Теплотехнические расчеты установок стройиндустрии

2.2. Конструктивные особенности и основные элементы.
По конструктивным особенностям кольцевые печи отличаются друг от друга главным образом способом соединения обжигательного канала с жаровым и местоположением последнего. Одной из конструкций является так называемый «очелковый строй».

Рис.3. Соединение обжигательного и жарового канала — «очелковый строй».

«Очелковый строй» — это когда горячий воздух из жарового канала 1 (при поднятом жаровом конусе) проходит в зону досушки обжигательного канала 3 через жаровые очелки 4. Отработанный воздух из этой зоны удаляется через дымовой очелок 5 (при поднятом дымовом конусе 6) в дымовой канал 7. В зоне охлаждения воздух из обжигательного канала 3 проходит через жаровые очелки 4 и оттуда (при поднятом жаровом конусе 2) попадает в жаровой канал 1. Для описанной конструкции характерны сосредоточенный отбор воздуха из зоны охлаждения и сосредоточенное его поступление в зону досушки, что не всегда позволяет создать необходимую равномерность охлаждения и досушки изделий. Несколько большая равномерность достигается применением так называемых перекидных коробов, когда в своде жарового канала делаются специальные отверстия, и они вместе с соответствующим рядом топливных трубок накрываются переносным металлическим коробом корытообразного сечения. Тогда в зоне досушки воздух из жарового канала проходит в короб, а из него через топливные трубки направляется в обжигательный канал печи. В зоне охлаждения воздух совершает путь в обратном порядке. Печи с перекидными коробами трудоемки при обслуживании и недостаточно герметичны. Более совершенна конструкция с «рассыпным слоем», при которой рассредоточенный отбор и подача воздуха осуществляются при помощи специальных надсводовых каналов.

Типичные схемы конструкций кольцевых печей показаны на рис. 4.

Рис. 4. Типичные схемы конструкции кольцевых печей.
На большинстве кольцевых печей обжигательные каналы перекрыты сводом и имеют вытянутую овальную форму. Но бывают печи с зигзагообразной формой канала и бессводчатые. Обжигательный канал делится всегда на четное количество камер (от 14 до 32) и имеет длину 55-172 м, ширину 1,7-4,5 м, высоту 1,95-3,2 м, объем 185-1450 м³ и 4-6 подсадок на каждую камеру. В 16-камерной кольцевой печи свод обжигательного канала имеет полуциркульную форму. Он создает меньшие распорные усилия по сравнению с арочными сводами так называемой «ползучей формы». Вновь выложенный свод после некоторого периода эксплуатации дает осадку. Во избежание повышенных распорных усилий, которые могут возникнуть в своде при его разогреве, полуциркульный свод сооружают по определенной схеме. При этом опалубку-кружала расчерчивают по радиусу R_О из двух центров, смещенных относительно центральной оси вправо и влево на расстояние 20-30 см. Свод по толщине выполняется в два ряда (оката): нижний (внутренний) — из шамотного, верхний (внешний) — из красного кирпича.
Начальными очагами разрушения свода являются различные отверстия в нем (трубочки, очелки и т.п.). Поэтому для большей прочности их обрамления выполняют из специальных шамотных камней. Так, наиболее прочная конструкции жаровых очелков достигается при устройстве кольцевых сводов вместо арочных. Арки дымовых очелков и выходов целесообразно сооружать в два оката. Под обжигательного канала выполняют из кирпича на ребро по глинобетонному основанию и песчаной подсыпке. Стены печи состоят из внутреннего футеровочного слоя в один кирпич (шамот) и внешнего слоя в 1,5-2 кирпича (красный кирпич). Кроме того, печь имеет наружную наклонную стену с контрфорсами толщиной в 2-2,5 кирпича (красный кирпич).
Шамотную футеровку, стены из красного кирпича и конт
рфорсы друг с другом не перевязывают, так как они подвержены различным расширениям от воздействия температуры. Промежутки (пазухи) между стеной и контрфорсами заполняют глинобетоном. Для компенсации температурных расширений в стенах и сводах печи устраивают швы шириной до 25 мм на каждые 5-6 м длины обжигательного канала. Во избежание присосов воздуха через сквозные щели в двухслойной стене печи (футеровка и кладка из красного кирпича) температурные швы в плане смещены в отношении друг друга. В наружной наклонной стене швы конопатят асбестовым шнуром.
Ходки шириной 1,2 м и высотой не менее 1,6-2 м, устраиваемые в наружной стене, перекрываются сводом в два оката: нижний в 1 кирпич, верхний в ½ кирпича. Дымовые очелки шириной 0,4-0,6 м и высотой 0,5-0,7 м перекрывают аркой в два оката (по ½ кирпича каждый).
Улучшенная конструкция надсводовых каналов рассыпного строя позволяет осматривать и чистить каналы во время работы печи. Поверх свода устраивается изолирующая засыпка толщиной 200 мм из шлака. Песок для этой цели применять нельзя. Рабочую площадку (верх печи) выстилают красным кирпичом на ребро, а швы заполняют глиняным раствором. При периферийном расположении жарового канала стены его во избежание разрушения кладки не должны опираться на свод печи, подверженный температурным расширениям и осадке. Арматура кольцевых печей состоит из топливных трубок, дымовых конусов, жаровых клапанов, подъемников для клапанов и в отдельных случаях перекидных коробов.
Твердое топливо можно подавать на верхнюю рабочую площадку печи в вагонетках по наклонной эстакаде с помощью канатной лебедки, ковшовыми элеваторами и наклонными ленточными транспортерами. На верхней площадке печи топливо перегружается и транспортируется к зоне обжига в первых двух случаях в монорельсовых люлечных вагонетках, а в последнем случае — ленточными транспортерами. Для удаления из обжигательного канала топливных остатков используют электропогрузчики, из которых золу и шлак перегружают в ковши скиповых подъемников, а затем — в бункера, смонтированные на колоннах так, чтобы их можно было разгружать при помощи автосамосвалов. Многие печи переведены на газообразное топливо, которое сжигается преимущественно с применением верхних переносных и нижних подводовых горелок. По периметру верхней рабочей площадки крепят кольцевой газопровод, имеющий отводы (две штуки на каждую камеру). К штуцерам этих отводов прикреплены резиновые шланги, на концах которых установлены верхние горелки, представляющие собой отрезки газовых труб, вставленных в топливные трубки свода обжигательного канала. Резиновые шланги позволяют переносить эти горелки из одних топливных трубок в другие и использовать один газовый отвод для обслуживания нескольких рядов топливных трубок. К кольцевому газопроводу через штуцер подсоединяют гребенку с тремя отводами для подачи газа к нижним горелкам. Они расположены в од
ном поперечном ряду и перекрыты дырчатыми шамотными камнями, предохраняющими отверстия горелок от засорения. На каждую камеру устанавливают обычно по две гребенки для отвода газа вниз и соответственно по два ряда нижних горелок. Для сжигания газа используют горячий воздух, двигающийся через садку канала в зону обжига из зоны закала. При этом горение газа является диффузионным. Недостатком описанной системы является засорение нижних горелок, в связи с чем вместо нижней начали применять боковую подачу газа в печь.