14. Внутрипечные теплообменные устройства: цепные завесы, теплообменники. Назначение, устройство, принцип работы.
В качестве внутренних теплообменных устройств во вращающихся печах применяют металлические цепные завесы, а также ячейковые теплообменники различных конструкций. В вечах мокрого способа производства для обезвоживания шлама влажностью 35—45 % применяют цепные завесы, обладающие развитой поверхностью, способствующие не только испарению влаги, но также транспортированию материала и предотвращению образования шламовых колец внутри корпуса печи. Цепные завесы применяют и в печи сухого способа производства для интенсификации теплообмена между горячими вечными газами и сырьевой мукой.
Цепные завесы обычно устанавливают в загрузочной части печи, где температура газов не превышает 1070 К. В начале загрузочной части печи, где поступающий в печь шлам текучий, он налипает на поверхность теплообменных устройств и непосредственно соприкасается с горячими газами. По мере сушки шлам постепенно теряет способность налипать на элементы теплообменных устройств, которые в этом случае выполняют функции регенераторов, воспринимая тепло от газов и передавая его материалу. В районе расположения теплообменных устройств продвижение материала вдоль корпуса печи замедляется, вследствие чего повышается заполнение печи материалом, а также увеличивается поверхность теплообмена. В то же время улучшается перемешивание материала, в результате чего выравнивается его температура по объему и по сечению печи, увеличиваются разности и перепад температур между газами и обжигаемым материалом, материалом и поверхностью теплообменников, что также способствует интенсификации теплообмена.
Цепная завеса положительно влияет не только на теплообмен материал а с горячими газами, но и на образование пыли и ее улавливание, так как в той зоне, где цепи покрыты слоем влажного шлама, на них оседает большая часть пыли, содержащаяся в газовом потоке. Таким образом цепная завеса является одновременно и пылеулавливателем.
Цепные завесы вращающихся печей обычно бывают двух типов: со свободно висящими концами (рис. 13, а) и гирляндной завесой (рис. 13, б).
Цепные завесы собирают из цепей с овальными звеньями из прутка толщиной 22 и 25 мм. Материал цепей, подвешиваемых в горячей зоне с температурой газового потока 770-1070 К, - жаропрочная сталь 12Х18Н10Т, а в «холодной» зоне с температурой ниже 770 К - углеродистая сталь. Цепи в завесах со свободно висящими концами длиной 0,6 - 0,7 внутреннего диаметра печи подвешиваются в шахматном порядке за один конец. Гирляндные цепные завесы подвешиваются к корпусу печи за оба конца с провисанием в средней части.
В некоторых случаях во вращающихся печах мокрого способа производства в наиболее горячей зоне внутреннего теплообменника (взамен цепной завесы) частично или полностью устанавливают ячейковые теплообменники, включая и. керамические. Ячейковые теплообменники пока не нашли повсеместного применения, и наиболее универсальным и эффективным внутренним теплообменником остается цепная завеса.
Рис. 13. Цепные завесы вращающихся печей:
I - конструкция части цепной завесы (1 - рядовое звено; 2 концевое звено); II - узел крепления цепей к корпусу печи (1 - кронштейн; 2, 3 - болт с гайкой; 4 - корпус печи; 5 - концевое звено цепи; 6 - футеровка)