7 Фигурный огнеупорный кирпич для камеры сгорания
Опыт использования огнеупорной футеровки обжиговых печей первого поколения показал, что материалы на основе системы Al2O3-SiO2 при использовании их для огнеупорной футеровки печей испытывают постоянные термальные и химические перегрузки, а также разрушение на предварительной стадии укладки футеровки, происходящее, очевидно, из-за ошибочной геометрии кирпичных элементов.
На основе этого опыта компаниями Eberhardt / Moeller было принято решение пересмотреть существующий дизайн огнеупорной футеровки и попытаться оптимизировать конструкцию, руководствуясь следующими инженерными принципами:
- Использование модульных кирпичных систем в области камер сгорания, отвечающих всем конкретным статическим требованиям с точки зрения распределения нагрузок и теплового расширения.
- Использование высококачественного продукта, изготовленного на основе магнезиальношпинелидной системы для футеровки всей зоны горения с целью надежного обеспечения всех термохимических требований, далее в случае флюктуации эксплуатационных параметров и качества известняка.
На первом этапе была осуществлена разработка геометрически оптимизированной трехмерноймо дели кирпича (рис. 8). В этой системе учитываются не только требования к огнеупорной футеровке, основанные на опыте эксплуатации обжиговых печей, но и важные аспекты производства, требующие внимания при изготовлении кирпичей специальной формы весом до 70 кг. Помимо выбора сырьевых материалов важным критерием оказался и сам процесс производства. Кирпичи специальной формы проходят стадии прессования, формовки и обжига, причем они обязательно должны иметь те же характеристики, что и стандартные кирпичи такого же качества. В последние годы такой подход к дизайну огнеупоров был успешно применен при строительстве в сахарной промышленности десяти обжиговых печей различной производительности.
10 Зоны перегрева
5 Автоматизация и система управления печи для обжига извести
Производительность печи определяется весом выгружаемой извести. Загрузка печи начинается автоматически, как только запас известняка у загрузочного конуса достигает минимального превышения уровня балки-газохода отходящих газов. Точное количество топлива, необходимое для практически полной кальцинации объема известняка в зоне горения, подается в течение цикла продолжителностью около 40 минут. Дозирование подачи топлива осуществляется при помощи управляющих клапанов, расположенных перед каждой горелкой. Необходимое количество первичного воздуха также подается автоматически в соответствии с заранее установленными параметрами дозирования воздуха.
Управляющая цепь вентилятора отходящего газа при помощи управляющих заслонок поддерживает постоянное небольшое разрежение на уровне горелки, функционально зависящее от давления в верхней зоне печи. Подача топлива прекращается из соображений безопасности, если заранее определенная степень разрежения на уровне камеры сгорания превышается. Количество газа рециркуляции, подаваемого в зону горения, также дозируется. Его заранее определенное количество отбирается из потока отходящего газа при помощи вентилятора рециркуляции. Он распределяется при помощи заслонок, управляемых вручную, по пяти входным патрубкам на каждую камеру сгорания.
По заказу клиента в качестве системы управления используется отказоустойчивая система Simatic S7 400H. В случае отказа процессора система автоматически переключается на резервный процессор без неблагоприятных для процесса последствий. Периферийные сигналы подаются при помощи модулей Profibus DP и YH-link.Так, секции управления газом и воздухом связаны через устройство Profibus PA. Управление горелками осуществляется при помощи системы S7 и автоматической системы управления горением, установленной на консоли у платформы с горелкой. Локально установлены только переключатели/кнопки и трансформатор напряжения зажигания.
Скиповый подъемник управляется современными частотными преобразователями. Скорость привода с постоянным крутящим моментом даже на малых скоростях регулируется при помощи инкрементного датчика положений.
Существует также возможность оптимизаци циклического принципа работы путем применения датчика определения модуля на лебедке, работающего на шине Рrofibus. Для управления и мониторинга используются две независимые системы управле-ния предприятием WinCC. Они осуществляют управление по схеме с резервированием. Если один компьютер выходит из строя, предприятие может продолжать функционировать по полной программе при помощи второго компьютера.
6 Известняк
Со времени самого первого проекта по установке печи обжига извести в 1995 г. выявилось ухудшение качества известняка в Египте. Как по химическим, так и по физическим характеристикам известняк с месторождений в Египте уступает известняку с месторождений Европы. Эта проблема была глубоко исследована, и результаты этих исследований опубликованы в 2008 г. [1 - 2]. К этому можно добавить сильный разброс по качеству даже при условии поставки партий с одного и того же месторождения, что можно отнести за счет нестабильных условий добычи и обработки сырья, обеспечиваемых поставщиком. При таких осложненных обстоятельствах в Египте под наблюдением нашей компании в течение нескольких лет эксплуатируется многокамерная обжиговая шахтная печь. В табл. 1 представлен минеральный состав известняка, оговоренный в контракте, и состав известняка с двух месторождений, используемый в двух печах. В обоих случаях состав предпочтительнее указанного в контракте. Однако следует учесть, что множество поставляемых партий сырья не отвечали существующим требованиям по причине ненадлежащего качества или несоответствия спецификации (рис. 9). Так, оговоренная в контракте величина фракции 80 - 120 мм имеет тенденцию к увеличению до 100 – 150 мм, и сырье содержит долю неприемлемых фракций в 60 мм и 200 мм.
9 Забракованный известняк
