建筑材料熱工設(shè)備1水泥窯第5節(jié)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(3)

1、建筑材料熱工設(shè)備過(guò)程裝備與控制工程系嚴(yán)晗第一章 水泥回轉(zhuǎn)窯3回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容，是根據(jù)原料和燃料情況，生產(chǎn)的水泥品種和質(zhì)量，工廠的自然條件和生產(chǎn)規(guī)模等來(lái)確定窯的類(lèi)型和尺寸，或?qū)σ呀ǔ傻母G進(jìn)行產(chǎn)量標(biāo)定，以及計(jì)算單位產(chǎn)品的燃料消耗量，回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的重要配套設(shè)備，如冷卻機(jī)、預(yù)熱器、分解爐、煤磨、收塵器、喂料裝置及通風(fēng)設(shè)備等也要在窯的產(chǎn)量和燃料消耗量確定后進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。一、回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸與產(chǎn)量的關(guān)系一、回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸與產(chǎn)量的關(guān)系 影響回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的因素很多，如窯的類(lèi)型和尺寸、冷卻機(jī)、預(yù)熱器和分解爐等設(shè)備的配套情況，原燃料成分和質(zhì)量、熟料的品種、操作水平，運(yùn)轉(zhuǎn)率等。但是，就

2、窯本身來(lái)說(shuō)，決定其產(chǎn)量的直接因素是窯的規(guī)格尺寸，即其直徑和長(zhǎng)度，而其他因素相對(duì)來(lái)說(shuō)是客觀可變的，只能隨條件不同而使窯的生產(chǎn)能力在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。窯產(chǎn)量與其尺寸的函數(shù)關(guān)系，目前還不能通過(guò)理論推導(dǎo)來(lái)求得，可行的方法是通過(guò)對(duì)大量的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立一些實(shí)用的相關(guān)關(guān)系。即經(jīng)驗(yàn)公式。本課程介紹常用的幾個(gè)計(jì)算式：1 1、日本水泥協(xié)會(huì)推薦的公式：、日本水泥協(xié)會(huì)推薦的公式：LKDG5 . 1式中：G窯的小時(shí)產(chǎn)量，t/h；D窯燒成帶筒體內(nèi)徑，m；L窯有效長(zhǎng)度，m；K系數(shù)，因窯型而異，見(jiàn)P108表2-28。DLGLDG5 . 1對(duì)這個(gè)公式，可以從理論上略加分析，即窯的燒成能力主要與氣加上直徑大的窯使氣

3、體輻射率提高，促進(jìn)了換熱，也增大了產(chǎn)量，而系數(shù)K是根據(jù)實(shí)際值所作的修正。固傳熱有關(guān)，而傳熱量又大體與窯內(nèi)表面積成比例，即，計(jì)認(rèn)為統(tǒng)2 2、日本池田提出的計(jì)算、日本池田提出的計(jì)算SPSP窯生產(chǎn)能力的公式：窯生產(chǎn)能力的公式：88. 2425. 1iDG 式中：G熟料小時(shí)產(chǎn)量，t/h；iD回轉(zhuǎn)窯燒成帶襯磚內(nèi)徑，m；為了反映窯長(zhǎng)度的影響，該式還附帶要求窯長(zhǎng)L與內(nèi)徑iD的關(guān)系應(yīng)符合下式：L=23iD-203 3、北京建材院提出的計(jì)算、北京建材院提出的計(jì)算NSPNSP窯的生產(chǎn)能力公式：窯的生產(chǎn)能力公式：762. 052. 2LKDG 式中：G熟料小時(shí)產(chǎn)量，t/h；K系數(shù)，K=0.1140.119。 198

4、6年，南京化工學(xué)院匯總了世界上54個(gè)國(guó)家，從1951年到1984年投產(chǎn)的617臺(tái)各懸浮預(yù)熱器和分解窯的生產(chǎn)數(shù)據(jù)或設(shè)計(jì)資料，利用微機(jī)進(jìn)行產(chǎn)量回歸分析，得到了旋風(fēng)預(yù)熱器窯、立筒預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯三組產(chǎn)量計(jì)算公式。參見(jiàn)P109表2-29。4 4、南京化工學(xué)院推薦公式、南京化工學(xué)院推薦公式5 5、我國(guó)水泥工業(yè)設(shè)計(jì)院，根據(jù)國(guó)內(nèi)窯的生產(chǎn)資料統(tǒng)計(jì)，推、我國(guó)水泥工業(yè)設(shè)計(jì)院，根據(jù)國(guó)內(nèi)窯的生產(chǎn)資料統(tǒng)計(jì)，推薦的濕法窯生產(chǎn)能力計(jì)算公式：薦的濕法窯生產(chǎn)能力計(jì)算公式：（因濕法窯不在發(fā)展之列，略）。（因濕法窯不在發(fā)展之列，略）。二、回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸的確定二、回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸的確定 對(duì)于新設(shè)計(jì)窯或舊窯改造時(shí)，必須合理地確定窯的規(guī)

5、格尺寸（直徑、長(zhǎng)度或長(zhǎng)徑比）。 窯的類(lèi)型和規(guī)格尺寸不同，則窯的單位產(chǎn)量指標(biāo)也不盡相同，目前，確定窯尺寸時(shí)，一般是根據(jù)選取合理的單位熟料產(chǎn)量指標(biāo)計(jì)算窯尺寸。1 1、單位容積產(chǎn)量：、單位容積產(chǎn)量：LDGmiv2424（t/m3日） 2 2、單位表面積產(chǎn)量：、單位表面積產(chǎn)量：LDGmiF1000（kg/ m2h） 3 3、單位截面積產(chǎn)量：、單位截面積產(chǎn)量：24iADGm（t/ m2h） 4 4、單位熟料產(chǎn)量指標(biāo)與窯徑的關(guān)系：、單位熟料產(chǎn)量指標(biāo)與窯徑的關(guān)系： 根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量已投產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)資資，計(jì)算各窯的單位產(chǎn)量指標(biāo)，再建立與窯內(nèi)徑之間的關(guān)系，可以作成以上三項(xiàng)指標(biāo)與窯直徑的關(guān)系。 然后根據(jù)圖可推導(dǎo)得到各項(xiàng)

6、指標(biāo)與窯尺寸的相關(guān)關(guān)系。參見(jiàn)P111表2-30，9個(gè)公式。6 6、窯的長(zhǎng)徑比與窯徑的關(guān)系：、窯的長(zhǎng)徑比與窯徑的關(guān)系：懸浮預(yù)熱器窯： 002208. 009.21/iiDDL立筒預(yù)熱器窯 04162. 072.17/iiDDL預(yù)分解窯： 07923. 036.15/iiDDL7 7、窯尺寸的計(jì)算公式：、窯尺寸的計(jì)算公式：vFimmD/096. 0（m） vAmmL/24（m） FAimmDL/250/三、回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定三、回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定 回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量是確定工廠生產(chǎn)規(guī)模、原料、燃料消耗定額，和全廠設(shè)備選型設(shè)計(jì)的依據(jù)，是水泥廠工藝設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)。1 1、產(chǎn)量標(biāo)定的意義、產(chǎn)量標(biāo)定的意義 正如前面所

7、論述的，除了窯的類(lèi)型和尺寸外，影響回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的因素很多，特別是近年來(lái)，隨著生料預(yù)均化系統(tǒng)的完善，懸浮預(yù)熱器窯與窯外分解窯技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制過(guò)程的廣泛應(yīng)用，和科學(xué)管理的加強(qiáng)，使窯的單位產(chǎn)量指標(biāo)有所提高，因此對(duì)設(shè)計(jì)中已確定的回轉(zhuǎn)窯，必須進(jìn)行產(chǎn)量的標(biāo)定。2 2、產(chǎn)量標(biāo)定的要求、產(chǎn)量標(biāo)定的要求 產(chǎn)量的標(biāo)定應(yīng)在確保優(yōu)質(zhì)、低消耗，長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，窯所能達(dá)到的合理產(chǎn)量，如果對(duì)窯的產(chǎn)量標(biāo)定過(guò)低或過(guò)高，均會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)不配套、生產(chǎn)操作出現(xiàn)不平衡。 標(biāo)定過(guò)低，在設(shè)計(jì)計(jì)算其他附機(jī)設(shè)備時(shí)，可能出現(xiàn)選型小，在投產(chǎn)后會(huì)出現(xiàn)限制窯生產(chǎn)能力的發(fā)揮。 標(biāo)定過(guò)高，附機(jī)選型可能出現(xiàn)偏大，而窯實(shí)際產(chǎn)量達(dá)不到，造成設(shè)備能力的浪

8、費(fèi)。同時(shí)給窯生產(chǎn)達(dá)標(biāo)帶來(lái)困難。3 3、標(biāo)定的方法、標(biāo)定的方法（1 1）根據(jù)公式計(jì)算：）根據(jù)公式計(jì)算： 可以根據(jù)同類(lèi)型窯的理論與經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，如前所述計(jì)算窯產(chǎn)量的公式很多，標(biāo)定時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多個(gè)公式的計(jì)算，一般以各公式計(jì)算的平均值確定為標(biāo)定產(chǎn)量。（2）根據(jù)同類(lèi)型同規(guī)格窯產(chǎn)量標(biāo)定根據(jù)同類(lèi)型同規(guī)格窯產(chǎn)量標(biāo)定 可根據(jù)國(guó)內(nèi)外已投產(chǎn)的同類(lèi)型同規(guī)格窯的實(shí)際產(chǎn)量進(jìn)行標(biāo)定，最好是綜合多家廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)，一般也采用平均值。 同時(shí)應(yīng)結(jié)合國(guó)內(nèi)生產(chǎn)條件和生產(chǎn)廠實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮。3 3、計(jì)算公式與實(shí)際產(chǎn)量綜合標(biāo)定、計(jì)算公式與實(shí)際產(chǎn)量綜合標(biāo)定 在進(jìn)行產(chǎn)量標(biāo)定時(shí)，還可采用公式計(jì)算與實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)量相結(jié)合的辦法進(jìn)行標(biāo)定，一般也取平均值

9、。四、回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)熱耗與熱平衡計(jì)算四、回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)熱耗與熱平衡計(jì)算（一）窯的熱耗、發(fā)熱能力和熱負(fù)荷（一）窯的熱耗、發(fā)熱能力和熱負(fù)荷（1 1）回轉(zhuǎn)窯燒成系統(tǒng)熱耗分析）回轉(zhuǎn)窯燒成系統(tǒng)熱耗分析1 1、熱平衡計(jì)算的目的、熱平衡計(jì)算的目的進(jìn)行熱平衡計(jì)算的主要目的：u是對(duì)新建窯確定燃料消耗量，計(jì)算單位熟料熱耗；u對(duì)生產(chǎn)窯分析系統(tǒng)熱工技術(shù)性能，為優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗及節(jié)能技改提供科學(xué)的依據(jù)。2 2、單位熟料熱耗、單位熟料熱耗 窯的單位熟料熱耗是指窯系統(tǒng)生產(chǎn)單位熟料產(chǎn)量的實(shí)際燒成熱耗。 由于熟料在煅燒過(guò)程中，損失了大量的熱量，如廢氣帶走的熱焓，窯體向外界散失的熱量等，因此，窯的實(shí)際熱耗比理論熱耗高得多。單位熟料熱耗的

10、實(shí)際熱耗，由下式計(jì)算：GQMQmQyDWryDWrrR1000/（kJ/kg熟料） 式中： rm單位熟料燒成實(shí)用總?cè)剂狭?，kJ/kg熟料； rM窯系統(tǒng)小時(shí)總耗實(shí)物燃料量，kJ/h熟料；G熟料小時(shí)產(chǎn)量，t/h；yDWQ燃料應(yīng)用基低位熱值，kJ/kg熟料。標(biāo)準(zhǔn)煤耗標(biāo)準(zhǔn)煤耗： 2927029270yDWrrRbrQmQm（kg/kg熟料） rmbrm通常為了便于比較，取熱值為29270 kJ/kg的煤為標(biāo)準(zhǔn)煤，可換算成標(biāo)準(zhǔn)煤耗：則單位熟料燃料量3 3、影響單位熟料熱耗的因素、影響單位熟料熱耗的因素 熟料燒成過(guò)程所消耗的實(shí)際熱量與煅燒全過(guò)程有關(guān)，除涉及到原、燃料性質(zhì)和回轉(zhuǎn)窯（包括分解爐）外，還與廢氣回

11、收（如預(yù)熱器、鍋爐、烘干）和熟料顯熱回收（如冷卻機(jī)）等有關(guān)。因此往往需從總的煅燒系統(tǒng)加以考察。p 原料組分原料組分：關(guān)系到完成燒成反應(yīng)所需的條件和理論熱耗及易燒性。p 燃料的質(zhì)量燃料的質(zhì)量：影響到窯內(nèi)溫度及其分布；p 窯型與窯規(guī)格窯型與窯規(guī)格：不同類(lèi)型窯，熱耗指標(biāo)差異很大，同一種窯型，由于規(guī)格尺寸、熟料品種、保溫情況操作參數(shù)控制不同，熱耗也有不同。p 熟料品種與質(zhì)量熟料品種與質(zhì)量：熟料品種涉及到熟料的礦物組成，礦物組成不同其理論熱耗不同；要求的熟料的品質(zhì)不同，其熱耗也有差別。p 窯的單位產(chǎn)量窯的單位產(chǎn)量：窯的單位產(chǎn)量直接影響到單位熱耗，在耗煤量相同時(shí)，單位產(chǎn)量高，單位熱耗降低。p 窯內(nèi)熱工制度

12、窯內(nèi)熱工制度：一、二次風(fēng)量與風(fēng)溫，窯尾排風(fēng)情況等都直接影響到單位熱耗?？傊?，影響回轉(zhuǎn)窯單位熱耗的因素很多，匈牙利學(xué)者對(duì)日產(chǎn)2000t熟料的帶二次燃燒的懸浮預(yù)熱器窯進(jìn)行研究，得到如下數(shù)學(xué)關(guān)系式：LSTSMAMKMQrR5 . 19 .1506 . 26 . 171. 07 .4589式中：rRQ熟料熱耗，kJ/kg熟料；熟為日產(chǎn)量，t/日；二次燃燒燃料（指在窯尾上升煙道加入的燃料）生料的鋁氧率；生料硅酸率；生料石灰標(biāo)準(zhǔn)。比例，； 從以上公式可以看出，熟料產(chǎn)量對(duì)熱耗影響最大，其次是硅酸率，隨供給二次燃燒的燃料比例增加，單位熱耗也增加。 以上公式揭示了某一窯熟料熱耗和影響因素之間的關(guān)系，但公式不適合

13、其他窯，其他窯的單位熱耗也可依據(jù)熟料產(chǎn)量，生料成分及供給二次燃料的比例計(jì)算，但計(jì)算公式必須根據(jù)各廠具體生產(chǎn)數(shù)據(jù)重新回歸得到。4 4、關(guān)于回轉(zhuǎn)窯熟料熱耗的綜合討論、關(guān)于回轉(zhuǎn)窯熟料熱耗的綜合討論 如上所述影響熟料熱耗的因素很多，但從總體分析來(lái)看，燒成熱耗中影響最大的是熱損失。如窯系統(tǒng)排出廢氣帶走熱、熟料帶走熱、窯體表面散熱等。廢氣帶走熱廢氣帶走熱 出窯廢氣帶走熱，對(duì)回轉(zhuǎn)窯單位熱耗的影響很顯著，其熱損失量主要由廢氣量和廢氣溫度決定。 中空干法窯，即使長(zhǎng)徑比大，但由于窯內(nèi)物料堆積與氣體間換熱效果差，排出廢氣溫度很高，往往高達(dá)600700以上，若不回收，熱耗肯定很高。 濕法長(zhǎng)窯，雖排氣溫度不高（2002

14、40），但因料漿中大量水分在窯內(nèi)蒸發(fā)，耗熱本身相當(dāng)高，同時(shí)排量高。 新型SP和NSP窯，由于廢氣經(jīng)幾級(jí)預(yù)熱后，將大量熱傳給生料，使排氣最終溫度達(dá)到320380，個(gè)別系統(tǒng)甚至降到240，因而能大大降低燒成熱耗。 但應(yīng)指出的是，單位熟料排氣量，除與燃料特性，熱耗水平及燃燒控制條件（過(guò)?？諝庀禂?shù)）有關(guān)外，還與漏風(fēng)情有很大關(guān)系，因此往往是評(píng)價(jià)設(shè)備及操作水平的一個(gè)指標(biāo)。 在生產(chǎn)中應(yīng)控制好排氣量和排氣溫度，更主要的是加強(qiáng)廢氣加強(qiáng)廢氣熱的回收。熱的回收。熟料帶走顯熱熟料帶走顯熱 主要與熟料離窯溫度有關(guān)?；厥帐炝巷@熱的主要措施是加強(qiáng)冷卻，提高冷卻機(jī)的熱效率。窯體散熱窯體散熱 主要與窯皮及窯襯材料的隔熱性能有關(guān)

15、?？刹捎酶魺岵牧辖档蜔釗p失。（2 2）回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力及熱負(fù)荷）回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力及熱負(fù)荷（前已討論，略）（二）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)、范圍及原始數(shù)據(jù)（二）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)、范圍及原始數(shù)據(jù)（1 1）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)1 1、物料基準(zhǔn)：、物料基準(zhǔn)：一般以1kg熟料為基準(zhǔn)；2 2、溫度基準(zhǔn)：、溫度基準(zhǔn)：一般以0為基準(zhǔn)。（2 2）熱平衡范圍）熱平衡范圍 熱平衡的范圍必須根據(jù)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)或熱工測(cè)定的目的、要求來(lái)確定。 在回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)熱平衡計(jì)算時(shí)，其平衡范圍，可以回轉(zhuǎn)窯、回轉(zhuǎn)窯加窯尾預(yù)熱分解系統(tǒng)、或再加冷卻機(jī)和煤磨作為平衡范圍，范圍選得大，則進(jìn)出口物料、氣體溫度較低，數(shù)據(jù)易沒(méi)定或取得，但往往需要的數(shù)據(jù)

16、較多，計(jì)算也煩瑣。因此一般選回轉(zhuǎn)窯加窯尾預(yù)熱分解系統(tǒng)作為平衡范圍。（3 3）原始數(shù)據(jù)）原始數(shù)據(jù) 根據(jù)確定的計(jì)算基準(zhǔn)和平衡范圍，取得必要的原始數(shù)據(jù)，這是一項(xiàng)非常重要的工作。計(jì)算結(jié)果是否符合實(shí)際情況，主要取決于所選用的數(shù)據(jù)是否合理。 對(duì)新設(shè)計(jì)窯或改造窯來(lái)說(shuō)，主要是根據(jù)同類(lèi)型窯的生產(chǎn)資料，結(jié)合工廠具體情況、合理地確定各種參數(shù)；對(duì)于生產(chǎn)空來(lái)說(shuō)，主要通過(guò)熱工測(cè)定取得實(shí)際生產(chǎn)中各種參數(shù)。若以窯加窯尾預(yù)熱系統(tǒng)為平衡范圍，一般要取得如下原始數(shù)據(jù)：生料：生料用量、化學(xué)組成、水分、入窯溫度；燃料：燃料成分、工業(yè)分析和入窯溫度；風(fēng)：一、二次風(fēng)的比例和溫度、空氣過(guò)剩系數(shù)、漏風(fēng)系數(shù)、廢氣量與溫度；料損：飛灰量、飛灰溫度

17、和燒失量；收塵效率；熱損失：窯體散熱、熟料帶走熱；熟料形成熱：可根據(jù)熟料形成過(guò)程中的各項(xiàng)化學(xué)熱效應(yīng)求得，也可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算或直接選定。（三）物料平衡（三）物料平衡窯型：以懸浮預(yù)熱器窯為例?；鶞?zhǔn)：1kg熟料；溫度0；平衡范圍：窯+預(yù)熱器系統(tǒng)。根據(jù)確定的平衡范圍，繪制物料平衡圖如下。（參見(jiàn)教材，物料平衡圖）物料平衡計(jì)算：物料平衡計(jì)算：（1 1）收入項(xiàng)目）收入項(xiàng)目1 1、燃料消耗量、燃料消耗量rm（kg/kg熟料）設(shè)計(jì)新窯或技術(shù)改造時(shí)，rm是未知量，通過(guò)熱平衡方程2 2、入預(yù)熱器物料量、入預(yù)熱器物料量干生料理論消耗量：干生料理論消耗量：syrgsLLaAmm100100式中： gsLm干生料理論消耗

18、量，kg/kg熟料； yA燃料應(yīng)用基灰分含量，%；a燃料灰分摻入熟料中的量，%；sL生料的燒失量，%。求得，已生產(chǎn)的窯，通過(guò)熱工測(cè)定得到。入窯回灰量和飛損量：入窯回灰量和飛損量：hyhmmyhfhFhmmm式中： yhm入窯回灰量，kg/kg熟料； fhm出預(yù)熱器飛灰量，kg/kg熟料；Fhm出收塵器飛灰損失量，kg/kg熟料；收塵器、增濕塔綜合收塵效率，%。考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量：考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量：sfhFhgsLgsLLmmm100100式中： gsm考慮飛后干生料實(shí)際消耗量，kg/kg熟料； fhL飛灰燒失量，%?？紤]飛損后生料實(shí)際消耗量：考慮飛損后生料實(shí)際消耗量：sgss

19、Wmm100100式中： sm考慮飛損后生料實(shí)際消耗量，kg/kg熟料； sW生料中水分含量，%。入預(yù)熱器物料量：入預(yù)熱器物料量：yhsmm 入預(yù)熱器物料量 （kg/kg熟料）3 3、入窯系統(tǒng)空氣量、入窯系統(tǒng)空氣量燃料燃燒理論空氣量：燃料燃燒理論空氣量：yyyyLKOSHCV033. 0267. 0089. 0LKLKVm293. 1式中： LKV燃料燃燒理論干空氣量，Nm3/kg煤； LKm燃料燃燒理論干空氣量，kg/kg煤。yCyHySyO、燃料應(yīng)用基元素分析組成，%。入窯實(shí)際干空氣量：入窯實(shí)際干空氣量：rLKyykmVVykykVm293. 1式中： ykV入窯實(shí)際干空氣量，Nm3/kg

20、熟料； ykm入窯實(shí)際干空氣量，kg/kg熟料；y窯尾空氣過(guò)剩系數(shù)。漏入空氣量（包括生料送風(fēng)量）：漏入空氣量（包括生料送風(fēng)量）：rLKyfLOKmVV293. 1LOKLOKVm式中： LOKV窯尾系統(tǒng)漏風(fēng)量，Nm3/kg熟料； LOKm窯尾系統(tǒng)漏風(fēng)量，kg/kg熟料；f預(yù)熱器出口過(guò)?？諝庀禂?shù)。漏入空氣量也可用漏風(fēng)系數(shù)求得。（2 2）支出部分）支出部分1 1、熟料量：、熟料量：kgmsh12 2、廢氣量：、廢氣量：生料中物理水：生料中物理水：100sswsWmm804. 0/wswsmV式中：0.804為水蒸汽密度，kg/Nm3；wsm生料中物理水量，kg/kg熟料；wsV生料中物理水量，Nm

21、3/kg熟料。生料中化學(xué)水：生料中化學(xué)水：sgshsOAlmm3200353. 0804. 0hshsmV式中：hsm生學(xué)中化學(xué)水量，kg/kg熟料；hsV生學(xué)中化學(xué)水量，Nm3/kg熟料；sOAl32干生料中三氧化鋁含量，%。生料分解放出生料分解放出2CO氣體量：氣體量：10010022fhFhgssCOLmCOmm977. 1444 .22222COsCOsCOmmV式中： sCOm22CO生料中分解出氣體量，kg/kg熟料； SCOV22CO生料中分解出氣體量，Nm3/kg熟料；2CO2CO干生料中含量，%。MgOCOsCaOCOsMMMgOMMCaOCO222式中：sCaOsMgO、分

22、別為干生料中CaO和MgO的含量，%；2COMCaOMMgOM2CO、分別為、CaO和MgO的分子相對(duì)質(zhì)量；1.977為2CO密度，kg/ Nm3。燃料燃燒生成煙氣量：燃料燃燒生成煙氣量：gfCOCV0187. 02（Nm3/kg煤） yyLKfNNVV008. 079. 02（Nm3/kg煤） 121. 02LKyfOVV （Nm3/kg煤） yyfOHWHV0124. 0112. 02（Nm3/kg煤） fOHfOfNfCOfLVVVVV2222（Nm3/kg煤） 1001293. 1yyLKfLAVm（kg/kg煤） 式中：fLV燃料燃燒實(shí)際煙氣量，（Nm3/kg煤）；fLm燃料燃燒實(shí)際

23、煙氣量，（kg/kg煤）。（5 5）漏入空氣量：）漏入空氣量：LOKV，Nm3/kg熟料；LOKm，kg/kg熟料。總廢氣量：總廢氣量： LOKrfLsCOhswsfVmVVVVV2（Nm3/kg煤）； LOKrfLsCOhswsfmmmmmmm2（kg/kg煤）。 3 3、出預(yù)熱飛灰量、出預(yù)熱飛灰量fhm （kg/kg熟料）四、熱量平衡四、熱量平衡參見(jiàn)教材，熱量平衡圖。（一）收入項(xiàng)目（一）收入項(xiàng)目1 1、燃料燃燒生成熱、燃料燃燒生成熱yDWrrRQmQq1（kJ/kg熟料） 式中： yDWQ燃燒應(yīng)用基低位發(fā)熱量，（kJ/kg煤） 2 2、燃料帶入顯熱、燃料帶入顯熱rrrrtCmQq2（kJ/

24、kg熟料） 式中：rC燃料的比熱，kJ/kg；rt燃料入窯溫度，。3 3、生料帶入顯熱、生料帶入顯熱swwssgsstCmCmQq)(3（kJ/kg熟料） 式中：sCwC、分別為生料、水的比熱，kJ/kg；st生料入窯溫度，。4 4、回灰?guī)霟崃?、回灰?guī)霟崃縴hyhyhyhtCmQq4（kJ/kg熟料） 式中： yhC回灰的比熱，kJ/kg； yht回灰入窯的溫度，。5 5、空氣帶入熱量、空氣帶入熱量（1 1）一次空氣帶入熱量：）一次空氣帶入熱量：kyKyyKKytCVKQq111115（kJ/kg熟料） 1K一次窯占總?cè)敫G量的比例，%；式中： KyC1Kyt1一次空氣在0溫度的平均比熱，k

25、J/ Nm3；Kyt1一次空氣入窯溫度，。（2 2）二次空氣帶入熱量：）二次空氣帶入熱量：KyKyyKKytCVKQq221261（kJ/kg熟料） 式中：KyC2Kyt2二次空氣在0溫度的平均比熱，kJ/ Nm3；Kyt2二次空氣入窯溫度，。（3 3）漏入空氣帶入熱量：）漏入空氣帶入熱量：LOKLOKLOKLOKtCVQq7（kJ/kg熟料） 式中：LOKCLOKt漏入空氣在0溫度的平均比熱，kJ/ Nm3；LOKt漏入空氣入窯溫度，?？偸杖霟崃浚嚎偸杖霟崃浚?654321qqqqqqqqzs（二）支出項(xiàng)目（二）支出項(xiàng)目1 1、熟料形成熱、熟料形成熱shQq 8（kJ/kg熟料） 2 2、蒸

26、發(fā)生料中水分耗熱：、蒸發(fā)生料中水分耗熱：qhhswsssqmmQq9（kJ/kg熟料） 式中： qhq入窯生料溫度時(shí)水的汽化熱，kJ/kg水。 （3 3）廢氣帶走熱量：）廢氣帶走熱量：fffftCVQq10（kJ/kg熟料） 式中：fC混合氣體的平均比熱，kJ/ Nm3；ft廢氣溫度，。fNNOHOHOOCOCOfVVCVCVCVCC22222222式中：2COCft、分別為相應(yīng)應(yīng)氣體在溫度時(shí)的平均比熱，kJ/ Nm3；2COV、分別為廢氣中各氣體的量， Nm3/kg熟料。（4 4）出窯熟料帶走熱：）出窯熟料帶走熱：yshyshyshtCQq111（kJ/kg熟料） 式中：yshCysht熟料

27、在0溫度間的平均比熱，kJ/ kg；ysht出窯熟料溫度，。（5 5）出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿幔海┏鲱A(yù)熱器飛灰?guī)ё邿幔篺hfhfhfhtCmQq12（kJ/kg熟料） 式中：fhCysht在0溫度間飛灰的平均比熱，kJ/ kg；fht飛灰溫度，。（6 6）系統(tǒng)表面散熱損失：）系統(tǒng)表面散熱損失：BQq13（kJ/kg熟料） 總支出熱量：總支出熱量：1312111098qqqqqqqzc收支熱量平衡：收支熱量平衡：zczsqq單位熟料的燃料消耗量單位熟料的燃料消耗量rm：熟料燒成熱耗：熟料燒成熱耗：yDWrrRQmQ（kJ/kg熟料） rmrm上述方程式，為含有一個(gè)未知數(shù)的一元一次方程式。求解上述方程，

28、即可求得單位熟料的燃料消耗量回轉(zhuǎn)窯的熱效率：回轉(zhuǎn)窯的熱效率： 在所有的熱量支出中，只有熟料形成熱量是真正消耗于熟料形成的熱量，因此回轉(zhuǎn)窯的熱效率應(yīng)為熟料形成熱與入窯總熱量之比，即：zsqq8ss 但入窯總熱量隨熱平衡范圍不同而變化，因此窯的熱效率也可用熟料形成熱與燃料燃燒熱之比表示，也稱(chēng)窯%100rRshsQQ的燒成熱效率。 根據(jù)單位熟料的燃料消耗量，回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格尺寸、燃燒帶長(zhǎng)度等，還可計(jì)算一些窯的主要熱工技術(shù)參數(shù)，如窯的發(fā)熱量、燒成帶容積熱力強(qiáng)度、截面積熱力強(qiáng)度、表面積熱力強(qiáng)度等。 以上熱平衡計(jì)算中，將入窯空氣量看成入窯一、二次空氣量之和，實(shí)際入窯空氣量應(yīng)是入窯一、二次空氣量，及少量窯頭漏風(fēng)

29、量組成。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，也可確定窯頭漏風(fēng)系數(shù)，計(jì)算窯漏風(fēng)量。 另外，計(jì)算中還忽略了空氣中帶入的水分、飛損飛灰脫水及二氧化碳分解耗熱兩項(xiàng)，此兩項(xiàng)數(shù)量極小，對(duì)熱平衡計(jì)算結(jié)果無(wú)影響。五、平衡計(jì)算舉例五、平衡計(jì)算舉例參見(jiàn)教材。六、降低熟料熱耗的節(jié)能途徑六、降低熟料熱耗的節(jié)能途徑 節(jié)能是當(dāng)今世界各國(guó)高度重視的重大課題。水泥工業(yè)是耗能較多的工業(yè)，在水泥生產(chǎn)中，熟料燒成所消耗的熱能約占總能耗的3/4，降低熟料燒成熱耗，具有特別重要的意義。 自上世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)水泥回轉(zhuǎn)窯采用先進(jìn)的節(jié)能裝備和節(jié)能技術(shù)取得了一定成效。但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，熟料平均熱耗高出70%左右，尤其是我國(guó)現(xiàn)有的濕法回轉(zhuǎn)窯熱耗比新型干法

30、工藝的先進(jìn)水平高出一倍左右，水泥費(fèi)用中能耗已占生產(chǎn)成本的3550%，能源問(wèn)題嚴(yán)重制約了水泥工業(yè)的發(fā)展。因此在回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)新窯設(shè)計(jì)和舊窯改造中，必須充分重視節(jié)能降耗，采取各種技術(shù)措施，降低熟料燒成熱耗。通過(guò)以上分析可以看出，回轉(zhuǎn)窯熱耗高的主要原因有：1 1、預(yù)熱器出口廢氣與飛灰熱損失大：、預(yù)熱器出口廢氣與飛灰熱損失大： 影響廢氣熱損失的主要因素是廢氣溫度及單位熟料廢氣量，因此降低廢氣溫度和單位熟料廢氣量是減少?gòu)U氣熱損失的主要途徑。 為了降低廢氣溫度，除了保持窯、爐的合理煅燒外，應(yīng)設(shè)計(jì)換熱效率高的預(yù)熱器系統(tǒng)，并注意系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化匹配，或采用五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器以有效降低廢氣溫度。 為了降低廢氣量，必須重視窯系統(tǒng)的密封堵塞，減少系統(tǒng)漏風(fēng)及燃燒過(guò)?？諝饬?。 為減少飛灰熱損失，應(yīng)采用分離效率高的預(yù)熱器和密封性能好的鎖風(fēng)裝置，減少飛灰量。2 2、系統(tǒng)表面散熱損失大：、系統(tǒng)表面散熱損失大： 單位熟料散熱損失主要與窯系統(tǒng)的隔熱保溫材料和耐火材料及窯的操作有關(guān)，因此，必須大力改善隔熱材料及耐火材料的性能，合理使用隔熱材料和耐火材料；優(yōu)化窯的操作，穩(wěn)定窯的熱工制度。3 3、冷卻機(jī)的熱效率：、冷卻機(jī)的熱效率： 冷卻機(jī)的熱效率對(duì)熟