют по 8 шпилек М42 с контр-гайками. После проверки прямолинейности монтажные блоки прихватывают электросваркой. Кольцевые стыки монтажных блоков сваривают; проворачивают корпус печи лебедкой или полиспастом.

После этого окончательно закрепляют венцовую шестерню к корпусу печи и приваривают опоры бандажей. После монтажа подвенцовые блоки обечаек устанавливают приводной механизм. На опорную раму сначала помещают главный редуктор, а затем устанавливают вспомогательный редуктор и центрируют их с главными полумуфтами сцепления. Следом за полумуфтами устанавливают и центрируют электродвигатель главного редуктора; после сварки и выверки корпуса печи регулируют приводной механизм печи.

Кольцевые стыки блоков обечаек сваривают сварочным автоматом после монтажа редуктора печи, а изнутри сваривают вручную. После проверки прямолинейности корпуса печи и радиального биения стыков заливают бетоном анкерные болты рамы, двигателя и редуктора и монтируют электромагнитный тормоз.

Далее монтируют головку печи с форсунками, уплотнения холодного конца, систему смазки, теплообменники и другое вспомогательное оборудование.

Эксплуатация вращающейся печи требует от высококвалифицированного персонала знания, умения и навыков владения оборудования, соблюдение ТБ, инструкций по эксплуатации.

Перед пуском печи тщательно проверяют опоры, состояние корпуса, уплотнения корпуса, а также осуществляют проверку вспомогательного оборудования: устройств для питания сырьем и топливом, шибера пылеосадительной камеры, КИП систем централизованной смазки и т. д.

Необходимо проверить нет ли трещин в корпусе печи. Внутри корпуса осматривают футеровку, цепи и теплообменные устройства. Печь не разрешается запускать, если в цепной печи отсутствует более 20 % цепей, а также в случае неисправности пылеулавливающей аппаратуры. Следует проверить прилегания бандажей к поверхности роликов и наличие воды в системе охлаждения подшипников.

До розжига печи тщательно проверяют плавность подъёма и опускания шибера, а также прочность кладки кирпича в раме шибера. После розжига печь в течение 2 часов вращается от вспомогательного двигателя, а затем включается главный привод. Во время пуска тщательно наблюдают за показателями амперметра электродвигателя.

Во время работы необходимо тщательно следить за состоянием отдельных частей печи. Во время прекращения топки печи, его остановки, сам барабан вращается от вспомогательного привода, это предотвращает выгиб печи под тяжестью горячего раскаленного клинкера.

При капитальном ремонте вращающейся печи обычно заменяют или восстанавливают части корпуса, ремонтируют детали роликоопор и регулируют крепления бандажей, заменяют или ремонтируют детали приводного механизма, ремонтируют транспортирующие и питающие механизмы, выпрямляют корпус печи.

Для сокращения времени ремонта необходимо до остановки печи уточнить объём работ, составить их график, подготовить материал и инструмент, скомпоновать все детали и узлы, установить на рабочих местах грузоподъёмные механизмы.

После монтажа эстакады корпуса печи ремонтируют старые роликоопоры или устанавливают новые. Все операции выполняют подъёмные механизмы (трактором, лебедкой, краном, талью и т. д.)

Отдельные обечайки длиной 7–8 м стыкуют т сваривают на опорах, расположенных у печи на эстакадах. Старые (изношенные) обечайки вырезают и удаляют, а новые обечайки устанавливают с помощью лебедки. Блок футеруют после установки бандажа. Целесообразно стыковые круговые швы печи варить с помощью автомата.

Бандажи вращающейся печи заменяют новыми при предельном износе (свыше 20 % сечения). Подбандажные башмаки приваривают к корпусу печи.

Башмаки у бандажей при значительном износе заменяют новыми, а под них устанавливают прокладки из листовой стали.

Новый бандаж новой обечайки устанавливают на четырех пластинах одинаковой толщины. А затем плотно устанавливают упорные башмаки, закрепляя их электроприхватами к обечайке.

При изношенной футеровки происходит восстановление или замена огнеупорных кирпичей на новые. Их скрепляют в замкнутые ячейки параллельно сечению печи.

2.4 Перечень наиболее изнашиваемых деталей и их ремонт

К наиболее изнашиваемым деталям относят подшипники роликоопор, подшипники редуктора, венцовые и подвенцовые шестерни бандажей, уплотнения горячего и холодного концов печи, башмаки бандажей.

Основной причиной их износа являются работа при высокой температуре и постоянное вращение, тесный контакт частей оборудования при вращении.

Изношенные поверхности части деталей восстанавливают сваркой, наплавкой электродами типа Э-46 ГОСТ 9467-75, твердыми сплавами Т-590, Т-620 ГОСТ 10051-75. А при критическом износе их заменяют на новые изделия.

2.5 График ППР

График ППР вращающейся печи предусматривает совокупность организационно-технических мероприятий по уходу, надзору, эксплуатации и ремонту печи, направленные на обеспечение бесперебойной работы печи и снижение затрат на его комплектующие.

2.6 Смазка оборудования

На цементный завод «ЦЕСЛА» используют смазочные материалы в зависимости от условий работы оборудования: обильная запыленность при выгрузке поступающего сырья, высокая температура вращающейся печи и в сушильном отделении, работа некоторых единиц оборудования практически под открытым небом в различные временные периоды (зима и лето) и количества времени работы данного оборудования (смена, сутки).

Смазка трущихся поверхностей катков вращающейся печи уменьшает потери на трение, увеличивает срок службы, повышает бесшумность работы, предохраняет ответственные поверхности от коррозии, способствует охлаждению при нагреве. Для их смазки применяют тугоплавкую смазку.

Для смазки редуктора, двигателя вращающейся печи используется густая консистентная смазка «Литол24».

Для уменьшения трения, предотвращения нагрева и увеличение срока службы шестерни печи используют графитную смазку.

2.7 Вопросы контроля и автоматики

Основными видами автоматики вращающейся печи являются:

– управление;

– сигнализация;

– контроль;

– регулировка;

– блокировка;

– защита.

Контроль температуры и давления осуществляется с выводом данных на пульт управления; оператор анализирует полученные данные и регулирует процесс.

Процесс обжига клинкера управляется оператором, который следит за состоянием температуры, давления и растопкой печи. Для такой цели есть визуальный контроль.

Перед включением в работу вращающейся печи подается звуковая сигнализация, предупреждающая покинуть место рабочему персоналу.

Блокировка печи осуществляется в результате уменьшения подачи шихты для растопки, случае нагрева редуктора или роликов печи, засорение цементопровода.

Пуск оборудования в цехе «Обжиг» осуществляется в следующей последовательности: 1 – включение клинкерного транспортера; 2 – пуск колосникового холодильника; 3 – запуск вращающей печи с подачей топлива на топку; 4 – подача муки в печь. А остановка оборудования происходит обратно.