Пристрій та спосіб охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в її обхідному контурі

Номер патенту: 99155

Опубліковано: 25.07.2012

Автор: Хундебьоль Сьорен

Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Пристрій (5) охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в обхідному контурі (7) випалювальної печі, що містить змішувальну камеру (9) для відводу й охолодження частини відпрацьованих газів випалювальної печі від випалювальної системи (1, 3), причому змішувальна камера (9) має трубчастий кожух, забезпечений з одного краю вхідним каналом (11) відпрацьованих газів, а з іншого свого краю - вихідним каналом (13) охолоджених відпрацьованих газів, а також має тангенціальний вхідний канал (15) охолоджуваних газів, і при цьому пристрій також містить перший тягодуттьовий засіб (17) подачі охолоджуваних газів у змішувальну камеру (9) і другий тягодуттьовий засіб (19) протягування відпрацьованих газів випалювальної печі (7) через її обхідний контур (7), який відрізняється тим, що він містить засоби (31, 33) вимірювання, відповідно, масової витрати mA і швидкості потоку vA охолоджуваних газів, які подаються у змішувальну камеру (9), і масової витрати mВ і швидкості потоку vВ охолоджених відпрацьованих газів, які відводяться від змішувальної камери (9), обчислювальний блок (35) для визначення на основі виміряних значень mA, vA, mВ і vВ фактичних масової витрати mC і швидкості потоку vC відпрацьованих газів випалювальної печі, що протягаються через обхідний контур (7) випалювальної печі, і зіставлення фактичної масової витрати mС із заданим значенням для відпрацьованих газів випалювальної печі, що направляються через обхідний контур (7), при цьому обчислювальний блок (35) виконаний з можливістю визначення на основі значень mA, vA, mC і vC фактичного вихрового відношення S для газів у змішувальній камері (9) і зіставлення його із заданим необхідним значенням вихрового відношення для газів у змішувальній камері (9), і засоби (37, 39, 41) регулювання, відповідно, тягодуттьового засобу (17) подачі охолоджуваних газів у змішувальну камеру (9), тягодуттьового засобу (19) протягування відпрацьованих газів випалювальної печі через обхідний контур (7) і втрати тиску на пристрої (5), якщо ∆mC або ∆S відмінні від нуля.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що засіб (41) регулювання втрати тиску на пристрої (5) містить засоби (43, 47) зміни площі потоку, відповідно, у вхідному каналі (15) охолоджуваних газів і у вихідному каналі (13).

3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що засіб (41) зміни площі потоку у вхідному каналі (15) охолоджуваних газів включає заслінку (43), виконану поворотною щодо осі (45) і сприйнятливою до регулювання у процесі роботи.

4. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що засіб (41) зміни площі потоку у вихідному каналі включає звуження або засувку (47), встановлену у вихідному каналі (13).

5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що він містить конічний перехідний елемент (8), уведений між трубчастим кожухом змішувальної камери (9) і випалювальною системою (1, 3).

6. Пристрій за п. 5, який відрізняється тим, що він містить циліндричний перехідний елемент (10), уведений між конічним перехідним елементом (8) і випалювальною системою (1, 3).

7. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вихідний канал (13) змішувальної камери (9) для охолоджених відпрацьованих газів містить трубу (12), що виступає по осі всередину й має максимальний діаметр, менший діаметра трубчастого кожуха.

8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що згадана труба (12) встановлена коаксіально щодо трубчастого кожуха.

9. Пристрій за п. 7 або 8, який відрізняється тим, що згадана труба (12) виконана конічною з найменшим діаметром біля свого внутрішнього вільного краю.

10. Спосіб охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в обхідному контурі (7) випалювальної печі, при виконанні якого відводять частину відпрацьованих газів від випалювальної системи (1, 3) і охолоджують у змішувальній камері (9), що містить трубчастий кожух, у який відпрацьовані гази вводять з одного краю через вхідний канал (11) відпрацьованих газів, охолоджені відпрацьовані гази виводять з іншого краю через вихідний канал (13), охолоджувані гази подають у змішувальну камеру через тангенціальний вхідний канал (15) охолоджуваних газів за допомогою першого тягодуттьового засобу (17), і відпрацьовані гази випалювальної печі протягають через обхідний контур випалювальної печі за допомогою другого тягодуттьового засобу (19), який відрізняється тим, що вимірюють, відповідно, масову витрату mA і швидкість потоку vA охолоджуваних газів, які подаються у змішувальну камеру (9), і масову витрату mB і швидкість потоку vВ охолоджених відпрацьованих газів, які відводяться зі змішувальної камери (9), визначають фактичні масову витрату mC і швидкість потоку vC відпрацьованих газів випалювальної печі, що протягаються через обхідний контур (7) випалювальної печі, на основі виміряних значень mA, vA, mB і vB і зіставляють з заданим значенням для відпрацьованих газів, що направляються через обхідний контур випалювальної печі, визначають фактичне вихрове відношення S для газів у змішувальній камері (9) на основі значень mA, vA, mC і vC і зіставляють його із заданим необхідним значенням вихрового відношення для газів у змішувальній камері, і, якщо ∆mC або ∆S відмінні від 0, регулюють принаймні один елемент із групи, що включає, відповідно, тягодуттьовий засіб (17) подачі охолоджуваних газів у змішувальну камеру, тягодуттьовий засіб (19) протягування відпрацьованих газів випалювальної печі через її обхідний контур і втрату тиску на пристрої.

Текст

Реферат: У заявці описані спосіб і пристрій (5) охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в обхідному контурі (7) випалювальної печі, що містить змішувальну камеру (9) для відводу й охолодження частини відпрацьованих газів випалювальної печі від випалювальної системи (1,3), причому змішувальна камера (9) містить трубчастий кожух, забезпечений з одного краю вхідним каналом (11) відпрацьованих газів, призначеним для подачі відпрацьованих газів випалювальної печі, і забезпечений з іншого свого краю вихідним каналом (13) охолоджених відпрацьованих газів, і змішувальна камера (9) містить тангенціальний вхідний канал (15) охолоджуваних газів, причому пристрій містить також перший тягодуттьовий засіб (17) подачі охолоджуваних газів у змішувальну камеру (9) і другий тягодуттьовий засіб (19) протягування відпрацьованих газів випалювальної печі через обхідний контур (7) випалювальної печі. Пристрій (5) і спосіб включають засоби (31, 32) вимірювання відповідно масової витрати і швидкості потоку охолоджуваних газів, які подаються у змішувальну камеру (9), і масової витрати і швидкості потоку охолоджених відпрацьованих газів, які відводяться зі змішувальної UA 99155 C2 (12) UA 99155 C2 камери (9), обчислювальний блок (35) для визначення на основі виміряних значень фактичних масової витрати і швидкості потоку відпрацьованих газів випалювальної печі, що протягаються через обхідний контур (7) випалювальної печі, і для зіставлення фактичної масової витрати із заданим значенням для відпрацьованих газів випалювальної печі, намічених для протягування через обхідний контур (7) випалювальної печі, причому обчислювальний блок (35) визначає фактичне вихрове відношення для газів у змішувальній камері й зіставляє результат із заданим, запланованим значенням вихрового відношення для газів у змішувальній камері (9), і засоби (37, 39,41) регулювання відповідно тягодуттьового засобу (17) подачі охолоджуваних газів у змішувальну камеру (9), тягодуттьового засобу (19) протягування відпрацьованих газів випалювальної печі через обхідний контур (7) випалювальної печі й втрати тиску на пристрої (5). Таким чином виходить, що навіть при впливі основних змін у робочих умовах кількість відпрацьованих газів випалювальної печі, що протягаються через обхідний контур випалювальної печі, може підтримуватися в основному постійною при одночасному забезпеченні достатнього охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі у змішувальній камері, що запобігає утворенню покриттів у самій змішувальній камері, а також у її вихідному каналі, і запобігає проникненню охолоджуваних газів у випалювальну систему шляхом підсмоктування. UA 99155 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід належить до пристрою охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в її обхідному контурі, що містить змішувальну камеру для відводу й охолодження частини відпрацьованих газів випалювальної печі від випалювальної системи, причому змішувальна камера містить трубчастий кожух, забезпечений з одного краю вхідним каналом відпрацьованих газів, призначеним для подачі відпрацьованих газів, і забезпечений з іншого свого краю вихідним каналом охолоджених відпрацьованих газів, а також містить тангенціальний вхідний канал охолодних газів, причому пристрій містить також перший тягодуттьовий засіб подачі охолодних і азів у змішувальну камеру, і другий тягодуттьовий засіб протягування відпрацьованих газів випалювальної печі через обхідний контур випалювальної печі. Винахід також відноситься до способу охолодження відпрацьованих газів в обхідному контурі випалювальної печі. Пристрій зазначеного типу відомий, наприклад, з патенту ЕР 927707 і використовується для зниження вмісту летучих компонентів, таких як хлориди, луги й сірка, що подаються у заводську установку виробництва цементу разом з вихідною цементною сировиною й паливом, які циркулюють у випалювальній системі установки й потенційно здатні привести до засмічування й нестабільної роботи випалювальної печі. Коротенько, пристрій працює у відповідності зі способом, у якому частину відпрацьованих газів випалювальної печі відводять через обхідний контур і охолоджують, даючи можливість летучим компонентам перейти у тверду форму, щоб відокремити їх від відпрацьованих газів і потім видалити або можливо використовувати у товарному цементі або на інші потреби. Запропонований в ЕР 927 707 пристрій виконаний у вигляді двотрубної конструкції, що складається з зовнішньої труби й внутрішньої труби, які утворюють між собою кільцевий канал, що має зону змішування, яка перебуває перед внутрішньою трубою. Відпрацьовані гази випалювальної печі подаються у пристрій через зовнішню трубу, пов'язану з випалювальною системою, і потім у зоні змішування змішуються й охолоджуються охолодними газами, які направляються у зону змішування у вигляді вихрового потоку, що рухається за спіральною траєкторією через кільцевий канал, утворений між зовнішньою трубою й внутрішньою трубою. Змішані й охолоджені гази потім виводяться через внутрішню трубу для обробки на наступних стадіях процесу. При роботі обхідного контуру випалювальної печі згаданого типу оператор визначає кількість відпрацьованих газів випалювальної печі, що простягаються через обхідний контур випалювальної печі, необхідну для підтримки постійного рівня летучих компонентів, що циркулюють у випалювальній системі. Звичайна кількість відпрацьованих газів випалювальної печі, що простягаються через обхідний контур випалювальної печі, становить від 2 до 10 відсотків від загального обсягу відпрацьованих газів, залежно від вмісту й складу летучих компонентів. У процесі роботи регулювання обхідного контуру традиційно ґрунтується на підтримці заданого значення температури змішаних відпрацьованих газів, що відводяться зі змішувальної камери. Саме по собі регулювання виконується шляхом зміни режиму роботи одного або обох тягодуттьових засобів пристрою на основі безперервних вимірів температури змішаних відпрацьованих газів і наступного регулювання за заданою процедурою кількостей відповідно охолодних газів і відхідних газів випалювальної печі, як функції від виміряної температури. Невід'ємним недоліком такого режиму регулювання є те, що, наприклад, зміни температури відведених відпрацьованих газів випалювальної печі або зміна вмісту пилу у відведених відпрацьованих газах можуть привести до значних змін у кількості відпрацьованих газів випалювальної печі, що пропускаються через обхідний контур випалювальної печі. Це приведе до такого небажаного результату, що кількість суміші повітря горіння/відпрацьовані гази випалювальної печі, прогнана через випалювальну піч, також буде змінюватися, тому що для оператора важко підтримувати певну температуру у зоні горіння й певний надлишок повітря у випалювальній печі. Це може вплинути не тільки на якість продукту, але також на перетворення у пару сірчистих і лужних сполук. Це створює збільшений ризик утворення покриттів або засмічувань у випалювальній системі через вирослу концентрацію летучих компонентів або ризик утворення покриттів у змішувальній камері через недостатнє охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі. Крім того, існує ризик потрапляння охолодних газів у випалювальну систему шляхом підсмоктування у випадках, коли вихрове відношення охолодних газів, що подаються у змішувальну камеру настільки високо, що вершина утвореного завихрення проникне у випалювальну систему. Тому бажано мати можливість регулювати обхідний контур випалювальної печі так, щоб кількість відпрацьованих газів випалювальної печі, що простягаються через обхідний контур випалювальної печі, була б в основному постійною, хоча у той же час охолодження у 1 UA 99155 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 змішувальній камері було б достатнім для запобігання утворення покриттів і відбувалося без проникнення охолодних газів у випалювальну систему шляхом підсмоктування. В основу даного винаходу покладене завдання створення пристрою й способу охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в обхідному контурі випалювальної печі, за допомогою яких можуть бути досягнуті поставлені вище потреби. Відповідно до даного винаходу це досягається за допомогою пристрою описаного у вступній частині, який відрізняється тим, що він містить засоби вимірювання масової витрати mA і швидкості потоку vA охолодджуних газів, які подаються у змішувальну камеру, і масової витрати mB і швидкості потоку vB охолоджених відпрацьованих газів, які відводяться зі змішувальної камери, обчислювальний блок для визначення на основі виміряних значень mA, vA, mB і vB фактичних масової витрати mC і швидкості потоку vC відпрацьованих газів випалювальної печі, що простягаються через обхідний контур випалювальної печі, і для зіставлення фактичної масової витрати тс із заданим значенням для відпрацьованих газів випалювальної печі, намічених для протягування через обхідний контур випалювальної печі, причому обчислювальний блок визначає на основі значень mA, vA, mC і vC фактичне вихрове відношення S для газів у змішувальній камері й зіставляє результат із заданим необхідним значенням вихрового відношення для газів у змішувальній камері, і засоби регулювання відповідно тягодуттьового засобу подачі охолодних газів у змішувальну камеру, тягодуттьового засобу протягування відпрацьованих газів випалювальної печі через обхідний контур випалювальної печі й втрати тиску на (через) пристрої, якщо mC або S відмінні від 0. Відповідно до винаходу також запропонований спосіб охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в обхідному контурі випалювальної печі, при виконанні якого відводять частину відпрацьованих газів від випалювальної системи й охолоджують у змішувальній камері, що містить трубчастий кожух, у який відпрацьовані гази вводять з одного краю через вхідний канал відпрацьованих газів, охолоджені гази виводять з іншого краю через вихідний канал, і охолодні гази вводять у змішувальну камеру через тангенціальний вхідний канал охолодних газів, причому охолодні гази подають у змішувальну камеру за допомогою першого тягодуттьового засобу й відпрацьовані гази випалювальної печі простягають через обхідний контур випалювальної печі за допомогою другого тягодуттьового засобу, який відрізняється тим, що вимірюють відповідно масову витрату mА і швидкість потоку vА охолодних газів, які подаються у змішувальну камеру, і масову витрату mB і швидкість потоку vB охолоджених відпрацьованих газів, які відводяться зі змішувальної камери, для того щоб визначити фактичні масову витрату mC і швидкість потоку vC відпрацьованих газів випалювальної печі, що простягаються через обхідний контур випалювальної печі, на основі виміряних значень mA, vA, mB і vB і зіставити із заданим значенням для відпрацьованих газів, намічених для протягування через обхідний контур випалювальної печі, для того щоб визначити фактичне вихрове відношення S для газів у змішувальній камері на основі значень mA, vA, mC і vC і зіставити його із заданим необхідним значенням вихрового відношення для газів у змішувальній камері, для того щоб регулювати принаймні один елемент із групи, що включає відповідно тягодуттьовий засіб подачі охолодних газів у змішувальну камеру, тягодуттьовий засіб протягування відпрацьованих газів випалювальної печі через обхідний контур випалювальної печі п втрату тиску на пристрої, якщо mC або S відмінні від 0. Вихрове відношення визначається як безрозмірна величина, яка виражається у такий спосіб: S=(mA vA R1)/(mC vC R2), де R1 і R2 - характеристичні радіуси змішувальної камери. Численні випробування показали, що значення величини характеризує поширення внутрішнього вихру у змішувальній камері. Чим більше значення S, тим протяжніший вихор. Таким чином, для запропонованих у винаході пристрою, а також для способу охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в обхідному контурі отримано, що навіть при впливі основних змін у робочих умовах кількість відпрацьованих газів випалювальної печі, що простягаються через обхідний контур випалювальної печі, може підтримуватися в основному постійною при одночасному забезпеченні достатнього охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі у змішувальній камері, що запобігає утворенню покриттів у самій змішувальній камері, а також у її вихідного каналу, і запобігає проникнення охолодних газів у випалювальну систему шляхом підсмоктування. Це засновано на тому, що фактична масова витрата відпрацьованих газів випалювальної печі, які простягаються через обхідний контур випалювальної печі, і фактичне вихрове відношення S для газів у змішувальній камері служать параметрами регулювання. Тому утворення покриттів на стінках змішувальної камери буде 2 UA 99155 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відвернене тим, що вихор охолодних газів буде діяти як ізолюючий шар між стінками й гарячими відпрацьованими газами. Запропонований у винаході пристрій охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в обхідному контурі переважно містить конічний перехідний елемент, уведений між трубчастим кожухом змішувальної камери й випалювальною системою. Переважно, пристрій може містити циліндричний перехідний елемент, уведений між конічним перехідним елементом і випалювальною системою для утворення розширеної зони змішування для відведених відпрацьованих газів випалювальної печі й охолодних газів, а також збільшеного проміжку регулювання вихрового відношення S для газів у змішувальній камері. Отже, наявність циліндричного перехідного елемента уможливлює збільшення вихрового відношення S без виникнення ризику влучення охолодних газів у випалювальну систему, що поліпшує змішування й охолодження відведених відпрацьованих газів випалювальної печі. Переважно, вихідний канал змішувальної камери для охолоджених відпрацьованих газів містить трубу, що виступає по вісі всередину й має максимальний діаметр, менший діаметра трубчастого корпуса. Це знижує ризик того, що охолодні гази просто вийдуть зі змішувальної камери через вихідний канал без змішування з відпрацьованими газами випалювальної печі. Виступаюча всередину труба може бути ексцентрично розташована щодо трубчастого кожуха, але переважно повинна бути розташована коаксіально трубчастому кожуху. Крім того, виступаюча всередину труба може мати переважно конічну форму з мінімальним діаметром у її внутрішнього вільного кінця, що знижує падіння тиску на вихідному каналі. Засоби вимірювання відповідно масової витрати mA і швидкості потоку vA охолодних газів, які подаються у змішувальну камеру, і масової витрати mB і швидкості потоку vB охолоджених відпрацьованих газів, які відводяться від змішувальної камери, можуть бути, у принципі, виконані будь-яким відомим придатним способом і самі по собі не є частиною винаходу. Так само, як не становить частину винаходу сам по собі обчислювальний блок для визначення mC або S, і він може бути виконаний на основі будь-якого придатного обчислювального блоку. Засоби регулювання тягодуттьових засобів для, відповідно, подачі охолодних і азів у змішувальну камеру й протягування відпрацьованих газів випалювальної печі через обхідний контур випалювальної печі можуть бути виконані з використанням загальновідомих рішень, тоді як засіб регулювання втрати тиску на пристрої може містити засіб зміни площі потоку відповідно у вхідному каналі охолодних газів і вихідному каналі. Засіб зміни площі потоку у вхідному каналі охолодних газів може, наприклад, включати заслінку, виконану з можливістю повороту навколо вісі й сприйнятливу до регулювання у процесі роботи за допомогою відповідних засобів. Засіб зміни площі потоку у вихідному каналі може включати, наприклад, звуження або заслінку, встановлену у вихідному каналі відразу за змішувальною камерою. Альтернативно конічна труба, що виступає за віссю у трубчастий кожух, може бути виконана таким чином, щоб була можливість змінювати її конусність. Нижче винахід більш докладно розглянутий з посиланням на прикладені креслення, на яких схематично показане: на фіг. 1 - перетин випалювальної системи, що містить пристрій охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в обхідному контурі випалювальної печі, виконаний відповідно до даного винаходу; і на фіг. 2 і 3 - деталі пристрою з фіг. 1. На фіг. 1 зображена у перетині випалювальна система виробництва цементного клінкера, що містить обертову випалювальну піч 1, у якій вихідна цементна сировина при русі у протитечії гарячих відпрацьованих газів спікається у цементний клінкер, і стояк 3 для відводу відпрацьованих газів від обертової випалювальної печі. Випалювальна система, представлена на фіг. 1, включає пристрій 5 охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в обхідному контурі 7 випалювальної печі. Пристрій 5 містить змішувальну камеру 9, виконану у вигляді трубчастого кожуха із вхідним каналом 11 відпрацьованих газів, вихідним каналом 13 охолоджених відпрацьованих газів і тангенціальним вхідним каналом 15 охолодних газів. Пристрій 5 використовується для відведення й охолодження деякої частини відпрацьованих газів випалювальної печі, що надходять з випалювальної системи 1,3. Пристрій 5 містить також перший тяго дуттьовий засіб 17 подачі охолодних газів у змішувальну камеру 9 і другий тягодуттьовий засіб 19 протягування відпрацьованих газів випалювальної печі через обхідний контур 7 випалювальної печі. Показаний обхідний контур випалювальної печі містить також циклонний уловлювач 21, призначений для відділення великих твердих часток від потоку охолоджених відпрацьованих газів, що надходять зі змішувальної камери 9, з можливістю повернення цих твердих часток у випалювальну піч 1, додатковий пристрій 23 охолодження 3 UA 99155 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 змішаних відпрацьованих газів, а також фільтр 25 для відділення пилу з високим вмістом хлоридів, лугів і (або) сірки. Відповідно до даного винаходу пристрій 5 включає засіб 31 вимірювання відповідно масової витрати під і швидкості потоку vA охолодних газів, які подаються у змішувальну камеру 9, і засіб 33 вимірювання відповідно масової витрати mB і швидкості потоку vB охолоджених відпрацьованих газів, які відводяться зі змішувальної камери 9. Сигнали із засобів 31 і 33 передаються в обчислювальний блок 35 для визначення на основі виміряних значень mA, vA, mB і vB фактичних масової витрати mC і швидкості потоку vC відпрацьованих газів випалювальної печі, які відведені через обхідний контур випалювальної печі, і для зіставлення фактичної масової витрати mC із заданим значенням для відпрацьованих газів випалювальної печі, намічених для протягування через обхідний контур випалювальної печі, а також для визначення на основі значень mA, vA, mC і vC фактичного вихрового відношення S для газів у змішувальній камері, і зіставлення його із заданим, запланованим значенням вихрового відношення для газів у змішувальній камері. Обчислювальний блок 35 потім передає засобу 37 сигнали регулювання подачі тяго дуттьовим засобом 17 охолодних газів у змішувальну камеру 9, засобу 39 сигнали регулювання протягування тяго дуттьовим засобом 19 відпрацьованих газів випалювальної печі через обхідний контур 7 випалювальної печі й засобу 41 сигнали регулювання падіння тиску на пристрої при mC або S, які відмінні від 0. Засоби 31, 33 вимірювання відповідно масової витрати mA і швидкості потоку vA охолодних газів, які подаються у змішувальну камеру 9, і масової витрати mB і швидкості потоку vB охолоджених відпрацьованих газів, які відводяться зі змішувальної камери 9, можуть являти собою, наприклад, відвідну трубку, отвір, трубки Вентури або Піті, що вимірюють різницю тиску, яка поряд зі знаннями про температуру газів, геометричні умови, висоту ртутного стовпа тощо може бути використана для розрахунку цих величин. Для вимірювання mB і vB можна також використовувати різницю тиску, вимірювану на циклонному сепараторі 21. Таке рішення має особливі переваги, тому що не вимагає установки додаткового встаткування. Відвідна трубка й циклонний сепаратор з відповідними вимірниками температури показані на фіг. 1 як засоби вимірювання mA і mB відповідно. Інші засоби являють собою датчики, що виконують безпосередні вимірювання швидкості, наприклад, по проходженню звукових коливань через потік або по зареєстрованих змінах електричних або магнітних характеристик змішаного з пилом потоку, або по виміряній швидкості колеса турбіни. Нарешті, часто можливо одержувати від тяго дуттьових засобів 17, 19 електричні сигнали, що відбивають споживання струму або потужності, які можуть бути використані для розрахунку масової витрати, що пропускається тягодуттьовими засобами. Якщо принцип роботи пристрою 23 охолодження включає упорскування води, вимірювання температури на вході й виході цього пристрою й витрати води можуть бути використані для розрахунку масової витрати mB. Обчислювальний блок 35, призначений для визначення mC або S і для передачі сигналів відповідно засобам 37, 39, і 41, може включати комп'ютер з уведеним відповідним програмним забезпеченням. Засоби 37 і 39 регулювання тягодуттьових засобів 17, 19 відповідно подачі охолодних газів у змішувальну камеру й протягування відпрацьованих газів випалювальної печі через обхідний контур 7 випалювальної печі можуть являти собою частотні перетворювачі, пов'язані з двигунами тягодуттьових засобів, або регульовані заслінки, встановлені на вхідній (всмоктувальній) або вихідній стороні останніх. Засіб 41 регулювання падіння тиску на пристрої 5 може містити засіб зміни відповідно площі потоку у вхідному каналі 15 охолодного газу й площі потоку у вихідному каналі 13. Як показано на фігурах 2а-2д, засіб 41 зміни площі потоку у вхідному каналі охолодного газу може, наприклад, містити заслінку 43, виконану з можливістю повороту навколо вісі 45 і сприйнятливу до регулювання у процесі роботи, наприклад, за рахунок двигуна, що одержує сигнали від обчислювального блоку 35. Як показано на фіг. 2д, тангенціальний вхідний канал охолодного газу може бути розділений на декілька каналів, і регулювання може виконуватися заслінкою, установленою в одному із цих каналів. Засіб 41 зміни площі потоку у вихідному каналі може містити, наприклад, звуження або засувку 47, установлену у вихідному каналі безпосередньо за змішувальною камерою 9. Конкретний варіант виконання засувки показаний на фіг. 3 і має вигляд рухливої перфорованої пластини з рядом отворів різного розміру, що уможливлює використовувати ряд установлених значень площі потоку. В альтернативному варіанті можна було б використовувати конічну трубку, що виступає за віссю у трубчастий кожух, причому ця трубка була б виконана так. щоб була можливість зміни її конусності. Пристрій 5, показаний на фіг. 1, містить як конічний перехідний елемент 8, так і циліндричний перехідний елемент 10, застановлені у продовження один одного між трубчастим 4 UA 99155 C2 5 10 15 кожухом змішувальної камери 9 і випалювальною системою 1. 3. За рахунок цього створюється розширена змішувальна зона для відведених відпрацьозаних газів випалювальної печі й охолодних газів, а також більший проміжок для регулювання вихрового відношення S газів у змішувальній камері 9. Отже, наявність циліндричного перехідного елемента 10 уможливлює збільшення вихрового відношення S без виникнення ризику влучення охолодних газів у випалювальну систему, що поліпшує змішування й охолодження відведених відпрацьованих газів випалювальної печі. У представленому на фіг. 1 варіанті виконання вихідний канал 13 охолоджених відпрацьованих газів змішувальної камери 9 містить орієнтовану по центру трубу 12, що видається по вісі всередину й має максимальний діаметр, менший діаметра трубчастого кожуха. Це знижує ризик того, що охолодні гази просто вийдуть зі змішувальної камери через вихідний канал без змішування з відпрацьованими газами випалювальної печі. Труба 12 має конічну форму з мінімальним діаметром у її внутрішнього вільного кінця, що знижує падіння тиску на вихідному каналі 13. У процесі роботи пристрою регулювання може виконуватися автоматично й безупинно з використанням програмного забезпечення, що керує регулюючими засобами 37, 39 і 41 відповідно до заданої процедури. Альтернативно регулювання може виконуватися у напівавтоматичному режимі оператором регулюючих засобів 37, 39 і 41, що діє на основі конкретних робочих даних про mC і S відповідно. 20 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Пристрій (5) охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в обхідному контурі (7) випалювальної печі, що містить змішувальну камеру (9) для відводу й охолодження частини відпрацьованих газів випалювальної печі від випалювальної системи (1, 3), причому змішувальна камера (9) має трубчастий кожух, забезпечений з одного краю вхідним каналом (11) відпрацьованих газів, а з іншого свого краю - вихідним каналом (13) охолоджених відпрацьованих газів, а також має тангенціальний вхідний канал (15) охолоджуваних газів, і при цьому пристрій також містить перший тягодуттьовий засіб (17) подачі охолоджуваних газів у змішувальну камеру (9) і другий тягодуттьовий засіб (19) протягування відпрацьованих газів випалювальної печі (7) через її обхідний контур (7), який відрізняється тим, що він містить засоби (31, 33) вимірювання, відповідно, масової витрати mA і швидкості потоку vA охолоджуваних газів, які подаються у змішувальну камеру (9), і масової витрати mВ і швидкості потоку vВ охолоджених відпрацьованих газів, які відводяться від змішувальної камери (9), обчислювальний блок (35) для визначення на основі виміряних значень mA, vA, mВ і vВ фактичних масової витрати mC і швидкості потоку vC відпрацьованих газів випалювальної печі, що протягаються через обхідний контур (7) випалювальної печі, і зіставлення фактичної масової витрати mС із заданим значенням для відпрацьованих газів випалювальної печі, що направляються через обхідний контур (7), при цьому обчислювальний блок (35) виконаний з можливістю визначення на основі значень mA, vA, mC і vC фактичного вихрового відношення S для газів у змішувальній камері (9) і зіставлення його із заданим необхідним значенням вихрового відношення для газів у змішувальній камері (9), і засоби (37, 39, 41) регулювання, відповідно, тягодуттьового засобу (17) подачі охолоджуваних газів у змішувальну камеру (9), тягодуттьового засобу (19) протягування відпрацьованих газів випалювальної печі через обхідний контур (7) і втрати тиску на пристрої (5), якщо ∆mC або ∆S відмінні від нуля. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що засіб (41) регулювання втрати тиску на пристрої (5) містить засоби (43, 47) зміни площі потоку, відповідно, у вхідному каналі (15) охолоджуваних газів і у вихідному каналі (13). 3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що засіб (41) зміни площі потоку у вхідному каналі (15) охолоджуваних газів включає заслінку (43), виконану поворотною щодо осі (45) і сприйнятливою до регулювання у процесі роботи. 4. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що засіб (41) зміни площі потоку у вихідному каналі включає звуження або засувку (47), встановлену у вихідному каналі (13). 5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що він містить конічний перехідний елемент (8), уведений між трубчастим кожухом змішувальної камери (9) і випалювальною системою(1, 3). 6. Пристрій за п. 5, який відрізняється тим, що він містить циліндричний перехідний елемент (10), уведений між конічним перехідним елементом (8) і випалювальною системою (1, 3). 7. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вихідний канал (13) змішувальної камери (9) для охолоджених відпрацьованих газів містить трубу (12), що виступає по осі всередину й має максимальний діаметр, менший діаметра трубчастого кожуха. 5 UA 99155 C2 5 10 15 20 25 8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що згадана труба (12) встановлена коаксіально щодо трубчастого кожуха. 9. Пристрій за п. 7 або 8, який відрізняється тим, що згадана труба (12) виконана конічною з найменшим діаметром біля свого внутрішнього вільного краю. 10. Спосіб охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в обхідному контурі (7) випалювальної печі, при виконанні якого відводять частину відпрацьованих газів від випалювальної системи (1, 3) і охолоджують у змішувальній камері (9), що містить трубчастий кожух, у який відпрацьовані гази вводять з одного краю через вхідний канал (11) відпрацьованих газів, охолоджені відпрацьовані гази виводять з іншого краю через вихідний канал (13), охолоджувані гази подають у змішувальну камеру через тангенціальний вхідний канал (15) охолоджуваних газів за допомогою першого тягодуттьового засобу (17), і відпрацьовані гази випалювальної печі протягають через обхідний контур випалювальної печі за допомогою другого тягодуттьового засобу (19), який відрізняється тим, що вимірюють, відповідно, масову витрату mA і швидкість потоку vA охолоджуваних газів, які подаються у змішувальну камеру (9), і масову витрату mB і швидкість потоку vВ охолоджених відпрацьованих газів, які відводяться зі змішувальної камери (9), визначають фактичні масову витрату mC і швидкість потоку vC відпрацьованих газів випалювальної печі, що протягаються через обхідний контур (7) випалювальної печі, на основі виміряних значень mA, vA, mB і vB і зіставляють з заданим значенням для відпрацьованих газів, що направляються через обхідний контур випалювальної печі, визначають фактичне вихрове відношення S для газів у змішувальній камері (9) на основі значень mA, vA, mC і vC і зіставляють його із заданим необхідним значенням вихрового відношення для газів у змішувальній камері, і, якщо ∆mC або ∆S відмінні від 0, регулюють принаймні один елемент із групи, що включає, відповідно, тягодуттьовий засіб (17) подачі охолоджуваних газів у змішувальну камеру, тягодуттьовий засіб (19) протягування відпрацьованих газів випалювальної печі через її обхідний контур і втрату тиску на пристрої. 6 UA 99155 C2 7 UA 99155 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Device and a method for cooling kiln exhaust gases in a kiln bypass

Автори англійською

Hundebol, Soren

Назва патенту російською

Устройство и способ охлаждения отработанных газов обжиговой печи в ее обходном контуре

Автори російською

Хундебьоль Сьорен

МПК / Мітки

МПК: F27B 7/42, C04B 7/43, F27D 17/00, F27B 7/20, C04B 7/44, C04B 7/60

Мітки: обхідному, печі, контурі, спосіб, відпрацьованих, газів, пристрій, охолодження, випалювальної

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-99155-pristrijj-ta-sposib-okholodzhennya-vidpracovanikh-gaziv-vipalyuvalno-pechi-v-obkhidnomu-konturi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій та спосіб охолодження відпрацьованих газів випалювальної печі в її обхідному контурі</a>

Подібні патенти