新型干法熟料热平衡计算(2003版).doc

一、NSP窑规格1.1NSP窑规格的确定1.1.1NSP窑的直径要求生产能力2000t/d由经验公式：G=53.5Di3.14其中G(t/d)窑产量，Di为窑筒体有效内径（m）取窑内耐火砖的厚度=300mm则窑内径D=3.2+20.3=3.8(m)1.1.2NSP窑的长度将Di=3.2带入经验公式：“鹏飞”回转窑产品系列：规格（单位：米）3.5m54m3.8m58m4.0m60m4.3m64m4.8m74m5.0m74m5.6m87m初步确定窑的规格为3.8m58m即D=3.8米L=58米1.1NSP窑产量的标定根据经验公式，将Di=3.2米，L=58米代入=8.4913.22.382580.680=2014t/d由于经验公式受数量、地域、工艺、时间限制，以及产量受窑规格、原燃料、操作等影响极大。根据山西灵丘豪洋公司用3.8m58m窑的生产实际（大于2000t/d）确定窑的规格为3.8m58m主要热工参数的计算2.1NSP窑系统物料平衡2.1NSP窑系统热平衡2.1NSP窑系统主要热工参数的计算原始资料窑型为4.0m60m带DD型预分解窑。生产品种为普通硅酸盐水泥熟料。物料化学成分见表1-1。燃料元素分析和工业分析及发热量见表1及表2。表1-1物料化学成分单位：%成分项目烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3其他总和干生料熟料煤粉35.880013.2722.4851.603.035.5431.792.093.794.1644.6866.833.620.290.590.680.160.052.200.600.725.59100.00100.00100.00表1-2燃料元素分析单位：%CyHySyNyOyAyWy60.103.960.350.977.9125.711.00表1-3工业分析及发热量单位：%AyVyFCyWyQyDW/(kJ/kg)25712836449310023614温度。a.入预热器生料温度：50。b.入窑回灰温度：50。c.入窑一次空气温度：30。d.入窑二次空气温度：950。e.环境温度：30。f.入窑、分解炉燃料温度：60。g.入分解炉二次空气温度：740。h.熟料出窑温度：1360。i.废气预热器温度：340。j.飞灰出预热器温度：300。入窑风量比（%）。一次空气（K1）：二次空气（K2）：窑头漏风（K3）=15：80：5。燃料比（%）。回转窑（Ky）：分解炉（KF）=40：60。出预热器飞灰量：0.1kg/kg熟料。出预热器飞灰烧失量：35.20%。各处过剩空气系数。窑尾：y=1.05;分解炉混合室出口：L=1.15；预热器出口:f=1.40。其中,预热器漏风量占理论空气量的比例K4=0.16。分解炉及窑尾漏风(包括分解一次空气量)占分解炉用燃料理论空气量的比例K5=0.05。电收尘和增湿塔综合收尘效率为99.6%。熟料的成熟:1736.9kJ/kg熟料。系统表面散热损失:460kJ/kg熟料。生料水分:0.2%。窑的产量2000t/日(或83.3t/h)。解物料平衡与热量平衡计算步骤如下。基准：1kg熟料，温度：0；范围：回转窑+分解炉+预热器系统。根据确定的基准和范围，绘制物料平衡图（图1）、热量平衡图（图2）。物料平衡计算如下收入项目燃料总消量mr（kg/kg）其中，窑头燃料量myr=kymr,分解炉燃料量mFr=kFmr。生料消耗量、入预热器物料量干生料理论消耗量mgsl=式中a燃料灰分掺入量，100%。出电收尘飞损量及回灰量/0.10kg/kgmyh=mfhmFh=0.100.0004=0.0996/考虑飞损后干生料实际消耗量/考虑飞损后生料实际消耗量/入预热器物料量入预热器物料量=/入窑系统空气量燃料燃烧理论空气量（标准状态）/煤入窑实际干空气量/kg（标准状态）/其中，入窑一次空气量、二次空气量及漏风量分别为分解炉从冷却机抽空气量出分解炉混合室过剩空气量/（标准状态）分解炉燃料燃烧空气量/（标准状态）窑尾过剩空气量/（标准状态）分解炉及窑尾漏入空气量/（标准状态）分解炉从冷却机抽空气量/（标准状态）/漏入空气量预热器漏入空气量为/kg(标准状态）窑尾漏入空气总量为Vlok2=1.293Vlok2=1.513mr全系统漏入空气量为/kg(标准状态）mlok=1.293Vlok=1.2931.299mr=1.680/（2）支出项目熟料：出预热器废气量生料中物理水含量/kg(标准状态）生料中化学水含量/kg(标准状态）生料分解放CO2出气体量/(标准状态）燃料燃烧生成理论烟气量/kg(标准状态）/kg(标准状态）/kg(标准状态）/kg(标准状态）kg/kg烟气中过剩空气量/kg(标准状态）其中，有/kg(标准状态）/kg(标准状态）f.总废气量/kg(标准状态）出预热器飞灰量热量平衡计算如下。收入项目燃料燃烧生成热kJ/kg燃料带入显热060时熟料平均比热容r1.154kJ/(kg)生料带入量050时，水的平均比热容(kg)，干生料平均比热容(kg)入窑回灰带入热量050时,回灰平均比热容(/kg)空气带入热量入窑一次空气带入热量030时,空气平均比热容/kg)入窑二次空气带入热量0950时,空气平均比热容/kg)入分解炉二次空气带入热量kJ/kg0740时,空气平均比热容/kg)系统漏风带入热量kJ/kg030时,空气平均比热容/(kg)总收入热量=mrkJ/kg支出项目熟料形成热kJ/kg蒸发生料中水分耗热量(50时,水的汽化热)废气带走热量=+0.517mr1.364+0.002mr0.962kJ/kg0340时,各气体平均比热容(标准状态):;出窑熟料带走热量01360时,熟料平均比热容/kg)出预热器飞灰带走热量0300时,飞灰平均比热容/kg)系统表面散热损失支出总热量为=1736.9+（47.60-11.9mr）+193.38+4199.8mr）+1466.1+26.85+460=3930.8+4187.9mrkJ/kg(3)列出收支热量平衡方程式73.291+3088mr=3930.8+4187.9mr求得mr=0.1445kg/kg即烧成1熟料需要消耗0.1445燃料。求得燃料消耗量后，即可列出物料平衡（见表1-4）和热量平衡表（见表1-5）。表1-4物料平衡表单位：kg/kg熟料收入项目数量%支出项目数量%燃料消耗量0.1454.45熟料量129.69入预热器生料量1.60549.28出预热器飞灰量0.1002.97入窑实际干空气量0.48314.83出预热器废气量分解炉抽空气量0.80524.72生料中物理水量0.0030.09窑尾系统漏入空气量0.2196.72生料中化学水量0.0160.48生料分解CO2量0.53115.77燃料燃烧理论烟气量1.25837.35烟气中过剩空气量0.46013.65合计3.257100.00合计3.368100.00表1-5热量平衡表单位：kJ/kg熟料收入项目数量%支出项目数量%燃料燃烧热3412.275.23熟料形成热1736.938.29燃料显热10.00.22蒸发生料水分耗热45.91.01生料带入热66.51.47废气带出热量800.317.65回灰带入热4.20.09熟料带出热量1466.132.32入窑一次空气带入热2.20.05回灰带入热量26.90.59入窑二次空气带入热398.48.78系统散热损失460.010.14入分解炉空气带入热634.614.00系统总漏风带入热7.30.16合计4535.4100.00合计4636.1100.00主要热工参数计算：熟料单位烧成热耗为QrR=mrQnet，ar=236140.1445=3412.2kJ/kg熟料烧成热效率为窑的发热能力为Qyr=MyrQnet，ar=KymrGQnet，ar=0.40.144588.310323614=11.37107kJ/h燃烧带衬砖断面热负荷为QA=kJ/（m2三.结语本书是在掌握新型干法水泥生产技术基本知识的基础上，查阅相关资料，完成了对NSP窑规格的确定