Разработка теплообменного устройства вращающейся печи

Карачевцева А.В., Фадин Ю.М., Анциферов С.И.

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, Белгород

Бурьянов А.Ф.

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Москва

Ключевые слова: вращающаяся печь, обжиг, теплообменное устройство, цифровой двойник, тепловые потери.

Аннотация. В статье анализируются процесс обжига материалов и применяемое оборудование. Рассмотрено основное оборудование, применяемое для обжига клинкера, это вращающаяся печь, рассмотрен её принцип действия. Проведен анализ конструкции и определены основные недостатки данной машины. Рассмотрены конструкции различных теплообменных устройств, к которым относятся: футеровка, цепные завесы, перемешивающий теплообменник и тепловая рубашка. Приведены преимущества и недостатки различных теплообменных устройств. На основании данных анализа конструкций теплообменных устройств определено их назначение, направленное на снижение энергетических потерь и предотвращение образования горячих точек. Установлены требования, предъявляемые к теплообменным устройствам. Основываясь на выводах, предложено усовершенствование конструкции вращающейся печи. Использовалась программа САПР NX, в которой выполнена разработка цифрового двойника вращающейся печи. На основе цифрового двойника вращающейся печи была разработана конструкция теплообменного устройства. Также рассмотрены принцип действия теплообменных устройств и недостатки, которые позволяет решить данная инновация в будущем. Предлагаемое теплообменное устройство было проанализировано с аналогичными конструкциями. Были определены направления совершенствования теплообменных устройств вращающихся печей для снижения потери энергии. Сделаны обобщающие выводы.

Development of a rotary kiln heat exchanger

Karachevtseva A.V., Fadin Yu.M., Antsiferov S.I.

Belgorod State Technological University n.a. V.G. Shukhov, Belgorod

Buryanov A.F.

National Research Moscow State University of Civil Engineering, Moscow

Keywords: rotary kiln, roasting, heat exchanger, digital twin, heat loss.

Abstract. The article analyzes the roasting process of materials and the equipment used. The main equipment used for firing clinker is considered, it is a rotating furnace, and its principle of operation is considered. The design analysis was carried out and the main disadvantages of this machine were identified. The designs of various heat exchange devices are considered, which include: lining, chain curtains, mixing heat exchanger and heat jacket. The advantages and disadvantages of various heat exchange devices are given. Based on the data from the analysis of the designs of heat exchange devices, their purpose is determined, aimed at reducing energy losses and preventing the formation of hot spots. The requirements for heat exchange devices have been established. Based on the findings, an improvement in the design of the rotating furnace is proposed. The NX CAD program was used, in which the development of a digital twin of a rotating furnace was carried out. The design of a heat exchange device was developed based on the digital twin of a rotating furnace. The principle of operation of heat exchange devices and the disadvantages that this innovation can solve in the future are also considered. The proposed heat exchange device was analyzed with similar designs. The directions of improving the heat exchange devices of rotating furnaces to reduce energy loss were identified. Generalizing conclusions are made.