第六節(jié)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算課件

第六節(jié)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。第六節(jié)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1一、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，就窯本身來(lái)說，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，目前還不能通過理論推導(dǎo)來(lái)求得，可行的方法是通過對(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：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21、日本水泥協(xié)會(huì)推薦的公式：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P108表2-28。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)1、日本水泥協(xié)會(huì)推薦的公式：式中：G——窯的小時(shí)產(chǎn)量，t/h32、日本池田提出的計(jì)算SP窯生產(chǎn)能力的公式：式中：G——熟料小時(shí)產(chǎn)量，t/h；——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)徑的關(guān)系應(yīng)符合下式：L=23-202、日本池田提出的計(jì)算SP窯生產(chǎn)能力的公式：式中：G——熟料43、北京建材院提出的計(jì)算NSP窯的生產(chǎn)能力公式：式中：G——熟料小時(shí)產(chǎn)量，t/h；K——系數(shù)，K=0.114～0.119。3、北京建材院提出的計(jì)算NSP窯的生產(chǎn)能力公式：式中：G——51986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P109表2-29。4、南京化工學(xué)院推薦公式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）。1986年，南京化工學(xué)院匯總了世界上54個(gè)國(guó)家，從16二、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)格尺寸（直徑、長(zhǎng)度或長(zhǎng)徑比）。窯的類型和規(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、單位容積產(chǎn)量：（t/m3日）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72、單位表面積產(chǎn)量：（kg/m2h）3、單位截面積產(chǎn)量：（t/m2h）4、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)指標(biāo)與窯尺寸的相關(guān)關(guān)系。參見P111表2-30，9個(gè)公式。2、單位表面積產(chǎn)量：（kg/m2h）3、單位截面積產(chǎn)量：86、窯的長(zhǎng)徑比與窯徑的關(guān)系：懸浮預(yù)熱器窯：立筒預(yù)熱器窯預(yù)分解窯：7、窯尺寸的計(jì)算公式：（m）（m）6、窯的長(zhǎng)徑比與窯徑的關(guān)系：懸浮預(yù)熱器窯：立筒預(yù)熱器窯預(yù)9三、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、產(chǎn)量標(biāo)定的意義正如前面所論述的，除了窯的類型和尺寸外，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。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、102、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)定過低或過高，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)備能力的浪費(fèi)。同時(shí)給窯生產(chǎn)達(dá)標(biāo)帶來(lái)困難。2、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)113、標(biāo)定的方法（1）根據(jù)公式計(jì)算：可以根據(jù)同類型窯的理論與經(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、標(biāo)定的方法（1）根據(jù)公式計(jì)算：可以根據(jù)同類型窯的123、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。3、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13四、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（1）回轉(zhuǎn)窯燒成系統(tǒng)熱耗分析1、熱平衡計(jì)算的目的進(jìn)行熱平衡計(jì)算的主要目的：是對(duì)新建窯確定燃料消耗量，計(jì)算單位熟料熱耗；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)。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)142、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。單位熟料熱耗的實(shí)際熱耗，由下式計(jì)算：（kJ/kg熟料）式中：——單位熟料燒成實(shí)用總?cè)剂狭?，kJ/kg熟料；——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；——燃料應(yīng)用基低位熱值，kJ/kg熟料。2、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15標(biāo)準(zhǔn)煤耗：

（kg/kg熟料）通常為了便于比較，取熱值為29270kJ/kg的煤為標(biāo)準(zhǔn)煤，可換算成標(biāo)準(zhǔn)煤耗：則單位熟料燃料量標(biāo)準(zhǔn)煤耗：（kg/kg熟料）通常為了便于比較，取熱值為2163、影響單位熟料熱耗的因素熟料燒成過程所消耗的實(shí)際熱量與煅燒全過程有關(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。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。燃料的質(zhì)量：影響到窯內(nèi)溫度及其分布；窯型與窯規(guī)格：不同類型窯，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。3、影響單位熟料熱耗的因素熟料燒成過程所消耗的實(shí)際熱17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。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。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。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18總之，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：式中：——熟料熱耗，kJ/kg熟料；Ｍ——熟為日產(chǎn)量，t/日；Ｋ——二次燃燒燃料（指在窯尾上升煙道加入的燃料）ＡＭ——生料的鋁氧率；ＳＭ——生料硅酸率；ＬＳＴ——生料石灰標(biāo)準(zhǔn)。比例，％；總之，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)200019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ＳＰ窯熟料熱耗和影響因素之間的關(guān)系，但公式不適合其他ＳＰ窯，其他ＳＰ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。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204、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。①?gòu)U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)600～700℃以上，若不回收，熱耗肯定很高。4、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21濕法長(zhǎng)窯，雖排氣溫度不高（200～240℃），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320～380℃，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?？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)廢氣熱的回收。濕法長(zhǎng)窯，雖排氣溫度不高（200～240℃），但因料22②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。③窯體散熱主要與窯皮及窯襯材料的隔熱性能有關(guān)?？刹捎酶魺岵牧辖档蜔釗p失。（2）回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力及熱負(fù)荷（前已討論，略）②熟料帶走顯熱主要與熟料離窯溫度有關(guān)?；厥帐炝巷@熱的23（二）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)、范圍及原始數(shù)據(jù)（1）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)1、物料基準(zhǔn)：一般以1kg熟料為基準(zhǔn)；2、溫度基準(zhǔn)：一般以0℃為基準(zhǔn)。（2）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)易沒定或取得，但往往需要的數(shù)據(jù)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。（二）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)、范圍及原始數(shù)據(jù)（1）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)1、24（3）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，主要是根據(jù)同類型窯的生產(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，主要通過熱工測(cè)定取得實(shí)際生產(chǎn)中各種參數(shù)。（3）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25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。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26（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。（參見教材，物料平衡圖）（三）物料平衡窯型：以懸浮預(yù)熱器窯為例。基準(zhǔn)：1kg熟料；溫27第六節(jié)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算課件28物料平衡計(jì)算：（1）收入項(xiàng)目1、燃料消耗量（kg/kg熟料）設(shè)計(jì)新窯或技術(shù)改造時(shí)，是未知量，通過熱平衡方程2、入預(yù)熱器物料量①干生料理論消耗量：式中：——干生料理論消耗量，kg/kg熟料；——燃料應(yīng)用基灰分含量，%；a——燃料灰分摻入熟料中的量，%；——生料的燒失量，%。求得，已生產(chǎn)的窯，通過熱工測(cè)定得到。物料平衡計(jì)算：（1）收入項(xiàng)目1、燃料消耗量（kg/kg熟料）29②入窯回灰量和飛損量：式中：——入窯回灰量，kg/kg熟料；——出預(yù)熱器飛灰量，kg/kg熟料；——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，%。②入窯回灰量和飛損量：式中：——入窯回灰量，kg/kg熟料30③考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量：式中：——考慮飛后干生料實(shí)際消耗量，kg/kg熟料；——飛灰燒失量，%。④考慮飛損后生料實(shí)際消耗量：式中：——考慮飛損后生料實(shí)際消耗量，kg/kg熟料；——生料中水分含量，%。③考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量：式中：——考慮飛后干生料實(shí)際31⑤入預(yù)熱器物料量：（kg/kg熟料）3、入窯系統(tǒng)空氣量①燃料燃燒理論空氣量：式中：——燃料燃燒理論干空氣量，Nm3/kg煤；——燃料燃燒理論干空氣量，kg/kg煤。、、、——燃料應(yīng)用基元素分析組成，%。⑤入預(yù)熱器物料量：（kg/kg熟料）3、入窯系統(tǒng)空氣32②入窯實(shí)際干空氣量：式中：——入窯實(shí)際干空氣量，Nm3/kg熟料；——入窯實(shí)際干空氣量，kg/kg熟料；——窯尾空氣過剩系數(shù)。②入窯實(shí)際干空氣量：式中：——入窯實(shí)際干空氣量，Nm3/k33③漏入空氣量（包括生料送風(fēng)量）：式中：——窯尾系統(tǒng)漏風(fēng)量，Nm3/kg熟料；——窯尾系統(tǒng)漏風(fēng)量，kg/kg熟料；——預(yù)熱器出口過剩空氣系數(shù)。漏入空氣量也可用漏風(fēng)系數(shù)求得。③漏入空氣量（包括生料送風(fēng)量）：式中：——窯尾系統(tǒng)漏風(fēng)量，34（2）支出部分1、熟料量：2、廢氣量：①生料中物理水：式中：0.804——為水蒸汽密度，kg/Nm3；——生料中物理水量，kg/kg熟料；——生料中物理水量，Nm3/kg熟料。（2）支出部分1、熟料量：2、廢氣量：①生料中物理水：式中：35②生料中化學(xué)水：式中：——生學(xué)中化學(xué)水量，kg/kg熟料；——生學(xué)中化學(xué)水量，Nm3/kg熟料；——干生料中三氧化鋁含量，%。②生料中化學(xué)水：式中：——生學(xué)中化學(xué)水量，kg/kg熟料；—36③生料分解放出氣體量：式中：——生料中分解出氣體量，kg/kg熟料；——生料中分解出氣體量，Nm3/kg熟料；——干生料中含量，%。③生料分解放出氣體量：式中：——生料中分解出氣體量，kg/37式中：、——分別為干生料中CaO和MgO的含量，%；、、——分別為、CaO和MgO的分子相對(duì)質(zhì)量；1.977——為密度，kg/Nm3。式中：、——分別為干生料中CaO和MgO的含量，%；、、——38④燃料燃燒生成煙氣量：（Nm3/kg煤）（Nm3/kg煤）

（Nm3/kg煤）（Nm3/kg煤）④燃料燃燒生成煙氣量：（Nm3/kg煤）（Nm3/kg煤）39（Nm3/kg煤）（kg/kg煤）式中：——燃料燃燒實(shí)際煙氣量，（Nm3/kg煤）；——燃料燃燒實(shí)際煙氣量，（kg/kg煤）。（Nm3/kg煤）（kg/kg煤）式中：——燃料燃燒實(shí)際40（5）漏入空氣量：，Nm3/kg熟料；，kg/kg熟料?？倧U氣量：

（Nm3/kg煤）；（kg/kg煤）。（5）漏入空氣量：，Nm3/kg熟料；，kg/kg熟料?？倧U413、出預(yù)熱飛灰量（kg/kg熟料）四、熱量平衡參見教材，熱量平衡圖。3、出預(yù)熱飛灰量（kg/kg熟料）四、熱量平衡參見教42（一）收入項(xiàng)目1、燃料燃燒生成熱（kJ/kg熟料）式中：——燃燒應(yīng)用基低位發(fā)熱量，（kJ/kg煤）2、燃料帶入顯熱（kJ/kg熟料）式中：——燃料的比熱，kJ/kg℃；——燃料入窯溫度，℃。（一）收入項(xiàng)目1、燃料燃燒生成熱（kJ/kg熟料）式中：433、生料帶入顯熱（kJ/kg熟料）式中：、——分別為生料、水的比熱，kJ/kg℃；——生料入窯溫度，℃。4、回灰?guī)霟崃浚╧J/kg熟料）式中：——回灰的比熱，kJ/kg℃；——回灰入窯的溫度，℃。3、生料帶入顯熱（kJ/kg熟料）式中：、——分別為生料、445、空氣帶入熱量（1）一次空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）——一次窯占總?cè)敫G量的比例，%；式中：——一次空氣在0～溫度的平均比熱，kJ/Nm3℃；——一次空氣入窯溫度，℃。5、空氣帶入熱量（1）一次空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）45（2）二次空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）式中：——二次空氣在0～溫度的平均比熱，kJ/Nm3℃；——二次空氣入窯溫度，℃。（2）二次空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）式中：——二次空46（3）漏入空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）式中：——漏入空氣在0～溫度的平均比熱，kJ/Nm3℃；——漏入空氣入窯溫度，℃。總收入熱量：（3）漏入空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）式中：——漏入空47（二）支出項(xiàng)目1、熟料形成熱（kJ/kg熟料）2、蒸發(fā)生料中水分耗熱：（kJ/kg熟料）式中：——入窯生料溫度時(shí)水的汽化熱，kJ/kg水。（二）支出項(xiàng)目1、熟料形成熱（kJ/kg熟料）2、蒸發(fā)生料48（3）廢氣帶走熱量：（kJ/kg熟料）式中：——混合氣體的平均比熱，kJ/Nm3℃；——廢氣溫度，℃。式中：、……——分別為相應(yīng)應(yīng)氣體在溫度時(shí)的平均比熱，kJ/Nm3℃；、……——分別為廢氣中各氣體的量，Nm3/kg熟料。（3）廢氣帶走熱量：（kJ/kg熟料）式中：——混合氣體的49（4）出窯熟料帶走熱：（kJ/kg熟料）式中：——熟料在0～溫度間的平均比熱，kJ/kg·℃；——出窯熟料溫度，℃。（5）出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿幔海╧J/kg熟料）式中：——在0～溫度間飛灰的平均比熱，kJ/kg·℃；——飛灰溫度，℃。（4）出窯熟料帶走熱：（kJ/kg熟料）式中：——熟料在050（6）系統(tǒng)表面散熱損失：（kJ/kg熟料）總支出熱量：收支熱量平衡：（6）系統(tǒng)表面散熱損失：（kJ/kg熟料）總支出熱量：收支51單位熟料的燃料消耗量：熟料燒成熱耗：（kJ/kg熟料）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，即可求得單位熟料的燃料消耗量單位熟料的燃料消耗量：熟料燒成熱耗：（kJ/kg熟料）上述52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：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，也稱窯的燒成熱效率?；剞D(zhuǎn)窯的熱效率：在所有的熱量支出中，只有熟料形53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)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)算舉例參見教材。根據(jù)單位熟料的燃料消耗量，回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格尺寸、燃54六、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35～50%，能源問題嚴(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。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55通過以上分析可以看出，回轉(zhuǎn)窯熱耗高的主要原因有：1、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)及燃燒過剩空氣量。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。通過以上分析可以看出，回轉(zhuǎn)窯熱耗高的主要原因有：1、預(yù)熱器出562、系統(tǒng)表面散熱損失大：?jiǎn)挝皇炝仙釗p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、冷卻機(jī)的熱效率：

冷卻機(jī)的熱效率對(duì)熟料熱耗的影響很大。因此，在回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，還需進(jìn)行冷卻機(jī)熱平衡。冷卻機(jī)的熱損失包括廢氣、熟料帶走熱及冷卻機(jī)表面散熱等。2、系統(tǒng)表面散熱損失大：?jiǎn)挝皇炝仙釗p失主要與窯系統(tǒng)57采用新型冷卻機(jī)，改進(jìn)冷卻機(jī)的結(jié)構(gòu)和揚(yáng)料裝置，可提高入窯、入分解爐助燃空氣的溫度，降低冷卻機(jī)出口熟料溫度，減少排出廢氣量，提高冷卻機(jī)熱效率，也是降低熟料熱耗的有效措施。以上三大熱損失，是各種類型水泥回轉(zhuǎn)窯的主要熱損失，減少三大熱損失降低熟料熱耗的主要途徑。采用新型冷卻機(jī)，改進(jìn)冷卻機(jī)的結(jié)構(gòu)和揚(yáng)料裝置，可提58七、回轉(zhuǎn)窯的熱工測(cè)定及平衡計(jì)算為了考核、分析水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的熱工性能，評(píng)議回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作水平，為技術(shù)改造和優(yōu)化操作提供科學(xué)的依據(jù)，或者為了對(duì)比技術(shù)改造前后的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益；或者為了開展全廠能量平衡工作，在生產(chǎn)中必須定期地對(duì)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)進(jìn)行熱工測(cè)定，并進(jìn)行熱平衡計(jì)算?；剞D(zhuǎn)窯系統(tǒng)的熱工測(cè)量與計(jì)算方法，已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可參照GB4179-84《水泥回轉(zhuǎn)窯熱平衡、熱效率、綜合能耗計(jì)算方法》進(jìn)行。七、回轉(zhuǎn)窯的熱工測(cè)定及平衡計(jì)算為了考核、分析水泥回轉(zhuǎn)59在進(jìn)行回轉(zhuǎn)窯熱工測(cè)量與熱平衡計(jì)算時(shí)，除一般準(zhǔn)備工作外，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、確定熱工測(cè)定的范圍熱工測(cè)定及熱平衡范圍的選定，首先應(yīng)符合熱工測(cè)定的目的，其次應(yīng)使選定的系統(tǒng)界面處各測(cè)定項(xiàng)目易于測(cè)量和能夠測(cè)準(zhǔn)。2、確定測(cè)定項(xiàng)目，布置測(cè)點(diǎn)，開好測(cè)孔測(cè)定項(xiàng)目應(yīng)由熱平衡收支項(xiàng)目和需分析考核的熱工技術(shù)指標(biāo)而確定。測(cè)點(diǎn)具體開孔位置要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，使測(cè)點(diǎn)具有代表性，并便于測(cè)定。3、測(cè)定期間窯系統(tǒng)必須正常運(yùn)轉(zhuǎn)，熱工制度穩(wěn)定，反映平時(shí)正常的水平。在進(jìn)行回轉(zhuǎn)窯熱工測(cè)量與熱平衡計(jì)算時(shí)，除一般準(zhǔn)備工作外，應(yīng)注意604、測(cè)定期間所用原料、燃料及生料成分應(yīng)穩(wěn)定并有代表性。5、在窯系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，要連續(xù)同步進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)間最好應(yīng)持續(xù)三個(gè)班，一般不應(yīng)少于二個(gè)班。6、各測(cè)量及分析項(xiàng)目測(cè)量（采?。┲芷诩胺治龇椒?，必須按國(guó)標(biāo)進(jìn)行。7、測(cè)定數(shù)據(jù)要有代表性，對(duì)同一測(cè)定量的多次測(cè)量結(jié)果，應(yīng)根據(jù)概率論及數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，刪除一些明顯有差距的數(shù)據(jù)，然后再求平均值。8、進(jìn)行熱平衡計(jì)算時(shí)，物料平衡和熱量平衡總收支絕對(duì)誤差絕對(duì)值占總收入量的比例不得大于5%，否則測(cè)定無(wú)效，應(yīng)分原因并重測(cè)。4、測(cè)定期間所用原料、燃料及生料成分應(yīng)穩(wěn)定并有代表性。5、在61第六節(jié)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。第六節(jié)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62一、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，就窯本身來(lái)說，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，目前還不能通過理論推導(dǎo)來(lái)求得，可行的方法是通過對(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：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631、日本水泥協(xié)會(huì)推薦的公式：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P108表2-28。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)1、日本水泥協(xié)會(huì)推薦的公式：式中：G——窯的小時(shí)產(chǎn)量，t/h642、日本池田提出的計(jì)算SP窯生產(chǎn)能力的公式：式中：G——熟料小時(shí)產(chǎn)量，t/h；——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)徑的關(guān)系應(yīng)符合下式：L=23-202、日本池田提出的計(jì)算SP窯生產(chǎn)能力的公式：式中：G——熟料653、北京建材院提出的計(jì)算NSP窯的生產(chǎn)能力公式：式中：G——熟料小時(shí)產(chǎn)量，t/h；K——系數(shù)，K=0.114～0.119。3、北京建材院提出的計(jì)算NSP窯的生產(chǎn)能力公式：式中：G——661986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P109表2-29。4、南京化工學(xué)院推薦公式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）。1986年，南京化工學(xué)院匯總了世界上54個(gè)國(guó)家，從167二、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)格尺寸（直徑、長(zhǎng)度或長(zhǎng)徑比）。窯的類型和規(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、單位容積產(chǎn)量：（t/m3日）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682、單位表面積產(chǎn)量：（kg/m2h）3、單位截面積產(chǎn)量：（t/m2h）4、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)指標(biāo)與窯尺寸的相關(guān)關(guān)系。參見P111表2-30，9個(gè)公式。2、單位表面積產(chǎn)量：（kg/m2h）3、單位截面積產(chǎn)量：696、窯的長(zhǎng)徑比與窯徑的關(guān)系：懸浮預(yù)熱器窯：立筒預(yù)熱器窯預(yù)分解窯：7、窯尺寸的計(jì)算公式：（m）（m）6、窯的長(zhǎng)徑比與窯徑的關(guān)系：懸浮預(yù)熱器窯：立筒預(yù)熱器窯預(yù)70三、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、產(chǎn)量標(biāo)定的意義正如前面所論述的，除了窯的類型和尺寸外，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。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、712、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)定過低或過高，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)備能力的浪費(fèi)。同時(shí)給窯生產(chǎn)達(dá)標(biāo)帶來(lái)困難。2、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)723、標(biāo)定的方法（1）根據(jù)公式計(jì)算：可以根據(jù)同類型窯的理論與經(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、標(biāo)定的方法（1）根據(jù)公式計(jì)算：可以根據(jù)同類型窯的733、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。3、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74四、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（1）回轉(zhuǎn)窯燒成系統(tǒng)熱耗分析1、熱平衡計(jì)算的目的進(jìn)行熱平衡計(jì)算的主要目的：是對(duì)新建窯確定燃料消耗量，計(jì)算單位熟料熱耗；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)。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)752、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。單位熟料熱耗的實(shí)際熱耗，由下式計(jì)算：（kJ/kg熟料）式中：——單位熟料燒成實(shí)用總?cè)剂狭浚琸J/kg熟料；——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；——燃料應(yīng)用基低位熱值，kJ/kg熟料。2、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76標(biāo)準(zhǔn)煤耗：

（kg/kg熟料）通常為了便于比較，取熱值為29270kJ/kg的煤為標(biāo)準(zhǔn)煤，可換算成標(biāo)準(zhǔn)煤耗：則單位熟料燃料量標(biāo)準(zhǔn)煤耗：（kg/kg熟料）通常為了便于比較，取熱值為2773、影響單位熟料熱耗的因素熟料燒成過程所消耗的實(shí)際熱量與煅燒全過程有關(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。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。燃料的質(zhì)量：影響到窯內(nèi)溫度及其分布；窯型與窯規(guī)格：不同類型窯，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。3、影響單位熟料熱耗的因素熟料燒成過程所消耗的實(shí)際熱78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。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。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。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79總之，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：式中：——熟料熱耗，kJ/kg熟料；Ｍ——熟為日產(chǎn)量，t/日；Ｋ——二次燃燒燃料（指在窯尾上升煙道加入的燃料）ＡＭ——生料的鋁氧率；ＳＭ——生料硅酸率；ＬＳＴ——生料石灰標(biāo)準(zhǔn)。比例，％；總之，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)200080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ＳＰ窯熟料熱耗和影響因素之間的關(guān)系，但公式不適合其他ＳＰ窯，其他ＳＰ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。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814、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。①?gòu)U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)600～700℃以上，若不回收，熱耗肯定很高。4、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82濕法長(zhǎng)窯，雖排氣溫度不高（200～240℃），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320～380℃，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?？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)廢氣熱的回收。濕法長(zhǎng)窯，雖排氣溫度不高（200～240℃），但因料83②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。③窯體散熱主要與窯皮及窯襯材料的隔熱性能有關(guān)。可采用隔熱材料降低熱損失。（2）回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力及熱負(fù)荷（前已討論，略）②熟料帶走顯熱主要與熟料離窯溫度有關(guān)。回收熟料顯熱的84（二）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)、范圍及原始數(shù)據(jù)（1）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)1、物料基準(zhǔn)：一般以1kg熟料為基準(zhǔn)；2、溫度基準(zhǔn)：一般以0℃為基準(zhǔn)。（2）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)易沒定或取得，但往往需要的數(shù)據(jù)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。（二）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)、范圍及原始數(shù)據(jù)（1）熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)1、85（3）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，主要是根據(jù)同類型窯的生產(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，主要通過熱工測(cè)定取得實(shí)際生產(chǎn)中各種參數(shù)。（3）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86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。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87（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。（參見教材，物料平衡圖）（三）物料平衡窯型：以懸浮預(yù)熱器窯為例?；鶞?zhǔn)：1kg熟料；溫88第六節(jié)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算課件89物料平衡計(jì)算：（1）收入項(xiàng)目1、燃料消耗量（kg/kg熟料）設(shè)計(jì)新窯或技術(shù)改造時(shí)，是未知量，通過熱平衡方程2、入預(yù)熱器物料量①干生料理論消耗量：式中：——干生料理論消耗量，kg/kg熟料；——燃料應(yīng)用基灰分含量，%；a——燃料灰分摻入熟料中的量，%；——生料的燒失量，%。求得，已生產(chǎn)的窯，通過熱工測(cè)定得到。物料平衡計(jì)算：（1）收入項(xiàng)目1、燃料消耗量（kg/kg熟料）90②入窯回灰量和飛損量：式中：——入窯回灰量，kg/kg熟料；——出預(yù)熱器飛灰量，kg/kg熟料；——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，%。②入窯回灰量和飛損量：式中：——入窯回灰量，kg/kg熟料91③考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量：式中：——考慮飛后干生料實(shí)際消耗量，kg/kg熟料；——飛灰燒失量，%。④考慮飛損后生料實(shí)際消耗量：式中：——考慮飛損后生料實(shí)際消耗量，kg/kg熟料；——生料中水分含量，%。③考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量：式中：——考慮飛后干生料實(shí)際92⑤入預(yù)熱器物料量：（kg/kg熟料）3、入窯系統(tǒng)空氣量①燃料燃燒理論空氣量：式中：——燃料燃燒理論干空氣量，Nm3/kg煤；——燃料燃燒理論干空氣量，kg/kg煤。、、、——燃料應(yīng)用基元素分析組成，%。⑤入預(yù)熱器物料量：（kg/kg熟料）3、入窯系統(tǒng)空氣93②入窯實(shí)際干空氣量：式中：——入窯實(shí)際干空氣量，Nm3/kg熟料；——入窯實(shí)際干空氣量，kg/kg熟料；——窯尾空氣過剩系數(shù)。②入窯實(shí)際干空氣量：式中：——入窯實(shí)際干空氣量，Nm3/k94③漏入空氣量（包括生料送風(fēng)量）：式中：——窯尾系統(tǒng)漏風(fēng)量，Nm3/kg熟料；——窯尾系統(tǒng)漏風(fēng)量，kg/kg熟料；——預(yù)熱器出口過?？諝庀禂?shù)。漏入空氣量也可用漏風(fēng)系數(shù)求得。③漏入空氣量（包括生料送風(fēng)量）：式中：——窯尾系統(tǒng)漏風(fēng)量，95（2）支出部分1、熟料量：2、廢氣量：①生料中物理水：式中：0.804——為水蒸汽密度，kg/Nm3；——生料中物理水量，kg/kg熟料；——生料中物理水量，Nm3/kg熟料。（2）支出部分1、熟料量：2、廢氣量：①生料中物理水：式中：96②生料中化學(xué)水：式中：——生學(xué)中化學(xué)水量，kg/kg熟料；——生學(xué)中化學(xué)水量，Nm3/kg熟料；——干生料中三氧化鋁含量，%。②生料中化學(xué)水：式中：——生學(xué)中化學(xué)水量，kg/kg熟料；—97③生料分解放出氣體量：式中：——生料中分解出氣體量，kg/kg熟料；——生料中分解出氣體量，Nm3/kg熟料；——干生料中含量，%。③生料分解放出氣體量：式中：——生料中分解出氣體量，kg/98式中：、——分別為干生料中CaO和MgO的含量，%；、、——分別為、CaO和MgO的分子相對(duì)質(zhì)量；1.977——為密度，kg/Nm3。式中：、——分別為干生料中CaO和MgO的含量，%；、、——99④燃料燃燒生成煙氣量：（Nm3/kg煤）（Nm3/kg煤）

（Nm3/kg煤）（Nm3/kg煤）④燃料燃燒生成煙氣量：（Nm3/kg煤）（Nm3/kg煤）100（Nm3/kg煤）（kg/kg煤）式中：——燃料燃燒實(shí)際煙氣量，（Nm3/kg煤）；——燃料燃燒實(shí)際煙氣量，（kg/kg煤）。（Nm3/kg煤）（kg/kg煤）式中：——燃料燃燒實(shí)際101（5）漏入空氣量：，Nm3/kg熟料；，kg/kg熟料?？倧U氣量：

（Nm3/kg煤）；（kg/kg煤）。（5）漏入空氣量：，Nm3/kg熟料；，kg/kg熟料?？倧U1023、出預(yù)熱飛灰量（kg/kg熟料）四、熱量平衡參見教材，熱量平衡圖。3、出預(yù)熱飛灰量（kg/kg熟料）四、熱量平衡參見教103（一）收入項(xiàng)目1、燃料燃燒生成熱（kJ/kg熟料）式中：——燃燒應(yīng)用基低位發(fā)熱量，（kJ/kg煤）2、燃料帶入顯熱（kJ/kg熟料）式中：——燃料的比熱，kJ/kg℃；——燃料入窯溫度，℃。（一）收入項(xiàng)目1、燃料燃燒生成熱（kJ/kg熟料）式中：1043、生料帶入顯熱（kJ/kg熟料）式中：、——分別為生料、水的比熱，kJ/kg℃；——生料入窯溫度，℃。4、回灰?guī)霟崃浚╧J/kg熟料）式中：——回灰的比熱，kJ/kg℃；——回灰入窯的溫度，℃。3、生料帶入顯熱（kJ/kg熟料）式中：、——分別為生料、1055、空氣帶入熱量（1）一次空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）——一次窯占總?cè)敫G量的比例，%；式中：——一次空氣在0～溫度的平均比熱，kJ/Nm3℃；——一次空氣入窯溫度，℃。5、空氣帶入熱量（1）一次空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）106（2）二次空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）式中：——二次空氣在0～溫度的平均比熱，kJ/Nm3℃；——二次空氣入窯溫度，℃。（2）二次空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）式中：——二次空107（3）漏入空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）式中：——漏入空氣在0～溫度的平均比熱，kJ/Nm3℃；——漏入空氣入窯溫度，℃?？偸杖霟崃浚海?）漏入空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）式中：——漏入空108（二）支出項(xiàng)目1、熟料形成熱（kJ/kg熟料）2、蒸發(fā)生料中水分耗熱：（kJ/kg熟料）式中：——入窯生料溫度時(shí)水的汽化熱，kJ/kg水。（二）支出項(xiàng)目1、熟料形成熱（kJ/kg熟料）2、蒸發(fā)生料109（3）廢氣帶走熱量：（kJ/kg熟料）式中：——混合氣體的平均比熱，kJ/Nm3℃；——廢氣溫度，℃。式中：、……——分別為相應(yīng)應(yīng)氣體在溫度時(shí)的平均比熱，kJ/Nm3℃；、……——分別為廢氣中各氣體的量，Nm3/kg熟料。（3）廢氣帶走熱量：（kJ/kg熟料）式中：——混合氣體的110（4）出窯熟料帶走熱：（kJ/kg熟料）式中：——熟料在0～溫度間的平均比熱，kJ/kg·℃；——出窯熟料溫度，℃。（5）出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿幔海╧J/kg熟料）式中：——在0～溫度間飛灰的平均比熱，kJ/kg·℃；——飛灰溫度，℃。（4）出窯熟料帶走熱：（kJ/kg熟料）式中：——熟料在0111（6）系統(tǒng)表面散熱損失：（kJ/kg熟料）總支出熱量：收支熱量平衡：（6）系統(tǒng)表面散熱損失：（kJ/kg熟料）總支出熱量：收支112單位熟料的燃料消耗量：熟料燒成熱耗：（kJ/kg熟料）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，即可求得單位熟料的燃料消耗量單位熟料的燃料消耗量：熟料燒成熱耗：（kJ/kg熟料）上述113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：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，也稱窯的燒成熱效率?；剞D(zhuǎn)窯的熱效率：在所有