水泥回转窑1.

1、水泥回转窑（水泥回转窑（1）2主要内容及要求主要内容及要求1 回转窑的结构 理解回转窑的构造由哪些部件组成，有何作用。2 回转窑的工作原理（重点） 掌握回转窑内物料的运动、燃料的燃烧、气体的流动和传热过程的影响因素。1 1、燃料燃烧功能、燃料燃烧功能 2 2、热交换功能、热交换功能3 3、化学反应功能、化学反应功能 4 4、物料输送功能、物料输送功能5 5、降解利用废弃物功能、降解利用废弃物功能水泥回转窑的功能水泥回转窑的功能 筒体 轮带 托轮 挡轮 密封装置 传动装置 附属设备1 1 回转窑的结构回转窑的结构 是由不同厚度钢板事先卷成的，筒体内镶砌有耐火材料，圆筒外面套装有几道轮带，筒体成一

2、定斜度，坐落在与轮带相对应的托轮上。1 1、筒体、筒体 托轮之间的筒体会产生轴向弯曲。支撑轮带下托轮之间的筒体会产生轴向弯曲。支撑轮带下筒体变形最大，筒体变形最大， 而离开轮带中心而离开轮带中心 距离越大筒体径距离越大筒体径 向变形越小；向变形越小； 窑体出口端称为窑体出口端称为 窑口护铁窑口护铁窑头护铁板窑头护铁板窑头冷风套窑头冷风套轮带托轮托轮轴 轮带是一个坚固的大钢圈套装在筒体上，支撑轮带是一个坚固的大钢圈套装在筒体上，支撑回转窑（回转窑（ 包括窑砖和物料）的全部重力；包括窑砖和物料）的全部重力； 轮带的重量从轮带的重量从2020吨吨（直径（直径3.6m3.6m）到）到100100吨吨（

3、直径（直径5.6m5.6m）不等；）不等； 轮带附近的壁厚增轮带附近的壁厚增大，目的是减少托轮大，目的是减少托轮的压力而产生的变形。的压力而产生的变形。2 2、轮带（、轮带（ 又称滚圈）又称滚圈）轮轮 带带回转窑轮带的润滑回转窑轮带的润滑 托轮通过轴承支撑 在窑的基础上，轴 承安装在水泥墩上注意注意托轮及轮带表面的清洁托轮及轮带表面的清洁托轮及轮带表面的光滑托轮及轮带表面的光滑托轮表面的润滑托轮表面的润滑托轮轴的温度托轮轴的温度托轮之间的平衡托轮之间的平衡3 3、托轮、托轮3 3、托轮、托轮为使托轮磨损均匀：为使托轮磨损均匀： 窑体每班上下移动窑体每班上下移动 1313次，每次移动次，每次移动

4、 幅度约幅度约50mm50mm上下移动可通过：上下移动可通过： 托轮的倾斜托轮的倾斜 液压挡轮完成。液压挡轮完成。止动挡轮止动挡轮筒体筒体1 1、液压挡轮是围绕纵向轴运动的滚轮安装在、液压挡轮是围绕纵向轴运动的滚轮安装在窑尾轮带靠近窑头侧的平面上。窑尾轮带靠近窑头侧的平面上。2 2、作用：及时指出窑体在托轮上的运转位置、作用：及时指出窑体在托轮上的运转位置是不否合理，并限制或控制窑体轴向窜动。是不否合理，并限制或控制窑体轴向窜动。4 4、液压挡轮、液压挡轮挡挡 轮轮窑筒体轴向位移窑筒体轴向位移窑筒体窑筒体轮带轮带挡轮挡轮图图2-72 2-72 轮带与挡轮轮带与挡轮 目的：保证窑的旋转和调节窑的

5、转数小齿轮小齿轮大齿轮大齿轮联轴器联轴器主减速机主减速机主电机主电机附属减速机附属减速机附属电机附属电机联轴器联轴器5 5 传动装置传动装置 回转窑是在负压下操作的，在筒体与窑头罩、烟室连接的地方都存在缝隙，为防止漏风，必须设有密封装置，否则会漏风和漏料。缺点是气动装置系统复杂，而且需要安装专用的小型空压机，单独供气，造价较高，维护工作量大。6 密封装置弹簧杠杆式主要由烟室上的固定环和一周若干块随窑回转的活动扇形板来实现.间隙可以调到小至0.5mm优点:运动件比较轻巧灵活，便于调整，密封效果不错。缺点：零件必须加工精确，安装调整仔细。 薄片式密封密封要求具有足够大的摩擦表面，密封性好，同时对窑

6、的弯曲偏摆等具有很大的适应性。此外零件加工、更换和找正都较方便1mm厚厚 窑筒体窑筒体活动迷宫环活动迷宫环固定迷宫环固定迷宫环图图2-73 2-73 迷宫式密封装置示意图迷宫式密封装置示意图 迷宫式密封装置迷宫式密封装置是利用空气多次通过曲是利用空气多次通过曲折通道增大流动阻力而防止漏风的。折通道增大流动阻力而防止漏风的。窑窑 尾尾 密密 封封窑尾密封及冷风套窑尾密封及冷风套 烧成带的轴流风机：利于窑皮的形成，保护筒体烧成带的轴流风机：利于窑皮的形成，保护筒体7 7 辅助设备辅助设备传感器传感器 筒体温度传感器；筒体温度传感器； 用来测定窑传动力矩的电流表或功率表；用来测定窑传动力矩的电流表或

7、功率表； 窑纵向高位或地位的传感器，用于控制液压挡轮。窑纵向高位或地位的传感器，用于控制液压挡轮。窑头罩窑头罩燃燃 烧烧 器器2、回转窑的工作原理1 回转窑内物料的运动2 回转窑内燃料的燃烧3 回转窑内气流的流动4 回转窑内气固的传热水泥煅烧过程发生的物理化学变化水泥煅烧过程发生的物理化学变化干燥（自由水蒸发）干燥（自由水蒸发） 吸热吸热粘土质原料脱水粘土质原料脱水 吸热吸热碳酸盐分解碳酸盐分解 强吸热强吸热固相反应固相反应 放热放热熟料烧结熟料烧结 微吸热微吸热熟料冷却熟料冷却 放热放热回转窑内物料温度和气体温度以及各带划分的大致情况回转窑内物料温度和气体温度以及各带划分的大致情况回转窑内回

8、转窑内“带带”划分划分 物料喂入回转窑后，由于筒体具有一定的斜度，并以一定的速度回转，物料就会由窑尾向窑头运动。(1)、物料在窑内是如何向前运动的？1、回转窑内物料的运动FDBGCAES低端低端高端高端图图2 回转窑内物料充填与运动简图回转窑内物料充填与运动简图填充角；填充角；窑倾斜角；窑倾斜角； 物料休止角物料休止角（2 2）、物料在窑内的运动速度怎样计算？）、物料在窑内的运动速度怎样计算？。窑的转速，窑的有效内径，；物料的自然休止角，；窑的倾斜度，min/;6035%5%3min)/(77.100rnmDmnDviim（3 3）、物料的运动速度与哪些因素有关？）、物料的运动速度与哪些因素有

9、关？思考： 当窑的斜率（）时，为得到同样的物料运动速度，窑的转数（）。A、越大、越大 B、越小、越大C、越小、越小 D、应保证同样的增长速度。回转窑的斜率为3.5%表示A、窑倾斜角为3.5度；B、每英尺窑长为多少英寸；C、斜度角正切的百分数；D、倾斜角度对应的高除以相邻的直角边。 窑的喂料量不变的情况下，窑速增加，物料的填充率（），有利于熟料（）A、增大、煅烧均匀B、减少、煅烧均匀C、增大、传热效果好D、减少、传热效果不好思考 物料的自然休止角越大，物料被带起的（），向下回落时间（），物料的运动速度（）。A、高、短、慢；B、低、长、快；C、高、长、慢；D、低、短、快。物料在窑内各带的运动速度物

10、料在窑内各带的运动速度 煅烧过程中，窑内各带发生的物理化学变化对物料颗粒的形状、粒度、松散度及密度均有影响，因此各带物料的运动速度是不同的。 为了了解窑内各带物料的运动速度，可将放射性同位素掺入生料中进行测定，如某厂曾在150米的湿法长窑上，通过实际测定和计算而得的物料运动的平均速度mv为：窑内各带 冷却带 烧成带放热反应带 分解带 预热带 干燥带 链条带 喂料中空部分 速度mv（m/h） 28.4 18.4 41.0 46.0 34.5 27.0 28.8 29.3 2 2、回转窑内的燃料燃烧、回转窑内的燃料燃烧（1）煤的燃烧过程是怎样的？0100-150燃料中水分蒸发，150450-500

11、 逸出挥发份；着火燃烧至700-800 挥发份全部逸出；固定碳和灰分继续燃烧。煤粉在回转窑内的燃烧过程（2 2）、什么是一次风？有何作用？选取的依据是什么？）、什么是一次风？有何作用？选取的依据是什么？一次风是通过主燃烧器强制送入窑的自然空气，由一次风是通过主燃烧器强制送入窑的自然空气，由 窑头燃烧器的一次风机供给。窑头燃烧器的一次风机供给。作用：输送煤粉，并供煤中挥发份燃烧所需的氧。作用：输送煤粉，并供煤中挥发份燃烧所需的氧。风量占总风量：风量占总风量：15%15%选取的依据：形成优质火焰是衡量一次风量、风压选取的依据：形成优质火焰是衡量一次风量、风压 使用是否正确的唯一标准。使用是否正确的

12、唯一标准。通过热电偶测的窑尾温度，光电比色高温计测的火通过热电偶测的窑尾温度，光电比色高温计测的火 焰温度，红外筒体温度扫描仪测的筒体温度分布，焰温度，红外筒体温度扫描仪测的筒体温度分布， 高温气体分析仪测示的窑尾废气含量等综合判断一高温气体分析仪测示的窑尾废气含量等综合判断一 次风量和风压是否合理。次风量和风压是否合理。（3 3）一次风对煅烧有何影响？）一次风对煅烧有何影响？一次风是常温，风量过大，入窑后吸热，使一次风是常温，风量过大，入窑后吸热，使 熟料煅烧的热耗增加，热效率降低；煤中挥熟料煅烧的热耗增加，热效率降低；煤中挥发份低时，需要的一次风应少些；不利于发份低时，需要的一次风应少些；

13、不利于NOxNOx的排放。的排放。一次风过少，挥发份燃烧慢，影响煤的燃烧一次风过少，挥发份燃烧慢，影响煤的燃烧 速度，同时煤对喷煤管的磨损加大，设备损坏速度，同时煤对喷煤管的磨损加大，设备损坏 严重。严重。（4 4）、二次风有何作用？）、二次风有何作用？作用：经冷却机被预热到作用：经冷却机被预热到650-1000650-1000后入窑，对气流产生强烈的扰动，有利后入窑，对气流产生强烈的扰动，有利于碳的燃烧。调节火焰长短，窑尾温度于碳的燃烧。调节火焰长短，窑尾温度高低以及供燃料焦炭粒子燃烧所需的氧高低以及供燃料焦炭粒子燃烧所需的氧并能回收熟料的热量。并能回收熟料的热量。当一次风不变时，二次风大小

14、决定着当一次风不变时，二次风大小决定着窑内抽风能力大小。二次风大，火焰窑内抽风能力大小。二次风大，火焰长，否则短。长，否则短。控制内容有控制内容有：火焰的温度、长度、着火位置及形状：火焰的温度、长度、着火位置及形状（1 1）什么是火焰？）什么是火焰？煤粉燃烧过程的控制煤的热值；煤的挥发份；煤的灰分；煤的水分；煤粉的细度；燃烧所需空气用量；二次风温；窑体烧成带壁温度等。火焰是燃烧中的气体混合物，当悬浮物中含有固体颗粒时，火焰是燃烧中的气体混合物，当悬浮物中含有固体颗粒时，形成明亮火焰。形成明亮火焰。（2 2）哪些因素影响火焰温度？）哪些因素影响火焰温度？控制内容有控制内容有：火焰的温度、长度、着

15、火位置及形状：火焰的温度、长度、着火位置及形状（1 1）哪些因素影响火焰温度？）哪些因素影响火焰温度？ 煤粉燃烧过程的控制煤的热值；煤的挥发份；煤的灰分；煤的水分；煤粉的细度；燃烧所需空气用量；二次风温；窑体烧成带壁温度等。（2）什么是火焰长度？（3）火焰长度对煅烧工艺的影响？有两种：一是全焰长度从喷煤管到火焰末端的距离。二是燃焰长度开始着火至火焰末端的距离。作用：决定了窑的烧成带的长度在发热量一定的条件下，火焰越长，燃烧带温度越低，过早出现液相，易结圈，尾温高。火焰越短，高温部分集中，窑衬寿命短。 （4 4）影响火焰长度的因素有哪些？）影响火焰长度的因素有哪些？气流速度气流速度煤粉燃烧速度煤

16、粉燃烧速度喷嘴的结构喷嘴的结构窑内气速越快，火焰会被拉长；窑内气速越快，火焰会被拉长；窑尾排风量增加，窑尾负压增窑尾排风量增加，窑尾负压增加，二次风增加，火焰也被拉长。加，二次风增加，火焰也被拉长。煤愈细、二次风温越高，燃烧煤愈细、二次风温越高，燃烧快，火焰长度愈短；煤水分越快，火焰长度愈短；煤水分越高，火焰越长。高，火焰越长。单风道喷煤管单风道喷煤管 淘汰淘汰双风道喷煤管双风道喷煤管三风道喷煤管三风道喷煤管 预热器窑预热器窑四风道喷煤管四风道喷煤管 和预分解窑和预分解窑（5 5）单风道煤粉燃烧有哪些缺点？）单风道煤粉燃烧有哪些缺点？ （1）一次风量大 由于煤粉靠一次风输送并吹散，所以必须有足

17、够的风量，一般占总燃烧空气的2040%，才能达到要求的风速。 （2）烧成温度不易提高燃煤和空气在喷煤管内混和不好。 （3）容易发生结圈、结皮、结块或结蛋等工艺事故 （4）煤粉的品质要求高 （5）有害气体产生多。新型燃烧器（三通道、多通道喷煤管）新型燃烧器（三通道、多通道喷煤管） 随着窑外分解技术的发展，窑的单机产量增大以及为了适应煤质的变化，近年来各国水泥设备制造公司对于喷煤管的结构作了大量的开发与研究工作，取得了卓有成效的成就。主要是开发的多通道喷煤管。 新型喷煤管很多，共同的特点是喷出的空气分成多股，即内风、外风和煤风，各有不同的风速和方向，从而形成多个通道。最常用的是三通道喷煤管。这种喷

18、煤管，内、外两个通道为净风道，分别称内风和外风。内风通道的出口端装有旋流叶片，所以又称为旋流风。中间通道为输送煤粉的通道，称为煤风。三股风在出口处汇合形成了同轴旋转的复杂射流。操作时通过改变内、外风速和风量的比例，可以灵活调节火焰形状和燃烧强度，以满足窑内煅烧熟料温度分布的要求。三风道喷煤管结构示意图 1.浇注料；2.2.外风道；外风道；3.3.煤风道；煤风道；4.4.内风道内风道；5风翅；6.中心管；7.外风管；8支承挂钩 返回 当喷煤管喷射流动动量很大时，会引射下游区域的高温燃气而形成回流。这种回流一方面会提高上游火焰温度，提高燃烧速度，从而使煤粉着火稳定，另一方面又可能冲淡可燃混合物中氧

19、气含量，使燃烧速度降低，从而增长了火焰长度。 另外还有多种形式的喷煤管，其目的是加强风煤混合、一、二次的混合，减少一次风用量，加快燃烧速度。目前我国一些水泥厂采用无烟煤技术，其关键是用好三通道或多通道喷煤管。 加大内风， A、被吸入的二次风增多，火焰长度增长 B、加速中心煤粉和空气的混合，火焰长度变短 C、加速中心煤粉和空气的混合，火焰长度不变 D、对中心煤粉和空气的混合没有作用，但吸入的二次风多，使火焰长度增加。思考：思考： 加大外风， A、被吸入的二次风增多，火焰长度增长 B、加速外部煤粉和空气的混合，火焰长度变短 C、对火焰长度没有影响 D、对中心煤粉和空气的混合没有作用，但吸入的二次风

20、多，使火焰长度变短。思考：烧成温度偏低时，适当 A、增大外风 B、减少煤风 C、增大内风 D、减少内风四通道回转窑燃烧器直流风速：140m/s250m/s；压力：0.014MPa旋流风速：110m/s250m/s；压力：0.014MPa煤流风速：20m/s35m/s 可调中心风速：60m/s 占一次风总量的0.03%0.05%四风道回转窑燃烧器四风道回转窑燃烧器: :传统的三风道煤粉燃烧器四风道煤粉燃烧器中心风有何作用？ （1）防止煤粉回流堵塞燃烧器喷出口 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

21、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NOx有害气体的生成。3、回转窑内气体的流动回转窑内气体的流动 （2）为什么二次风会被吸入窑内？（1 1）窑内气体流动的状态属于何种？）窑内气体流动的状态属于何种？窑内气流属于高度湍流状态窑内气流属于高度湍流状态由于回转窑是一个直径有限的圆筒，当前面的气体被推向前进时，后面的气体变得稀薄而压力下降，即在喷煤嘴处造成一定的负压（抽力），使二次空气连续不断吸收进流股内，与一次空气混合，并逐渐向中心扩散，射流断面逐渐扩大，气体量逐渐增多。燃烧带火焰长度燃

22、烧带火焰长度-主要决定于燃烧带气体流速主要决定于燃烧带气体流速 （3）燃烧带气体流速如何确定？kgKjQmDclkgKjqhtmKgmKgVQDVmquarnetbarnetb/13600785. 0100,3,2燃料的低位热值燃烧带的有效内径熟料的单位热耗回转窑的小时产量燃料燃烧产生的气体量3 3、回转窑内气体的流动：（4 4）、气流速度对煅烧物料的有何影响？）、气流速度对煅烧物料的有何影响？ 气体流速大小，一方面影响着对流换气体流速大小，一方面影响着对流换热系数的大小和气体与物料的接触时间；热系数的大小和气体与物料的接触时间； 影响废气中飞灰量的大小，即收尘器影响废气中飞灰量的大小，即收尘

23、器的负荷及料耗的多少。的负荷及料耗的多少。（4 4）、窑内风速的确定：）、窑内风速的确定：一般范围是干法窑912m/s，（5 5）、窑内气流的阻力损失：）、窑内气流的阻力损失：应稳定窑尾负压（0.3-0.4 KPa），否则会影响到火焰的形状和长度。如负压 ，说明窑内阻力 ，可能窑内结圈。（3 3）、影响气体流动的因素有哪些？）、影响气体流动的因素有哪些？废气量废气量多少；窑尾的截面积。；窑尾的截面积。 窑及预热器系统内几个主要位置需要控制的最高气流速度是： 窑头罩，6米/秒； 烧成带（1450），9.5米/秒； 喂料端断面 (1000)，13米/秒； 窑尾垂直上升管道，24米/秒； 预热器气体

24、管道，18米/秒。 最低气流速度应不低于以上数值的90%。4 4、回转窑内的传热：、回转窑内的传热：、烧成带的传热方式有哪些？火焰 表层物料，窑衬和窑皮 与其接触的物料。前者传递的热量约占整个烧成带传热的90%，后者约占10%。要提高该带的传热速率，须设法提高火焰对窑衬和物料的辐射热。辐射热的计算辐射热的计算fmmmffmfmnetFTTCQ440,100100计算出辐射热量较难，可定性分析（1）火焰的黑度火焰的黑度可视为净气体黑度与固体粒子黑度的叠加，颗粒越大（即面积越大）火焰黑度越大。（2）火焰的温度（3）窑衬与物料的平均温度4 4、回转窑内的传热：、回转窑内的传热：、分解带的传热：这一带的气体温度也较高，且气体中CO2的成分很快增加，提高了气体的辐射率，与烧成带传热相似。、干燥、预热带的传热：气温950，传热方式以对流为主。影响因素主要有：一是气体速度二是气流与物料的接触面积仅从热力学和传热学的观点出发讨论。 回转窑内的传热源是燃料燃烧后的高温烟气，受热体是生料和窑内壁。是典型的气固传热，传给生料的热量供煅烧过程中干燥、预热、分解和煅烧，用以完成全部艺要求。（1 1）窑内传热的综合分析与传热方式）窑内传热的综合分析与传热方式2COOH2高温气体中具有辐射传热能力的组成，主要是和（汽），但由于烟气中夹带着粉体物料，因此增大了气体的辐辐射射率。同时因