Теплообменные устройства предназначены для снижения расхода топлива и должны обеспечивать:
- интенсивный теплообмен межу материалом и газовым потоком;
- рациональное продвижение материала на различных участках;
- образование и сохранение гранул материала;
- предотвращение образования колец в печи;
- пониженное сопротивление газовому потоку;
- низкий пылеунос.
После частичного высыхания шлама и достижения критической влажности материал ссыпается с цепей, при этом обеспечивается регенеративный теплообмен, когда цепь нагревается в газовом потоке в верхнем положении и отдает тепло материалу при погружении в него.
В качестве оценочных критериев цепных теплообменников применяют:
- Способ навески: гирляндная, свободновисящая, комбинированная, коврик, шторка;
- Длина цепной завесы;
- Масса цепной завесы;
- Удельная масса цепной завесы – отношение массы цепей к массе клинкера за час;
- Поверхность цепной завесы;
- Удельная поверхность цепной завесы – отношение поверхности цепей к массе клинкера за час;
- Коэффициент плотности завесы – отношение поверхности цепей к поверхности футеровки;
- Длина цепи;
- Просвет под цепями;
- Вид цепей: круглозвенные, овальные;
- Диаметр звена цепи Dц, мм;
- Диаметр прута цепи dц, мм;
- Масса 1 м цепей, кг/м;
- Поверхность 1 м цепей, м2/м.
При подборе схемы цепную завесу в зависимости от свойств материала делят на 3 участка: текучего, вязко-пластичного и сыпучего состояния. Первый участок в основном выполняет функцию фильтра подогревателя, т.е. улавливает пыль из газового потока и поэтому здесь следует создавать уплотненную навеску. На втором участке для снижения газодинамического сопротивления завесы и предотвращения образования колец необходимо ускорять движение материала и поэтому навешивать тяжелые крупнозвенные цепи с dц≈30 мм и Dц≥ 120 мм под небольшим углом (45-50 градусов) к оси печи. На третьем участке в области сыпучего материала для интенсификации теплообмена и увеличения срока службы цепей следует замедлять его движение путем увеличения угла линии навески до 70 градусов и создания подпора материала с помощью «шторок». Это обусловлено тем, что в области регенеративного теплообмена при малом слое и времени пребывания цепи в нем она не успевает отдать необходимое тепло материалу и перегревается в газовом потоке. Если же шлам не склонен к образованию гранул, то из-за пониженного теплообмена в свободной части печи, на участке от цепей до зоны спекания можно нагреть его не на ~1200 С, как в предыдущем случае, а всего на ~900 С.
Преимущество гирляндной завесы заключается в более интенсивном теплообмене, пониженном расходе цепей и способности формировать гранулы. Недостатком является ограниченный коэффициент плотности (kF ≤ 4), сложность навески и эксплуатации. При обрыве нескольких концов цепи спутываются, образуют комья и вследствие того, что они не опускаются в материал, исключаются из теплообмена. Преимущество свободновисящей завесы заключается в простоте навески, возможности создавать большую плотность, пониженном газодинамическом сопротивлении и возможности регулировать скорость движения материала в ней. Недостатками являются пониженный теплообмен, большая масса и предотвращение грануляции материала.