水泥热工设备问答题汇总资料-

1、第2章水泥2.4 入窑生料的表观分解率与真是分解率的主要差别在什么地方?答:表观分解率是预热生料与旋风筒收集的飞灰两种料综合的分解率。真是分解率仅是预热生料/预分解系统内预分解的真实数据。2.6 预热器的功能是什么?怎样才能有效地实现这些功能?答:预热器有三个功能:第一,生料粉在废气中的分散与悬浮;第二,气、固相之间的换热;第三,气、固相之间的分离:气流被排走,生料粉被收集。第一,悬浮:1 选择合理的喂料位置 2 选择适当的管道风速 3 在喂料口加装撒料装置 4 注意来料的均匀性。第二,换热,合理的换热级数。第三,分离,1 合理的旋风筒尺寸及形状2适当的旋风筒高度3适当的排气管尺寸和插入深度4

2、 合理的旋风筒直径2.7为什么悬浮预热器系统内气固之间的换热速率极高?为什么旋风预热器系统又要分成多级换热单元相串联的形式?答:在管道内的悬浮态,由于气流速度较大(对流换热系数也因此较大,气、固相之间换热面积极大,所以气、固相之间的换热速度极快,经过0.020.04s的时间,气、固相之间就可以达到温度的动态平衡,而且气、固相换热过程主要发生在固相刚刚加入到气相后的加速段,尤其是加速的初始段。这时,再增加气、固相之间的接触时间,其意义已经不大,所以这时只有实现气、固相分离进入下一个换热单元,才能够起到强化气、固相之间换热的作用。2.8 在旋风预热器系统中,旋风筒的主要作用是什么?气(废气、固(生

3、料之间的换热主要是发生在联接各级旋风筒的管道内,还是发生在旋风筒内?答:旋风筒的作用主要是气固分离,传热只占6%12.5%。气固间的热交换80%以上是在入口管道内进行的,热交换方式以对流换热为主。当dp=100µm时换热时间只需0.020.04s,相应换热距离仅0.20.4m。因此,气固之间的换热主要在进口管道内瞬间完成的,即粉料在转向被加速的起始区段内完成换热。2.9为什么连接各级旋风筒的管道内风速不能太大也不能太小,而要有合理的范围?答:管道风速太低,热交换时间延长,不仅影响传热效率,甚至会使生料难以悬浮而沉降积聚,从而使旋风预热器的预热效果以及分离效率大大降低;风速过高,则会增

4、大系统阻力,增加电耗,并影响旋风筒的分离效率。这样最终不仅增加了水泥生产的成本而且使生产出来的水泥质量也不能达标。所以风速一般控制在1525m/s范围为宜,一旦监测到风速不在此范围之内,那么系统会报警使工作人员根据自己的经验采取相关的措施,使风速恢复到此范围之内,这样才能达到我们所预期的目标。2.10为什么旋风预热器系统首先要求第一级旋风筒的气固分离效率最高,其次是强调最下一级旋风筒的分离效率最高,然后才考虑其他几级旋风筒的分离效率要较高?答:考虑到第一级旋风筒排出的粉尘量对整个系统运行经济性的影响最大因为出了一级的生料就出了整个预热器系统而成为飞损的粉尘,从而增加了热耗料耗以及后面吸尘器的负

5、担因此第一级的重要性最大. 最下一级的分离效率不仅对整个预热器系统的热效率有很大影响,而且还直接决定着回流到上一级旋风筒的生料量的多少而且在高温下增大颗粒生料的循环量容易造成预热生料的发粘堵塞,从而影响到整个窑系统的正常运行因此分离效率要高2.14为什么旋风筒的表面散热和漏风量对整个预热器系统预热效果的影响程度,从上向下呈现递增趋势?答:在整个旋风预热器系统中,越往下,旋风筒奇迹连接管道的表面温度越高,故而表面散热的损失会越来越大,尤其是在最下一级旋风筒和窑尾上升烟道处,表面温度最大,因而其表面散热损失也最大,故对预热器系统预热效果的影响会从上向下递增。在整个旋风预热器系统中,同样是由于越往下

6、,旋风筒奇迹连接管道的表面温度越高,冷风漏入对整个预热器系统的热效率的影响也就更大。而且对于下面几级旋风筒,其漏风量不仅会降低其自身的温度和热效率,而且会继续影响这上面各级换热单位的热效率,因此漏风量对预热器系统预热效果的影响会从上向下递增。2.15旋风预热器的级数是否越多越好?太少了有什么问题?太多了有什么问题?答:旋风预热器的级数不是越多越好,而是存在一个最佳级数如果太少了,预热器出口的废气温度会大大降低,便会大大降低系统热效率,物料预热温度会大大降低。也即是说会大幅度偏离可逆换热过程。如果太多了,每增加一级预热器就需要多克服一级的流体阻力,从而动力消耗增大。另外,随着级数的增加,设备投资

7、会增加,预热器的框架也会增高,从而土建投资将会增大。2.16降低旋风筒阻力损失(压损的措施有哪些?答:1、合理控制风速、风量。2、增大内筒的直径,减少插入深度。3、增加固、气比,会降低旋风筒的阻力损失,但固、气比增加会增大联接管道内的阻力损失。4、为减少旋风筒的阻力及管道内的压损,在各级旋风筒在进口直壁内侧都设置导向板,且为混凝土内嵌结构,该结构具有使用寿命长,不变形等特点。5、在出口处(除最后一级外都设置导流叶片,该结构不仅大大减少旋转气流的动能损失,可使下游管道阻力明显下降。6、在旋风筒的进口底部设置了一种特殊的倾斜状结构,该结构不仅显著降低旋风筒阻力,而且可以避免生料的大量堆积。7、在下

8、料管内设置了倒八字形撒料板。它一方面避免热气流直接冲击撒料板,提高撒料板的使用寿命,有利于系统的长期安全运转,另一方面它不影响上升管道内的气流运动,从而降低了系统阻力。8、在安置旋风筒时,适当降低旋风筒高度。9、采取适当密封措施,减少漏风。10、开发新型高效、低阻的旋风筒,以降低压损。11、采用蜗壳式进风口能使进、出旋风筒的内、外气流干扰小,从而降低形成涡流的可能性,所以会减小旋风筒的阻力损失。12、进风口形状采用多边形,引导进入旋风筒的气、固二相流向下偏斜流动,从而使旋风筒内的流场分布更趋合理来减小旋风筒的阻力损失。等等。2.17在一个旋风预热器系统中,如果其中的某一级普通旋风筒用一个低压损

9、旋风筒来代替,那么就整个水泥熟料烧成系统的电耗和热耗而言,哪一个降低得更为显著?答:电耗。2.20对于NSP窑系统,为什么要向分解窑内提供大量的热量?答:在分解炉内喷入大量的热量,是为了是分解炉内燃料燃烧的放热过程与生料中的CaCO3分解的吸热过程同时在同一空间内高效而迅速的进行,这样,不仅大大提高了传热效率,而且也大大地加快了分解产物CO2向主气流的扩散速度,从而使CaCO3分解速度大大加快,入窑生了的表观分解率则可以提高到85%95%,是回转窑的单机产量大幅度提高。2.21新型干法水泥生产中的分解炉应该具备什么功能?怎样实现这些功能?答:燃料放热;悬浮态传热;物料吸热分解。具体实施这些功能

10、:1通过合理将下料口、下煤口及三次风口合理布局确保燃料迅速着火,完全燃烧。2下料口设置撒料器或撒料箱一边让粉料进入分解炉后尽快分散且均匀分布,实现悬浮高效传热。3增大分解炉的体积,形成炉体加管道结构,延长气体在分解炉内停留时间,实现CaCO3有效分解。2.22 在实际生产中,为什么入窑生料的最高(表观分解率不控制在100%?答:为了避免过分追求入窑生料分解率而使窑尾温度过高以及为了适应生产过程中一些不可避免的波动,生产中入窑生料的表观分解率一般控制在100%以下。2.24 DD分解炉三次风的入炉方式是径向还是切向?你认为这有什么优点?答:三次风从圆筒两侧径向入炉。优点:三次风直接导入上喷的窑气

11、中。炉内无水平旋流,压损低。2.27 SLC预分解窑中K列和F列的含义是什么?答:SLC窑有两列旋风预热器,分别叫窑列(K列和炉列(F列,窑气走窑列、炉气走炉列2.31 回转窑的主要功能是什么?怎样才能够有效的实现这些功?答:回转窑是一个燃料燃烧设备,它具有较大的燃烧空间和热力场,可以提供足够的助燃空气,是一个装备优良的燃烧设备,能够保证燃料充分燃烧,可以为水泥熟料的煅烧提供必要的热量;回转窑是一个热交换装备,它具有比较均匀的温度场,可以满足熟料生产过程中各个阶段的换热要求,特别是A矿生成的要求;回转窑是一个高温化学反应设备,熟料矿物形成的不同阶段有不同要求,回转窑既可以满足不同阶段、不同矿物

12、对热量、温度的要求,又可以满足它们对停留时间的要求;回转窑是一个输送设备,用来输送物料和让空气通过。从输送物料角度来看,回转窑还具有更大的潜力,因为无聊在窑内的填充率、回转窑的斜度与转速都是很低的。2.32 水泥回转窑内应遵循哪几个方面的客观规律?答:水泥回转窑正常工作时是负压操作。为防止漏风,窑头和窑尾都必须设有密封装置,其密封程度好坏会直接影响窑系统合理的风、煤、料配比及熟料煅烧效果。从漏风对生产的影响程度来考虑,回转窑的窑尾逼窑头要求有更高的密封程度。为防止回转窑烧成带的筒体以及其内耐火材料过热,在烧成带筒体的外面,还设置有冷却装置,通常采用风冷。2.33 为什么回转窑的窑尾比窑头需要密

13、封程度更高的密封装置?答:因为从漏风对生产的影响程度来考虑,窑尾漏风对生产的影响比窑头漏风的影响要大,故窑尾比窑头需要密封程度更高的密封装置。2.34为什么回转窑烧制出来的水泥熟料要进行快速冷却?答:熟料必须快速有效冷却的主要原因有以下四点:第一,急冷熟料有利于发挥水泥的强度和水硬性(能保留较多玻璃体,能防止或减少C3S在1250时分解为C2S和f-CaO,从而保留较多的C3S,能阻止C3S晶体长大,也能防止-C2S在500时转变为-C2S而引起熟料粉化和增强水泥抗硫酸盐性能与防止水泥瞬凝或快凝(可阻止C3A结晶析出或减少其晶粒,也能改善水泥的安定性(可阻止MgO的结晶析出减少其晶粒。第二,冷

14、却熟料能有效回收熟料的余热来预热助燃空气等来改善燃料燃烧,节省燃料和节约能源;第三,熟料被急冷后可改善其易磨性(急冷产生的温度应力导致熟料内有微裂纹存在,从而改善其易磨性;第四,熟料被冷却后其温度较低,可使其输送设备、储存设备免受高温侵蚀。2.36 熟料冷却效果最好的冷却剂是哪种冷却机?其优点主要体现在什么地方?答:篦式冷却机。篦式冷却机分为三个区域,最前端是骤冷区,在该区骤冷能对刚进入篦冷机的熟料实施非常快速的冷却,确保熟料的高质量。骤冷区后面是热回收区,该区的作用是对熟料实施快速、有效冷却的同时,尽可能高效地回收出窑熟料冷却过程中所放出的热量来给予入窑二次风和入炉三次风;最后是冷却区,该区

15、的作用是充分冷却熟料,从而最大可能地降低出冷却机的熟料温度。所以该冷却机既能快速冷却,又可以回收大量的热能。2.38第三代篦冷机和第四代篦冷机各有什么特点?答:第三代篦冷机:1、采用阻力篦板及具有充气梁结构的篦床以增加篦板的气流阻力在“篦板+料层”总阻力中的比例,从而降低料层内颗粒粗细不均等因素对气流均匀分布的不利影响;2、在进料区设置脉冲高压鼓风系统;3、高压冷却风通过充气梁,特别是篦冷机热端前部的数排空气梁,向篦板下供风,以提高料层中气流的均匀分布程度;4、设置了针对篦床一、二室各排篦板的自控调节系统,以对风量、风压及脉冲供气进行调控;5、多数采用液压传动方式;6、通常在篦冷机中间或卸料处

16、使用辊式破碎机;7、篦床下密封程度有提高,有的可将篦床下的拉链机去掉以降低篦冷机高度。第四代篦冷机:1、篦床不再承担输送熟料的任务,该任务由新设置的机构来完成;2、尽管篦冷机内仍有可动部件,但只限于熟料输送机构,因而可动部件的数目大为降低;3、由于是固定篦床,所以不会有通过可动篦板与固定篦板之间的缝隙来漏料的可能,这样篦床下收集漏料、输送漏料的拉链机被省掉,篦床下结构非常简单,篦冷机高度大也因而降低;4、由于是固定篦床,使得包括空气梁在内的供气系统与篦床的联接以及冷却风的操作与调节都变得非常简单,漏风量也大为降低。P99/1002.40.“雪人”现象是怎么一回事?“红河”现象又是怎么一回事?如

17、何防止?答:粗颗粒料侧的熟料疏松、空隙率大、阻力小,冷却风大多从该处穿过,即造成冷却风的短路;而细颗粒料侧出于透气性差,炽热熟料得不到淬冷,便会在熔融状态下粘结,即所谓的堆“雪人”。“雪人”常发生在篦冷机下料管内或篦床的稀料一侧。因篦床上熟料粗、细和厚、薄分布不均,个别地地方会被短路的冷却风“冲穿”,而其他地方的熟料由于得不到冷却风的充分冷却,便会出现“红河”(未冷却充分的红色炽热熟料流。防止:采用阻力蓖板、充气梁技术及分区可控制流技术。具体有:第一,采用阻力蓖板及具有充气梁结构的篦床以增加蓖板的气流阻力在“蓖板+料层”总阻力中的比例,从而降低料层内颗粒粗、细不均等因素对气流均匀分布的不利影响

18、;第二,在进料区配备脉冲高压鼓风系统,发挥脉冲高速气流对熟料的骤冷作用,用尽量少的冷却风回收熟料余热以减少余风量,提高二次、三次风温;第三,高压冷却风通过充气梁,特别是篦冷机热端前部的数排空气梁,向蓖板下供风,以提高料层中气流的均匀分布程度,也能强化气流对熟料、对蓖板的冷却,从而消除“红河”现象和保护蓖板;第四,设置针对篦床一、二室各排蓖板的自控调节系统,以对分量、风压及脉冲供气进行调节;第五,采用液压传动方式;第六,在篦冷机中间或卸料处使用锟式破碎机;第七,篦床下密封程度提高。2.43.均衡稳定操作是保证预热/预分解系统正常操作的必要条件。为什么?答:“均衡稳定”是新型干法水泥生产过程的关键

19、所在。它不但关系到生产过程能否正常运行,也会直接影响到水泥的质量、产量和消耗,以及生产过程的安全、成本、效益和环境保护。具体原因有以下几点(P154:(1、“均衡稳定”操作对提高原料、燃料的预均化效果提出了要求(2“均衡稳定”操作需要对生料配料、烘干粉磨以及生料均化实行优化控制(3“均衡稳定”操作是保持熟料烧成系统正常操作的关键(4“均衡稳定”操作是要求实现生产过程自动控制的基础和目的2.45有哪些因素会造成新型干法水泥回转窑系统内结皮堵塞?怎样预防?答:要优化原料、燃料,对其中碱、硫、氯等有害成分进行限制;要合理组织燃料燃烧要优化设计、精心施工与保证均衡稳定操作;利用空气炮清扫;在有关旋风筒

20、锥体上安装必要的压力计或射线发射器来检测旋风筒内的工作状况;采用一些新型耐火衬料在窑尾上升烟道内,安装多个耐热钢制成的无端口链条来吸附窑气中碱蒸汽等有害成分;在因碱富集结皮而易发生堵塞的直筒部位多家生料来吸附碱蒸汽,这样可以减轻结皮程度,甚至消除此处的结皮;在系统流上采用旁路防风技术流程;2.50.窑用三通道喷煤管的内风、煤风、外风各有什么作用?答:内净风为直流风以防止煤粉回流和火焰回火,从而避免喷煤管堵塞和保护喷煤管免受高温侵蚀;外净风为旋流风,即该风道端部有与轴线成45°夹角的螺旋叶片,以加强煤风混合,是煤粉燃烧完全。2.51 为什么窑用三通道喷煤管的内风设计成旋流风?外风设计成

21、快速的直流风?让内风旋转流动有助于风、煤混合。外风通道为直流的环状通道以保持直流风与高风速,从而保证火焰有一定的长度、形状和“刚度”,这是因为水泥回转窑生产工艺对窑内火焰长度、形状和“刚度”有具体的要求:火焰太短,局部温度过高,会在冷却带造成前结圈(或称:熟料圈;反之,火焰太长,会使大量未燃煤粉到达窑内过渡带尾端而造成后结圈(或称:煤粉圈,而且还会有熄火的危险。此外,火焰的外焰面如果不直、不畅通,旋转起来还有挂掉“窑皮”的危险(窑皮是回转窑内烧成带窑衬表面的烧结熟料层,它对于耐火衬料有保护作用。2.52在窑用三通道喷煤管中钝体主要作用是什么?答:钝体起到一个火焰稳定器的作用,具体就是加强高温烟

22、气的回流,保持煤粉着火燃烧所需要的高温。2.53窑用四通道喷煤管中心风主要作用是什么?答:中心管作用有以下几个:能防止因煤粉回流和窑灰沉积堵塞喷煤管喷口、能使窑内火焰更加稳定、能延长喷煤管使用寿命、能降低NOx生成量、能保护窑皮和延长耐火衬料寿命、能减少相关工艺事故、能辅助调节火焰形状、能改善熟料质量。第一代篦式冷却机结构特点:内设水平篦床,由固定和活动篦板排列组成,篦床下有冷、热二室并通中高压风,热交换后,一部分作为二次风入窑,另一部分作为三次风入分解炉或烘干原燃料,多余的经收尘器排入大气。缺点:结构复杂,各室窜风,热效率低。第二代篦式冷却机结构特点:倾斜段倾角为3-50,篦床为前较窄而后段

23、较宽,推动速度较小,料层的厚度为250-800mm,二次风温1000-1100,风量为3.0-3.15标米/公斤熟料,熟料可从1360冷却到环境温度+65,产量为38-43t/m2d。缺点:由于纵向料层厚度不同,造成通风阻力不均,使得阻力小处形成“空洞”,阻力大处(缺风局部篦床过热的现象。回转窑多种煤粉燃烧器具有的特点?1节能:节煤3%10%,节电2%10%;2 增产:提高熟料产量3%15%;资料收集：WJF0703 班 3 优质：提高熟料质量 210Mpa； 4 延长耐火砖寿命：50%100%； 5 提高设备运转率：2%15%； 6 改善环境：降低 NOx 30%50% 什么是三风道燃烧器

24、？ 1 三风道燃烧器是指喷煤管将一次风分为内风、外风、煤风三个风道组成，分别由一次风机及送煤 风机提供风量，内风风道内有一个供油管穿过的通道（该通道不是风道） 。 2 每条风道的作用是： 3 煤风是负责将煤粉从煤粉仓经计量后输送至窑内的风。因此该风道内有煤粉与空气同时运动，会 使风道的磨损快于其它风道。 4 外风、内风都是纯净空气的净风。其中外风也可称直流风或轴流风，负责沿轴线方向调整火焰； 5 内风也可称旋流风或径向风，负责在沿径向方向调整火焰形状。 (喷煤管中心风的作用是什么? （1）防止煤粉回流堵塞燃烧器喷出口，干扰内外风的影响。 中心风的风量不宜过大。过大，不仅增大了一次风量，对火焰形

25、状不利，对煤粉的混合和燃烧都是 不利的。 （2）冷却燃烧器端部，保护喷头 中心风将喷头端周围的高温气体吹散顶回，不仅冷却了喷头内部，而且也冷却了端面，从而达到保护 喷头的目的。 （3）中心供一部分氧气，使火焰更加稳定易燃烧 （4）减少 3050%NOx 有害气体的生成。 回转窑多种煤粉燃烧器具有的特点？ 1 一次风量低：可达 8%以下，经优化后可调整到 4%； 2 喷射速度高：高达 450m/s, 产生大速差，强涡流，气流推力大； 3 火焰形状规整适宜，活泼有力温度高，窑内温度分布合理。 4 热力集中稳定，卷吸二次风能力强，提高冷却机热效率； 5 容易调节：操作简单，调节灵活方便，调节范围宽可

26、达 1：10； 6 使用寿命长：窑皮稳定，头部不烧坏，尾部不磨漏，中间不弯曲； 7 燃料适应性强：可烧劣质煤，低灰发分煤，无烟煤和废燃料。 1、 NOX 化合物的形成与哪些因素有关？ NO 浓度用 ppm 表示 1ppm=1.34mg/Nm3 温度越高或 O2 浓度越高，NOX 越高 2、怎样降低“低氮氧化物”的排放量？ 窑尾废气在还原气氛（CO、H2、CH4 等有机物）中停留足够的时间，使氮氧化合物还原成氮气， 减少对环境的污染 3 篦冷机的优缺点 优点：1 良好的急冷;2 生产能力高;3 余热可以用于其他目的：煤磨,生料磨;4 使窑稳定运行的独立控 制系统 5 内设熟料破碎、可以控制熟料粒

27、度 缺点：1 电耗高 2 余风排放需要收尘器 3 运动机件多 4 对细颗粒熟料很难操作 4 第三代篦冷机的特点 P99 空气梁技术、阻力篦板、单独脉冲高压供风、厚料层操作 （1）篦板上的篦缝狭窄且数量多，开设的方向不同于传统的篦板垂直向上，而是朝着熟料前进方 向，接近于水平并呈弧形，无漏料 （2）篦板与其下的支撑横梁用螺栓固定，形成一个密闭的小空气梁。一般每排篦板分成两个空气 梁，分别与带有可调蝶阀的单独供风管道直接相连，取代了过去包含多排篦板的大空气室，消除了 第 页 共 7 页 6 资料收集：WJF0703 班 篦板相互之间的纵横间隙对配风的不利影响。 （3）篦缝总面积只占篦床面积的 4%，如果篦床表面平均充气速度为 1m/s 时，则通过线缝的风速 即为 25%，具有空气喷嘴的作用。 1 为降低流体阻力，旋风筒的结构优化措施： 在进风口加阻流型导流板； 设置偏心内筒、扁圆内筒或“靴形”内筒; 采用大蜗壳内螺旋入口结构; 适当加大进风口断面积，以降低气流入口速度； 蜗壳底面做