Пуск и остановка

Шахтную печь с выносными полугазовыми топками подготов­ляют к пуску в той же последовательности, что и пересыпную. После опробования всех механизмов печи и наладки контрольно - измерительных приборов приступают к сушке шахты печи.

В конце сушки шахты сушат выносные топки. Каждую топку сушат сухими дровами при естественной тяге в течение 12—14 ч. Первые 6 ч температуру газов на выходе из топки поддержи­вают в пределах 50—90° С, последующие 4 ч — в пределах 120—160° С и последние 2—4 ч — при температуре 400—500° С. После этого приступают к охлаждению топок. На время охлаж­дения все лючкн и гляделки топок закрывают и охлаждение происходит за счет потери тепла кладкой топки в окружающую среду.

При сушке выносных топок обжигальщик ведет наблюдение за процессом по приборам; при визуальном наблюдении через гляделки он пользуется защитными очками. Открывать смотро­вые лючки и окна, а также загружать поленья в топку обжигаль­щик должен в рукавицах.

Подготовка печи к розжигу начинается с загрузки зоны ох­лаждения комовой известью. Выше зоны охлаждения шахту на 2/з общей высоты заполняют известняком. Иногда для ускорения розжига печи в известняк, загружаемый в зону обжига, добав­ляют 10—12% от его веса антрацит. При этом зону подогрева печи заполняют известняком полностью.

Затем подготовляют к розжигу выносные полугазовые топки. Топки заполняют вручную короткими (0,3—0,5 м) поленьями сухих дров и обливают сверху жидким горючим (керосином). Включают технологическую линию подготовки твердого топлива » наполняют им расходные бункера, расположенные над топ­ками.

После заполнения печи шихтой закрывают загрузочное отвер­стие, включают дымосос и проверяют, достаточно ли разрежение в печи (5—7 мм вод. ст. на уровне нижних гляделок зоны об­жига). Дрова в топках поджигают через отверстие гляделки с помощью факела из ветоши, облитого керосином. За 4—6 ч тем­пературу в топочном пространстве поднимают до 500—550° С, после чего включают дутьевые вентиляторы топок и питатели угля в топки.

Вначале режим работы топок устанавливают таким образом, чтобы сгорание топлива было полным и температура газов на выходе из топки была в пределах 800—850° С. Для этого в топки подают 40—50% топлива от его нормального расхода, а воз­дух—в количестве, которое в полтора — два раза больше, чем требуется для полного сгорания топлива (а=.1,5—2).

В топках слоевого сжигания при этом следят, чтобы средняя толщина слоя топлива на колосниковой решетке была в преде­лах: для каменных и бурых углей—180—200 мм, для торфа—- до 500 мм.

В аэрофонтанных топках через гляделки контролируют нор­мальное фонтанирование частиц угля, регулируя давление дутье­вого воздуха, поступающего через нижний конус топки, в преде­лах 150—200 мм вод. ст.

После того как известняк, находящийся у газовых окон, при­обретет темно-красный накал (температура 600—700°С), полу­газовые топки постепенно переводят на рабочий режим, увеличи­вая подачу топлива и регулируя дутьевой воздух (а=0,7—0,8), a шахту печи заполняют известняком до нормального уровня.

Полугаз, поступающий из топок в печь, где находится раска­ленный известняк, будет сгорать в ней, выделяя дополнительное тепло и повышая температуру. С момента перевода топок на полугазовый процесс розжиг печи считается законченным.

Вывод печи на рабочий режим осуществляется постепенно, в соответствии с установившейся в зоне обжига температурой и сте­пенью разложения известняка. Включением дутьевого вентиля­тора и регулированием дымососа устанавливают аэродинамиче­ский режим в шахте печи, соответствующий проектным показа­телям. В дальнейшем следят за нормальной работой топок и температурой известняка в зоне обжига печи.

При нормальной работе выносных полугазовых топок через гляделки, расположенные напротив газовых окон, видно туман­ное желтоватое пламя. Если известь на уровне газовых окон просвечивает темными пятнами, значит в ней есть недожженные куски.

Когда известь приобретает ровный ярко-белый накал, делают первую выгрузку, пуская выгрузочный механизм на малую ско­рость. Если накал извести в зоне обжига изменится до светло - желтого цвета, то скорость выгрузки извести следует снизить. При появлении красного оттенка в цвете выгрузку извести следует прекратить. Через гляделки верхнего ряда обжигальщик наблюдает за высотой зоны обжига, догружая печь известняком или увеличивая скорость выгрузки.

Постепенно положение зон подогрева, обжига и охлаждения стабилизируется, а производительность печи достигает проектной величины. После достижения проектных показателей режима об­жига, печь переводится на автоматическую загрузку по уровню известняка в шахте, а вывод ее на рабочий режим считается за­конченным.

Остановку шахтной печи выполняют в следующем порядке. Вначале останавливают питатели угля и после догорания его остатков в камерах топок останавливают дутьевой вентилятор топок. Через 2—3 ч прекращают подачу в печь сырья. Если после прекращения подачи сырья температура отходящих газов выра­стет до 300° С, то дымосос временно отключают.

Дутьевой вентилятор печи оставляют включенным до полной выгрузки материалов из печи. После освобождения печи от ма­териалов выключают выгрузочное устройство и дутьевой венти­лятор. При снижении температуры в шахте печи до 50° С оста­навливают дымосос и приступают к ее осмотру.

Обжиг известняка

Длиннопламенное топливо (каменный и бурый уголь, слан­цы и т. п.) можно использовать в производстве извести только при его сжигании или газификации в специальных топках.

Особенности процесса газификации твердого топлива в вы­носных полугазовых топках. В топках происходит предваритель­ная (неполная) газификация твердого топлива с получением полугенераторного газа, или полугаза, который поступает из топок в шахту печи и дожигается там с дополнительно вводи­мым (вторичным) воздухом.

Основные горючие элементы полугаза — окись углерода (СО) и водород (Н2). При сжигании, например, подмосковного бурого угля в полугазовых топках образуется полугаз, содержа­щий (в % к объему): СО=9-МО; Н2=10-М1; Н20 = 14-М5; С02= Ю-т-12; N2=56—52. Выход полугаза из 1 кг топлива со­ставляет 2,5—3,0 м3. Температура полугаза 850—950° С, тепло­творность 800—900 ккал/м3.

Для получения хорошего полугаза необходимо вести газифи­кацию с коэффициентом избытка воздуха в пределах а = 0,7—0,8. Уменьшение воздуха по сравнению с указанным пределом при­водит к замедлению горения кокса, снижению температуры и ухудшению процесса газификации твердого топлива.

Особенности процесса газификации топлива в слоевых топ­ках. В слоевых топках процесс газификации твердого топлива в значительной мере зависит от толщины слоя топлива на колос­никовой решетке. Чем толще слой топлива, тем больше горючих компонентов содержится в полугазе и состав их более постоянен.

Размер кусков топлива влияет на толщину его слоя: чем больше куски, тем толще должен быть слой и наоборот. В среднем тол­щина слоя топлива на колосниковой решетке должна быть рав­ной для каменных и бурых углей в пределах 400—500 мм, для торфа до 1000 мм.

Мелкие фракции топлива ухудшают процесс газификации, так как вызывают неравномерное распределение воздуха по слою топлива. В результате увеличивается удельный расход топлива на обжиг и усложняется обслуживание топки из-за не­равномерного выгорания топлива.

Особенности газификации топлива в аэрофонтанных топках. В аэрофонтанных топках на процесс газификации большое влия­ние оказывает размер частиц угля, поступающего в топку. Ча­стицы угля размером более 3 мм требуют для устойчивого фон­танирования более высокой скорости воздуха, чем мелкие. По­этому, если частицы размерами 3—5 мм поступают в топку в большом количестве, то они выпадают на стенки камеры и скап­ливаются в горловине конуса, образуя завалы. Газификация частиц угля и сгорание образующегося кокса происходит во взвешенном состоянии, если их размер не превышает 3 мм.

Высокая температура плавления золы топлива (1300— 1400° С) — одно из условий устойчивой работы аэрофонтанной топки. Это связано с тем, что в центре фонтана всегда содер­жится больше воздуха, чем по периферии, и поэтому в отдель­ные моменты там развивается температура до 1300° С. Частицы угля, температура плавления золы которых 1100—1200° С, при­липают к стенкам камеры и поэтому не уносятся потоком полу­газа в печь. Топка быстро зарастает шлаком, процесс газифика­ции резко ухудшается и топку приходится останавливать на чистку.

Поэтому, если температура плавления золы топлива ниже 1300° С, вместе с воздухом в топку необходимо вводить опреде­ленное количество инертного газа (например, дымовые газы). Ввод дымовых газов позволяет снизить температуру в центре фонтана до 1000° С и тем самым предотвратить плавление в топке золы топлива.

Режим обжига известняка. Режим обжига в шахтных печах с выносными полугазовыми топками отличается от режима об­жига в пересыпных печах тем, что в зоне обжига отсутствует зольная часть топлива и не бывает высоких температур, поэтому известь не содержит «пережога» (мягкий обжиг) и золы топ­лива.

Процесс обжига извести в полугазовой печи очень чувстви­телен к гранулометрическому составу известняка. Наличие ме­лочи резко ухудшает перемешивание полугаза с воздухом и его горение в зоне обжига печи. Поэтому важно хорошо отрегули­ровать оборудование очистки сырья перед загрузкой в печь и тщательно контролировать поступление на обжиг сырья в виде узких фракций (например, 120—80 и 80—60 мм).

Стадии обжига и их характеристики. Назначение зон и про­цессы термообработки известняка в полугазовой печи такие же, как и в пересыпной.

Зона подогрева печи служит в основном теплообменником. Выходящие из зоны подогрева печные газы при хорошо нала­женном процессе содержат 26—28% углекислого газа (СОг) и 2—3% кислорода (02).

Зона обжига занимает около половины полезной высоты шахты и служит для сжигания полугаза и разложения извест­няка. В этой зоне температура материала достигает 900— „ 1000° С, а температура газов — 1000—1100° С.

Для обеспечения условий полного выгорания полугаза в зоне обжига поддерживается коэффициент избытка воздуха сс = = 1,14-1,2.

Зона охлаждения служит теплообменником, в котором воз­дух забирает физическое тепло материала. Зона охлаждения полугазовой печи должна составлять не менее одной трети полез­ной высоты шахты, так как количество холодного воздуха, пода­ваемого в зону охлаждения, почти вдвое меньше, чем в пересып­ной печи. В связи с этим воздух в зоне охлаждения подогре­вается до температуры 800—900° С, а известь охлаждается до температуры 100—150° С.

Регулирование процесса обжига извести

Основным параметром обжига является температура мате­риала в зоне обжига. На температуру материала в зоне обжига влияют: количество и теплотворность поступающего в печь по­лугаза, гранулометрический состав обжигаемого сырья, его ка­чество, соотношение топливо — воздух в зоне обжига печи и ско­рость выгрузки извести.

Количество и теплотворность полугаза. Поступление в печь необходимого количества полугаза заданной теплотворности обеспечивает выделение количества тепла, достаточного для дис­социации известняка при заданной температуре (950—1000° С). При этом через отверстия гляделок в зоне обжига виден светло - вишневый накал известняка. Необходимый объем и теплотвор­ность полугаза поддерживаются обжигальщиком регулировани­ем топочного процесса в выносных полугазовых топках.

Гранулометрический состав сырья. Гранулометрический со­став сырья оказывает значительное влияние на температурный режим в зоне обжига.

Например, при обжиге кусков известняка 120—80 мм полугаз проникает в слой на глубину до 0,8 м от места его ввода, при обжиге фракции 80—60 мм—на глубину 0,7—0,6 м. При содер­жании в шихте более 10% мелочи полугаз распространяется в слое на глубину 0,5 м. В этом случае полугаз не достигает цент­ральной области шахты при расстоянии между стенками 1,5 ж и известь в центральной части зоны обжига будет содержать (вви­ду недостаточной температуры) «недожог».

Соотношение топливо — воздух. Для осуществления рацио­нального режима обжига необходимо, чтобы общий коэффициент избытка воздуха был в пределах а= 1,1—1,2.

Снижение количества вторичного воздуха по сравнению с оптимальным приводит к химическому недожогу полугаза и по­вышению температуры выходящей из печи извести. Значитель­ное увеличение вторичного воздуха (общий а=1,4—1,5) снижает температуру в зоне обжига и увеличивает потери тепла с отхо­дящими газами.

Скорость выгрузки извести. Как правило, скорость выгрузки извести остается неизменной. Однако, если обжигальщик не в состоянии обеспечить необходимую температуру в зоне обжига другими мерами, то он уменьшает скорость выгрузки извести.

Отклонения от заданного режима обжига и способы их уст­ранения. Снизилась температура в зоне обжига (потемнение накала извести в нижних и верхних гляделках). Причиной сни­жения температуры может послужить снижение теплотворности полугаза или недостаточное его количество. В этом случае необ­ходимо отрегулировать работу полугазовых топок.

Если топки работают нормально, а полугаз выбивается через контрольные отверстия в гляделках коллектора, значит, засори­лись газовые окна, по которым полугаз поступает в шахту печи.

Если полугаз поступает в зону обжига, то следует проверить химический состав отходящих газов и температуру выгружаемой извести.

При пониженном содержании кислорода в отходящих газах и повышенной температуре выгружаемой извести следует при­бавить количество вторичного воздуха.

Если в печь поступает нормальное количество вторичного воздуха, а в отходящих газах содержится одновременно повы­шенное количество кислорода (02) и окиси углерода (СО), то происходит неполное горение полугаза из-за плохого перемеши­вания с воздухом в слое известняка (много мелочи, большой разброс кусков и т. п.). В этом случае необходимо проверить и отрегулировать гранулометрический состав загружаемого в печь известняка.

Температура полугаза на выходе из топки снизилась до 700° С. При таком отклонении от режима следует проверить си­стему подачи топлива и увеличить его поступление в топку. Если в топку поступает установленное количество топлива (например, 147-30

---------- = 46 кг/ч условного топлива), то нужно увеличить расход воздуха в топку, открыв соответствующую заслонку на дутьевом воздухопроводе. В аэрофонтанной топке прежде следует умень­шить поступление в топку рециркуляционных газов. Если темпе­ратура в топке продолжает снижаться, то это означает, что влаж­ность угля слишком высокая.

При снижении температуры до 500° С следует прекратить подачу угля и загрузить топку сухими поленьями дров, после поднятия температуры до 700° С вновь перейти на уголь и в дальнейшем отрегулировать соотношение топливо — воздух в топке.

Аэрофонтанные топки быстро заносятся шлаком, что требует частых остановок для их чистки. В этом случае необходимо от­регулировать количество вводимого в топку рециркуляционного газа.

Если топки не оборудованы вводами рециркуляционного газа, то для сжигания рекомендуется применять уголь с температурой начала размягчения золы не ниже 1300° С.

Завал топливом аэрофонтанной топки. Если зольная коробка топки забилась шлаком и золой топлива, давление воздуха в топке падает и частицы топлива опускаются на дутьевой конус, образуя завал. В результате температура в топке быстро падает и полугаз не поступает в печь. В этом случае прежде всего сле­дует остановить дозатор угля в топку, затем выключить дутьевой вентилятор и подачу в топку рециркуляционных газов. После этого нужно очистить зольную коробку и дутьевой конус от золы, шлака и топлива. После очистки топки приступают к ее розжигу и выводу на рабочий режим газификации.

Правила техники безопасности

При ведении процесса обжига в шахтной печи с полугазовы­ми топками обжигальщик руководствуется в основном теми же правилами техники безопасности, что и при обслуживании шахт­ной пересыпной печи.

Особенностями эксплуатации шахтной печи с выносными полугазовыми топками является высокое содержание в лолуга - зе ядовитого газа (окиси углерода) и работа топок под значи­тельным избыточным давлением.

В связи с этим при осмотре дозирующих устройств по загруз­ке в топки твердого топлива, при наблюдении за процессом га­зификации угля в топке, при очистке газовых коллекторов и окон влетов полугаза в шахту, при осмотре дутьевого конуса топки обжигальщик пользуется шланговым противогазом. Во время работы топки опасно открывать лючки и гляделки.