CZ278653B6 - Device for the conveyance of hot particulate material - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení k dopravě horkého částicového materiálu pro ochranu vodorovného potrubí, zasahujícího do pece, a opatřeného uvnitř izolační vložkou proti vysokým teplotám. Především se vynález týká potrubí k recyklování takového materiálu (při teplotě přibližně alespoň 872 °C) při použití nemechanických řídicích prostředků, jako je L-dýza.

Dosavadní stav techniky

Použití L-dýzy nebo jiných nemechanických prostředků k řízení rychlosti proudění částicového materiálu v boilerech s cirkulujícím fluidizovaným ložem je dobře známo. Avšak jakmile částicový materiál dosáhne nebo překročí teplotu přibližně 480 °C, nastanou vážné problémy, způsobené vyvolanými tepelnými spády. V průběhu period sporadického využívání by měl mít materiál ve vodorovném potrubí dostatek času se ochladit. Potom, když je průtok opět požadován, způsobuje nový horký materiál, vstupující do vodorovného potrubí, extrémní podélné nebo obvodové teplotní spády uvnitř potrubí. Jestliže se to často opakuje, potrubí se poruší vlivem vydutí, zkroucení nebo popraskání v důsledku jeho roztahování a smršťování. Jsou známy případy poškozování svárů, způsobená ohromnými silami, které rychle odeznívají. Teplota kolísá řádově o několik stovek stupňů v době pouze několika minut. Vyskytují se také značně rozdílné teploty často na opačných stranách potrubí. Takové silné deformace vedou k poruše samotného potrubí.

Snahy izolovat horizontální potrubí nevedly k očekávanému a žádoucímu cíli, protože izolace chrání pouze vnější plášť, obklopující potrubí (pokud vůbec poskytuje nějakou ochranu), nikoliv však potrubí samotné, které je v přímém styku s horkým částicovým materiálem. Dále pokusy, zajistit potrubí vůči jeho vnějšímu plášti, také selhaly v důsledku vyboulení potrubí nebo žádaného pohybu potrubí za takových podmínek. Často způsobují teplotní spády ve vedení od shora ke dnu, že potrubí se prohne do oblouku a samo se odtrhne od vnitřní strany vnějšího pláště. Výsledkem je, že plyn a pevný recirkulovaný materiál již v potrubí nezůstává, ale místo toho začíná unikat z potrubí a potencionálně může uniknout i mimo vnější plášť.

Úkolem vynálezu je proto vytvořit dopravní vedení, které může snést extrémní teplotní spády aniž se uvolní materiál, v něm obsažený. Úkolem vynálezu je také zajistit přepravní vedení, které se může podle potřeby prohýbat, aniž dojde k jeho poškození uvnitř vnějšího pláště. Dalším úkolem vynálezu je zajistit přepravní vedení s nízkým obsahem, které umožní při poměrně rychlém ohřevu a ochlazení rovnoměrnější rozdělení teplot. Dalším úkolem vynálezu je vytvořit prostředky, které chrání vedení před extrémními teploty, tepelným přestupem a před rozdíly teplot, ke kterým dochází při přepravě horkého částicového materiálu. Vynález řeší všechny tyto úkoly.

-1CZ 278653 B6

Podstata vynálezu

Podstata zařízení k dopravě horkého částicového materiálu pro ochranu vodorovného potrubí zasahuj ícího do pece a opatřeného uvnitř izolační vložkou proti vysokým teplotám, spočívá podle vynálezu v tom, že izolační vložka sestává nejméně ze dvou segmentů, přičemž ke konci vždy předcházejícího segmentu je připevněn límec, který vždy přesahuje do oblasti středního segmentu a těsně lícuje se středním segmentem a přivrácené konce sousedních segmentů jsou kloubově spojeny podpěrou. Na střední segment izolační vložky osově navazuje poslední segment. Límec středního segmentu vždy přesahuje do oblasti posledního segmentu a těsně lícuje s posledním segmentem. Přivrácené konce středního a posledního segmentu jsou kloubově spojeny podpěrou, izolační vložka je ve vodorovném potrubí umístěna excentricky blíže k jeho spodní části a na obvodu segmentů jsou radiálně připevněna vodítka pro ustavení izolační vložky ve vodorovném potrubí. Podpěry jsou tvořeny kovovými pásky, připevněnými k vnější straně spodní části segmentů. Mezi límcem a překrývajícím segmentem je vytvořena vůle 0,794 mm. Uvnitř prstencové oblasti, utěsněné alespoň jednou ucpávkou, a vytvořené mezi izolační vložkou a vodorovným potrubím, je umístěna stlačitelná izolace.

Zařízení k dopravě horkého částicového materiálu podle vynálezu snáší extrémní teplotní spády, může se podle potřeby bez poškození prohýbat při poměrně rychlém ohřevu a ochlazení vykazuje rovnoměrnější rozdělení teplot a je chráněno před extrémními teplotami a před rozdíly teplot, ke kterým dochází při přepravě horkého částicového materiálu.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález objasňují připojené výkresy, kde na obr. 1 je bokorys nemechanického prostředku k dopravě horkého částicového materiálu (L-dýza) a jeho odpovídajícího vodorovného potrubí, na obr. 2 je řez 2-2 z obr. 1, na obr. 3 je řez 3-3 z obr. 2, na obr. 4 je řez 4-4 z obr. 2, na obr. 5 je řez 5-5 z obr. 4 a na obr. 6 je řez 6-6 z obr. 4.

Příklad provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněna nemechanická sestava L-dýzy 10 s vodorovným potrubím 12 a se svislým potrubím 14. Vodorovné potrubí 12 ústí do pece 16 a dopravuje se jím částicový materiál a nosný plyn do pece 16 ze svislého potrubí 14. Vzhledem k vysoké teplotě (řádově 872 °C nebo více) je normálně vodorovné potrubí 12 zhotoveno z nerezavějící oceli a je obaleno izolací 18.

K ochraně vodorovného potrubí 12 proti extrémním teplotám, teplotním spádům . a přestupům tepla je vnitřní strana potrubí 12 opatřena izolací 20. Izolační vložka 22 je potom instalována uvnitř izolace 20, která má často jiné složení a jinou úpravu než izolace 18, která obvykle sestává z obalu a z litého žáruvzdorného materiálu. Izolace 20 na druhé straně je stlačitelná vysokoteplotní izolace, která může přenášet ohýbání a jiné deformace izolační vložky 22., ke kterým dochází vlivem silných teplotních rozdílů mezi vrchem a dnem při provozu.

na obr. 1. Podle potřeby lze 22b a 22c.

střední segment 22b a poslední zůstávají podélně souosé vlivem límce 24, který je konci jednoho ze dvou sousedních segmentů 22a, 22b, jak je znázorněno na obr. 3 a 4. Protože je límec 24 přivaobvodu vždy předcházejícího segmentu 22a. 22b konec tohoto segmentu 22a, 22b a přesahuje sou22c, může se tento sousední segment 22b, 22c uvnitř límce 24, přičemž zůstává osově

Izolační vložka 22 nemá délku celé trubky, protože jinak by se u ní vyskytovaly problémy, související s vodorovným potrubím 12. Místo toho sestává izolační vložka 22 ze tří segmentů, a to z prvního segmentu 22a, ze středního segmentu 22b a z posledního segmentu 22c, jak je znázorněno ovšem použít většího nebo menšího počtu segmentů 22a, Tyto segmenty, první segment 22a, segment 22c, navařen na 22c, řen k vnějšímu a přečnívá přes sedni segment 22b, kluzně posunovat uvnitř límce 24., přičemž zůstává osově souosý s prvním segmentem 22a. Obvykle je mezi límcem 24 a překrývájíčími segmenty 22a, 22b. 22c vůle pouze přibližně 0,798 mm. Límec 24 zajišťuje, že každý ze segmentů 22a, 22b, 22c se může vzájemně nezávisle pohybovat, přičemž segmenty 22a, 22b, 22c zůstávají v dostatečné osové vzdálenosti, aby jimi mohl procházet částicový materiál. Také úzká tolerance mezi límcem 24 a sousedním segmentem 22a, 22b, 22c zajišťuje, že vůlí může unikat minimálně částicového materiálu nebo nemůže unikat žádný částicový materiál a že může unikat jen málo nosného plynu z izolační vložky 22., když se jednotlivé segmenty 22a, 22b, 22c vlivem vysokých teplot prohnou

K uchování segmentů 22a, 22b, 22c v průběhu jejich roztahování a smršťování ve správné poloze je mezi sousedními segmenty 22a, 22b, 22c, podél jejich spodní strany připevněna podpora 26♦ Jak je patrno z obr. 4, 5 a 6 je podpěra 26 vytvořena jako podélný kovový pásek, zahnutý kolem límce 24, který je přivařen k sousedním segmentům 22a, 22b. Tak se mohou segmenty 22a, 22b volně pohybovat, natáčet nebo jinak deformovat podle potřeby, přičemž stále zůstávají navzájem spojeny. Segmenty 22a, 22b, 22c jsou proto podle potřeby schopny prohnutí, roztahování nebo smršťování jak osově, tak obvodově. Protože izolace 20 je stlačitelného typu, příslušně se deformuje podle jakéhokoliv tvaru, který izolační vložka 22 zaujme, čímž chrání a izoluje vodorovné potrubí 12 a vnější plášť 28.

Jak patrno z obr. 2 jsou izolační vložka 22 a vodorovné potrubí 12 axiálně navzájem přesazeny. Excentrické umístění izolační vložky 22 snižuje rozdíl teploty v horní a ve spodní části vodorovného potrubí 12 vlivem charakteristik proudění částicového materiálu. Za provozu proudí více částicového materiálu podél horní části izolační vložky 22 než podél spodní části. V důsledku toho teplota podél spodní části izolační vložky 22 blíže odpovídá teplotě relativně stagnujícících a chlazených pevných částic, zatímco teplota podél horní části izolační vložky 22 se více blíží teplotě nově reciklovaného a teplejšího nosného plynu. Proto vlivem excentrického umístění izolační vložky 22 je teplejší· horní část izolační vložky 22 umístěna blíže ke středu vodorovného potrubí 12, čímž se zvyšuje vzdálenost od horní části vodorovného potrubí 12 a stejně se zajišťuje větší izolační krytí.

Vyrovnávací vodítka 30 jsou upevněna na obvodu izolační vložky 22, takže drží izolační vložku 22 v její poloze. Jak patrno, jsou vyrovnávací vodítka 30 přivařena k izolační vložce 22 a umístěna v sousedství jednoho konce každého segmentu 22a, 22b,

-3CZ 278653 B6

22c, čímž umožňují, aby se druhý konec segmentů 22b, 22c volně pohyboval a podle potřeby prohýbal. Jak patrno z obr. 3, když je izolační vložka 22 umístěna uvnitř vodorovného potrubí 12., horní vyrovnávací vodítka 30. do vodorovného potrubí 12 nezabírají ani se ho nedotýkají. Místo toho je mezi nimi malá mezera k umožnění rychlé expanze izolační vložky 22, rychlejší než vodorovného potrubí 12. Vyrovnávací vodítka 30 zadržují izolační vložku 22 v její excentrické poloze vůči vodorovného potrubí 12.

Přídavně je poslední segment 22c dále držen v poloze kolíkem 34, procházejícím otvorem ve spodu posledního segmentu 22c. Kolík 34 zabezpečuje poslední segment 22c v sestavě L-dýzy 10 a brání poslednímu segmentu 22c a v důsledku toho segmentům 22a, 22b v posunutí směrem k peci a proto odloučení L-dýzy nebo brání pootočení uvnitř vodorovného potrubí 12.

Těsnění 32 je umístěno na obou koncích izolační vložky 22 a brání částicovému materiálu a nosnému plynu v přístupu k izolaci 20. a k jejímu možnému porušení. Těsnění 32 také brání průchodu aretačních plynů z L-dýzy 10 a ze svislého potrubí 14 izolaci 20 atak zajišťuje obtékání izolační vložky 22. Podobně malá vůle mezi límcem 24 a jeho sousedním segmentem 22a. 22b, 22c brání unikání mezi sousedními segmenty 22a, 22b, 22c.

Průmyslová využitelnost

Zařízení k dopravě horkého částicového materiálu, které snáší extrémní teplotní spády, může se podle potřeby poškození prohýbat, při poměrně rychlém ohřevu a ochlazení vykazuje rovnoměrnější rozdělení teplot a je chráněno před extrémními teplotami a před rozdíly teplot, ke kterým jinak dochází při přepravě horkého částicového materiálu.

Claims (7)

1. Zařízení k dopravě horkého částicového materiálu pro ochranu vodorovného potrubí, zasahujícího do pece a opatřeného uvnitř izolační vložkou proti vysokým teplotám, vyznačuj í c í se tím, že izolační vložka (22) sestává nejméně ze dvou segmentů (22a, 22b), kde na konci vždy předcházejícího segmentu (22a, 22b) je připevněn límec (24), který přesahuje do oblasti středního segmentu (22b) a těsně lícuje se středním segmentem (22b), přičemž přivrácené konce sousedních segmentů (22a, 22b) jsou kloubově spojeny podpěrou (26).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že na střední segment (22b) izolační vložky (22) osově navazuje poslední segment (22c), kde límec (24) středního segmentu (22b) vždy přesahuje do oblasti posledního segmentu (22c) a těsně lícuje s posledním segmentem (22c), přičemž přivrácené konce středního a posledního segmentu (22b, 22c) jsou kloubově spojeny podpěrou (26).

3. Zařízení podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že izolační vložka (22) je ve vodorovném potrubí (12) umístěna excentricky blíže k jeho spodní části a na obvodu segmentů (22a, 22b, 22c) jsou radiálně upevněna vyrovnávací vodítka (30) pro ustavení izolační vložky (20) ve vodorovném potrubí (12).

4. Zařízení podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že podpěry (26) jsou tvořeny kovovými pásky, připevněnými k vnější straně spodní části segmentů (22a, 22b, 22c).

5. Zařízení podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že mezi límcem (24) a překrývajícím segmentem (22a, 22b, 22c) je vytvořena vůle 0,794 mm.

6. Zařízení podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že uvnitř prstencové oblasti, vytvořené mezi izolační vložkou (22) a vodorovným potrubím (12), je umístěna stlačitelná izolace.

7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že prstencová oblast je utěsněna alespoň jednou ucpávkou (32).