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新型干法水泥窑预热器一般由五级预热器组成,每个预热器呈三心大旋亮构造。三心指在垂直方向上气流出口中心、物料出口中心、预热器的几何中心在空间120°分布。
预热器与预分解窑炉的温度(主要指设置在设备壁面的热偶测试出的温度),从第一级预热器到第五级预热器和预分解窑炉依次为:不高于450℃、650℃、750℃、900℃、1100℃和1100℃。
传统的水泥回转窑,预热带中物料温度为150~800℃,气体温度为450~850℃。对于新型干法窑,从第1级到倒数次最后级旋风收尘器都是预热带。
针对新型干法水泥窑预热器用耐火砖的设计主要包括:
锚固砖
为防止预热器直筒的衬里与壳体脱开,需要在直墙内安装锚固件。即在壳体上装锚固钉,锚固钉拴住埋设在墙中的锚固砖,锚固砖拉住了直墙。在直墙上, 描固砖每隔一定间距设置一组,使直墙和壳体牢固地粘接成一体。这就防止了直墙与壳体脱开,避免了发生塌落事故。锚固砖的安装如图1所示。
图1 直墙锚固砖的安装
托板砖
大型窑不动设备的直径一般大于5m,高度在10m以上,其内衬的膨胀量和热应力都很大。为了减少热应力和便于检修,需要将窑衬分成区段,并设置膨胀缝,这就需要设计托砖板。一般情况下,托砖板的间距小于2. 5m;在高温区小于2m。托砖板的结构如图2所示。
图2 托砖板的结构
由图2可知:耐热钢托砖板托住托砖,托砖托住耐火砖和隔热砖,耐火砖和上一块托砖板之间的缝隙中塞有轻质耐火物。这就吸收了热膨胀,防止了直墙的损坏。根据式(1),可以推算得出膨胀缝的高度S3应满足下式。
式中S3—膨胀缝高度;
S—耐火砖热端膨胀量;
S1— 壳体膨胀量;
S2— 火泥能够提供的最大蠕变;
az——耐火砖的热膨胀系数;
tz—耐火砖热端温度;
L—托砖板间距;
αK—壳体的热膨胀系数;
tK —壳体的温度。
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