Котёл гипсоварочный
Назначение
Гипсоварочный котел ТОС165 предназначен для дегидратации двуводного гипса в полуводный и получении из него вяжущего марок Г4-Г7 при производстве строительного гипса.
Котлы применяются в промышленности строительных материалов в технологических линиях при реконструкции действующих и для оснащения вновь строящихся предприятий для производства строительного гипса. Котлы работают в закрытых помещениях при положительной температуре и могут выпускать строительный гипс как в периодическом так и в непрерывном режимах работы.
| Техническая характеристика котла гипсоварочного ТОС165 | |
| Назначение | производство строительного гипса |
| Тип котла | жаротрубный непрерывного действия |
| Производительность, т/час | 8,0 |
| Внутренний диаметр котла, мм | 3050 |
| Полный объём котла без жаровых труб, м3 | 25 |
| 20 | |
| Рабочий объём котла, м3 | |
| 3325 | |
| Полная высота корпуса котла, мм | |
| Масса котла, т | 16,62 |
| Количество жаровых труб, шт. | 6 |
| Диаметр жаровых труб, мм | 377 |
| Установленная мощность электродвигателей, кВт | 45 |
| Число оборотов вала мешалки, об/мин | 20 |
| Тип привода | мотор редуктор МР3-500 |
| Тип электродвигателя привода | 5АМ225М4 |
| Габаритные размеры, мм: | |
|
длина |
3820 |
|
ширина |
3820 |
|
высота |
6920 |
Устройство котла гипсоварочного
Котел гипсоварочный представляет собой вертикальный стальной барабан диаметром 3050 мм, оборудованный мешалкой и закрытый сверху крышкой, снабжённой патрубками для загрузки порошка и отвода смеси пара с частицами гипса. Частота вращения мешалки около 20 об/мин.
Корпус котла представляет собой вертикальный стальной цилиндр со сферическим днищем и шестью жаровыми трубами диаметром 377 мм, расположенными в два ряда друг над другом
На месте эксплуатации обечайка котла гипсоварочного обкладывается огнеупорным кирпичом с металлическим наружным защитным слоем.
Для сжигания газообразного топлива к огнеупорной футеровке примыкает топочная камера размер которой должен быть достаточен для сжигания требуемого объёма топлива.
В огнеупорной футеровке вокруг обечайки котла гипсоварочго выкладываются специальные каналы для прохождения топочных газов. На фронтальном листе топочной камеры монтируется горелка.
Гипсоварочный котел - принцип работы
Котёл гипсоварочный является тепловым агрегатом в котором происходит удаление влаги из гипсового материала – т.е. его дегидратация при передачи тепла от обечайки, днища и жаровых труб гипсовому материалу находящемуся внутри котла гипсоварочного.
Варка гипса- дегидратация гипсового порошка в котле осуществляется топочными газами с температурой 600-950 0С, подаваемыми по наружным каналам созданным футеровкой котла и жаровыми трубам. Теплоносителем в этих проходах служат продукты сгорания газообразного топлива в примыкающей к футеровке топочной камере.
Пройдя каналы в футеровке котла и жаровые трубы дымовые газы с температурой 250-500 0С, не соприкасаясь с материалом, выносятся из котла. Гипс в варочном котле непосредственно не соприкасается с газами, его температура составляет 121-160 0С. Процесс обжига гипса сопровождается интенсивным выделением кристаллизационной воды. В этот период наблюдается кипение гипсового порошка.
В процессе кипения гипс в котле находится в псевдоожиженном состоянии за счёт пузырьков воды в виде пара постоянно выделяющихся из гипса при его тепловой обработке. Для равномерной теплоотдачи от нагретых металлических поверхностей гипс в котле перемешивается мешалкой, состоящей из вертикального вала с лопастями. Для предотвращения налипания гипса к сферическому днищу подвешена нижняя мешалка с цепной навеской.
Вращение мешалки осуществляет привод мешалки. Для выгрузки гипса в периодическом и аварийном режимах используется клапан разгрузки материала.
В случае прекращения подачи тепла от обечайки материалу или остановки мешалки котла гипсоварочного процесс кипения гипса в котле прекращается,
материал уплотняется и осаживается. При прекращении перемещивания более чем на 20 минут запустить мешалку котле не возможно из за возросшей плотности материала.
Гипс в таких случаях рекомендуется сливать в приёмную ёмкость в аварийном режиме. Равномерная передача тепла от металлических частей материалу является показателем правильной работы котла гипсоварочного.
Для оценки теплоотдачи при работе котла современные установки автоматизируются. Контроль помогают осуществлять датчики температуры и уровня материала установленные в котле гипсоварочном, датчики температуры и разряжения теплоносителя установленные в топочной камере, а также датчик температуры днища котла гипсоварочного установленный непосредственно под днищем. Контроль тока мешалки котла гипсоварочного позволяет дополнительно оценить состояние материала в котле.
Гипсоварочный котёл ТОС165 может работать как в периодическом так и в непрерывном режимах.
Периодический режим варки гипса
В периодическом режиме гипс засыпается в котёл из бункера сыромола до верхнего предельного уровня материала в котле. При достижении верхнего уровня загрузка прекращается и происходит тепловая обработка материала топочными газами.
Температура материала поступающего в котёл находится в пределах 75 -115 0С.
При достижении требуемой температуры материала в котле порядка 120 – 135 0С.
Материал сливается в приёмный бункер. Температура при которой материал разгружается определяется экспериментально после исследования свойств гипсового продукта после разгрузки.
При периодическом режиме обязательно наличие ёмкости над котлом и под котлом с объёмом не менее объёма котла гипсоварочного.
Недостатком данного способа варки является перегрев металлических конструкций и днища котла гипсоварочного при отсутствии материала в момент разгрузки и как следствие преждевременный выход из строя днища котла гипсоварочного.
При нарушении режима теплового нагрева металлических конструкций котла гипсоварочного днище может выйти из строя в течении одного месяца его работы.
Производительность котла гипсоварочного в периодическом режиме ниже, чем в непрерывном из – за переиода разгрузки и загрузки при котором не происходит варка гипса, коэффициент использования тепла в переиодическом режиме также меньше, чем в непрерывном.
К достоинствам варки гипса в периодическом режиме можно отнести, как правило, большую прочность гипсового вяжущего и соответственно марки гипса при выполнении отработанного технологического регламента варки гипса.
Непрерывный режим варки гипса
В непрерывном режиме загрузка сырого гипса осуществляется непрерывно выше уровня материала в котле через патрубок установленный на крышке котла. Вертикальный разгрузочный жёлоб, помещённый внутри котла, в нижней части открыт.
Разгрузка материала происходит непрерывно методом перелива с верхней части разгрузочного жёлоба. Для улучшения транспортировки гипса с нижней части разгрузочного жёлоба наверх, в нижнюю часть подают сжатый воздух давлением 2 атм.
Вследствие непрерывного поступления в котёл свежего гипсового порошка в нём в течение всего процесса тепловой обработки поддерживается постоянная и высокая степень насыщения окружающего материал воздуха водяными парами, что приводит к улучшению модификационного состава и свойств получаемых гипсовых вяжущих. При этих условиях создаётся возможность образования в продукте наряду с b - полугидратом так же и некоторого количества a - полугидрата.
Температура материала поступающего в котёл находится в пределах 85 -130 0С.
Во время разгрузки гипса в непрерывном режиме поддерживается постоянная температура материала внутри котла гипсоварочного в пределах 150 – 165 0С.
Материал сливается в приёмный бункер.
При непрерывном способе варки гипса отсутствуют недостатки периодического способа варки, производительность гипсоварочного котла выше, а затраты тепла на тонну готового продукта ниже, чем при периодическом способе варки гипса.
Для получения качественного продукта на выходе из котла необходимо обеспечить постоянство и равномерность всех технологических режимов работы оборудования.
А именно равномерность загрузки и разгрузки продукта, постоянную температуру продукта на входе в котёл и выходе из котла, а также постоянными должны быть температура и разряжение теплоносителя в топочной камере.
На разных предприятиях России равномерную температуру разгрузки материала обеспечивают разными технологическими способами:
- регулируют производительность подачи материала из бункера сыромола над котлом в зависимости от температуры материала в котле;
- регулируют производительность подачи материла в мельницу перед котлом в зависимости от температуры гипса в котле;
- регулируют температуру в топочном пространстве в зависимости от температуры гипса в котле.
При соблюдении выбранных технологических режимов варки и высоком качестве сырья при непрерывном способе варки можно получать гипсовое вяжущее высокого качества с прочностью не ниже, чем при периодической варки.
Гипсоварочный котел со сферическим плавающим днищем
В настоящий момент наше предприятие выпускает котлы гипсоварочные с двумя типами сферического днища.
Днище гипсоварочного котла может быть плавающим установленном с зазором к обечайке котла для компенсации теплового расширения при его нагреве.
В данном проекте днище опирается на нижний опорный фланец и прижато с верху верхним фланцем.
Для герметизации пространства между фланцами и днищем используется асбестовая набивка.
Днище выполняется из материала сталь 09Г2С толщиной 30 и 40 мм.
Недостатками данного крепления днища является необходимость тепловой защиты нижнего опорного фланца и нижней части обечайки котла для уменьшения теплового потока от теплоносителя металлу в месте установки асбестового материала. Тепловая защита выполняется огнеупорным кирпичом при выполнении футеровки котла гипсоварочного. Дополнительная футеровка уменьшает поверхность теплоотдачии соответственно снижает тепловую эффективность работы котла гипсоварочного.
К недостаткам данного крепления днища относится случаи просыпи гипсового продукта при его варке в котле из-за повреждения асбестового уплотнителя между днищем и опорным фланцем котла.
Гипсоварочный котел с вварным сферическим днищем
В 2014 году мы стали выпускать гипсоварочные котлы с вварным сферическим днищем. При данной конструкции днища отсутствуют недостатки плавающего днища.
Надёжность работы котла гипсоварочного и его производительность повышаются.
Материал днища сталь 09Г2С или сталь 15Х5М толщиной 20 – 30 мм.
Использование жаропрочной стали 15Х5М повышает предел нагрева днища котла гипсоварочного до 600 0С и тем самым повышает надёжность и долговечность работы котла гипсоварочного.
К недостаткам данного днища относится более высокая трудоёмкость и стоимость выполнения работ при необходимости плановой замены днища, так как замену его можно производить только с частичным демонтажем футеровки через низ. Старое днище предварительно необходимо срезать.