無機非金屬材料熱工設備：2-5 預分解窯的工藝設計計算方法簡介

1、2.5 新型干法窯窯尾系統(tǒng)的設計計算（了解）參考書：于興敏、中國水泥協(xié)會 中國水泥雜志社，新型干法水泥技術全書（上），中國建材工業(yè)出版社，2006.8無機非金屬材料熱工設備P92P100水泥工廠工藝設計手冊上、下水泥廠工藝設計手冊 JC/T730-2007水泥回轉窯熱平衡、熱效率、綜合能耗計算方法主要內容（教材p106132）2.5.1 回轉窯的設計 P149152 2.5.2 旋風筒的設計 P32382.5.3 分解爐的設計 P1421472.5.4 附屬設備的設計（1）高溫風機的設計 材料工程基礎或者設計手冊（下）（2）增濕塔的設計無機非金屬材料設計概論（3）噴煤管的選型本教材的2.6節(jié)或

2、者設計手冊（上）（4）煙囪的設計水泥廠工藝設計手冊（上）（5）提升機的設計硅酸鹽工業(yè)機械設備（6）輸送設備的設計硅酸鹽工業(yè)機械設備2.5.1 回轉窯的設計（了解）包括 回轉窯規(guī)格的設計及產(chǎn)量標定 回轉窯的功率及物料運動速度計算 窯系統(tǒng)的物料平衡和熱平衡計算 生產(chǎn)（設計）所標定的產(chǎn)量，應該是從國內的實際情況出發(fā)，在優(yōu)質、高產(chǎn)、低耗、設備長期安全運轉的條件下，一定時間內所能達到的產(chǎn)量。生產(chǎn)（設計）標定的產(chǎn)量實際是代表設備本身正常性能的平均先進產(chǎn)量。水泥窯臺時產(chǎn)量的標定應結合本廠具體的技術條件（原料燃料的質量、生料的易燒性，產(chǎn)品量要求以及具體的操作條件等），參照以下三個方面確定： a設備說明書所規(guī)定

3、的產(chǎn)量； b公式推算的產(chǎn)量； c參考同類型、同規(guī)格的水泥窯實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)加以適當調整。例：水泥窯產(chǎn)量規(guī)格：5000t/d 回轉窯的選型 方法一：于興敏、中國水泥協(xié)會 中國水泥雜志社，新型干法水泥技術全書（上），中國建材工業(yè)出版社，2006.81、回轉窯的基本要求窯的額定產(chǎn)量 G=5000(t/d)窯的最大連續(xù)產(chǎn)量 Gmax=1.1G=1.15000=5500(t/d) 窯的最小連續(xù)產(chǎn)量 Gmin=0.95G=0.955000=4750(t/d)2、窯的規(guī)格 耐火磚內徑 = =4.368(m) 式中 Di窯耐火磚內徑，m； G窯額定產(chǎn)量，t/d； K與回轉窯有關的系數(shù)，t/(dm3)，取60。 與

4、回轉窯型式有關系數(shù) K回轉窯型式K t/(dm3)旋風預熱器窯(SP窯)25-30預分解窯(NSP窯)50-60 確定回轉窯筒體內徑窯直徑D是指窯筒體內徑?？砂聪率接嬎悖篋= Di+2=4.368+2230/1000=4.828 m式中：D窯筒體內徑 Di窯耐火磚內徑，m； 窯最小耐火磚厚度，與窯筒體內徑有關。 一般回轉窯的L/D為1020，取長徑比為15則L=15D=15 4.828=72.42圓整回轉窯的規(guī)格為4.874m?；剞D窯所需的功率（參考水泥廠工藝設計手冊上）式中N0回轉窯需要的功率，KW；Di窯的有效內徑，m；L窯的長度，m；n窯的轉速，r/min；K系數(shù)，對于新型干法水泥回轉窯

5、， K=0.045-0.048 窯系統(tǒng)的物料平衡和熱平衡計算 參考 JC/T730-2007水泥回轉窯熱平衡、熱效率、綜合能耗計算方法 （或者硅酸鹽工業(yè)熱工測量中介紹）水泥工業(yè)熱工設備主編：胡道和 P118132 通過物料平衡和熱平衡求出每公斤的煤耗、熱耗、熱效率，評價窯系統(tǒng)的工作狀態(tài)。需收集的原始資料例1. 窯型為4.8m74m帶TDF型預分解窯。2. 生產(chǎn)品種為普通硅酸鹽水泥P.O42.5。3. 物料化學成分4. 燃料工業(yè)分析、發(fā)熱量和元素分析5. 原料的水分6. 各部位溫度設置值 入預熱器生料溫度 入窯回灰溫度 入窯一次空氣溫度 入窯二次空氣溫度 環(huán)境溫度 入窯、分解爐燃料溫度 入分解爐

6、三次空氣溫度 廢氣出預熱器溫度 飛灰出預熱器溫度原始資料7. 入窯風量比（%） 一次空氣（K1）:二次空氣（K2）:窯頭漏風窯頭漏風在5%以內8. 燃料分配比（%） 回轉窯（Ky）：分解爐(Kf)=4:69. 出預熱器飛灰量:0.100kg/kg熟料10. 各處的空氣過剩系數(shù)窯尾：y=1.05. 分解爐混合室出口：L=1.15預熱器出口：f=1.35 原始資料2.5.2 旋風筒的設計參考姜洪舟無機非金屬材料熱工設備“旋風預熱器的設計”相關水泥工廠設計手冊及同類型企業(yè)的具體數(shù)據(jù)設計前需計算系統(tǒng)風量2.5.3 分解爐的設計1分解爐的直徑 2.402分解爐的有效截面：2.393分解爐的有效容積：2.

7、294分解爐的有效高度: 2.415爐進風口的直徑 6縮口直徑 7分解爐直筒部分和錐體部分有效高度H1和H2 2.328入爐三次風管直徑：2.42V回轉窯窯尾廢氣量W窯尾縮口的氣流速度1、分解爐直筒部位的有效截面面積和有效內徑的計算例如：計算得：Vf=1146430m3/h,取CDC分解爐的截面風速為8.5m/s，則式中：Vf通過分解爐的氣體量，為燃料燃燒時所生成的煙氣量(窯氣入爐系統(tǒng)則包括窯氣量)、生料在爐內放出的CO2量、過?？諝夂吐╋L量之和。Wf分解爐斷面風速，CDC爐斷面風速一般取8.5m/s 分解爐直徑:D=Di+520=6945+520=7465mm7500mmH=w.=8.4 4

8、.0=33.6m形式基本參數(shù)基本特征優(yōu)缺點噴騰式爐子截面5.59.5m/s靠噴騰效應使物料分散整個爐膛，爐內存在噴騰區(qū)和環(huán)形區(qū)，引入回旋區(qū)，加強物料與氣流的混合、換熱和反應。物料分布均沒有流態(tài)式和管道式分解爐均勻；可高溫操作；常因強料流脈沖和三次風不暢而造成塌料堵塞。物料停留時間817S工作溫度870920分解率8595%空氣過剩系數(shù)1.051.25壓力588883Pa縮口處風2640m/s各類分解爐性能比較及基本參數(shù)比較返回上一頁下一頁各類分解爐性能比較及基本參數(shù)比較形式基本參數(shù)基本特征優(yōu)缺點強渦流式爐子截面風520m/s如RSP爐，在SB、SC室內燃料與純三次風混合進行預燃燒，具有強旋流和

9、湍流運動，加強了物料、燃料和空氣的混合；在MC室進一步燃燒、混合和分解；燃料和物料分多點加入。物料分布和噴騰爐相當，均沒有流態(tài)式和管道式分解爐均勻；屬于高溫操作爐；常因局部過熱而產(chǎn)生結皮。物料停留時間718S工作溫度860910分解率8592%空氣過剩系數(shù)1.051.25壓力588883Pa各類分解爐性能比較及基本參數(shù)比較形式基本參數(shù)基本特征優(yōu)缺點管道式爐子截面風818m/s管道很長，或在頂部增加一個粗物料的分離器，增強粗物料的再循環(huán)；爐中也可設多個縮口，以形成多次噴騰效應。燃料和物料分多點加入。溫度分布較均勻，物料分布介于流態(tài)化和其他幾種爐型之間；不易結皮。物料停留時間820S工作溫度880920分解率8595%空氣過剩系數(shù)1.11.20壓力392785Pa各類分解爐性能比較及基本參數(shù)比較2.5.4 附屬設備的設計（1）高溫風機的設計 材料工程基礎或者新型