无机非金属材料热工设备：2-5 预分解窑的工艺设计计算方法简介

1、2.5 新型干法窑窑尾系统的设计计算（了解）参考书：于兴敏、中国水泥协会 中国水泥杂志社，新型干法水泥技术全书（上），中国建材工业出版社，2006.8无机非金属材料热工设备P92P100水泥工厂工艺设计手册上、下水泥厂工艺设计手册 JC/T730-2007水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法主要内容（教材p106132）2.5.1 回转窑的设计 P149152 2.5.2 旋风筒的设计 P32382.5.3 分解炉的设计 P1421472.5.4 附属设备的设计（1）高温风机的设计 材料工程基础或者设计手册（下）（2）增湿塔的设计无机非金属材料设计概论（3）喷煤管的选型本教材的2.6节或

2、者设计手册（上）（4）烟囱的设计水泥厂工艺设计手册（上）（5）提升机的设计硅酸盐工业机械设备（6）输送设备的设计硅酸盐工业机械设备2.5.1 回转窑的设计（了解）包括 回转窑规格的设计及产量标定 回转窑的功率及物料运动速度计算 窑系统的物料平衡和热平衡计算 生产（设计）所标定的产量，应该是从国内的实际情况出发，在优质、高产、低耗、设备长期安全运转的条件下，一定时间内所能达到的产量。生产（设计）标定的产量实际是代表设备本身正常性能的平均先进产量。水泥窑台时产量的标定应结合本厂具体的技术条件（原料燃料的质量、生料的易烧性，产品量要求以及具体的操作条件等），参照以下三个方面确定： a设备说明书所规定

3、的产量； b公式推算的产量； c参考同类型、同规格的水泥窑实际生产数据加以适当调整。例：水泥窑产量规格：5000t/d 回转窑的选型 方法一：于兴敏、中国水泥协会 中国水泥杂志社，新型干法水泥技术全书（上），中国建材工业出版社，2006.81、回转窑的基本要求窑的额定产量 G=5000(t/d)窑的最大连续产量 Gmax=1.1G=1.15000=5500(t/d) 窑的最小连续产量 Gmin=0.95G=0.955000=4750(t/d)2、窑的规格 耐火砖内径 = =4.368(m) 式中 Di窑耐火砖内径，m； G窑额定产量，t/d； K与回转窑有关的系数，t/(dm3)，取60。 与

4、回转窑型式有关系数 K回转窑型式K t/(dm3)旋风预热器窑(SP窑)25-30预分解窑(NSP窑)50-60 确定回转窑筒体内径窑直径D是指窑筒体内径。可按下式计算：D= Di+2=4.368+2230/1000=4.828 m式中：D窑筒体内径 Di窑耐火砖内径，m； 窑最小耐火砖厚度，与窑筒体内径有关。 一般回转窑的L/D为1020，取长径比为15则L=15D=15 4.828=72.42圆整回转窑的规格为4.874m。回转窑所需的功率（参考水泥厂工艺设计手册上）式中N0回转窑需要的功率，KW；Di窑的有效内径，m；L窑的长度，m；n窑的转速，r/min；K系数，对于新型干法水泥回转窑

5、， K=0.045-0.048 窑系统的物料平衡和热平衡计算 参考 JC/T730-2007水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法 （或者硅酸盐工业热工测量中介绍）水泥工业热工设备主编：胡道和 P118132 通过物料平衡和热平衡求出每公斤的煤耗、热耗、热效率，评价窑系统的工作状态。需收集的原始资料例1. 窑型为4.8m74m带TDF型预分解窑。2. 生产品种为普通硅酸盐水泥P.O42.5。3. 物料化学成分4. 燃料工业分析、发热量和元素分析5. 原料的水分6. 各部位温度设置值 入预热器生料温度 入窑回灰温度 入窑一次空气温度 入窑二次空气温度 环境温度 入窑、分解炉燃料温度 入分解炉

6、三次空气温度 废气出预热器温度 飞灰出预热器温度原始资料7. 入窑风量比（%） 一次空气（K1）:二次空气（K2）:窑头漏风窑头漏风在5%以内8. 燃料分配比（%） 回转窑（Ky）：分解炉(Kf)=4:69. 出预热器飞灰量:0.100kg/kg熟料10. 各处的空气过剩系数窑尾：y=1.05. 分解炉混合室出口：L=1.15预热器出口：f=1.35 原始资料2.5.2 旋风筒的设计参考姜洪舟无机非金属材料热工设备“旋风预热器的设计”相关水泥工厂设计手册及同类型企业的具体数据设计前需计算系统风量2.5.3 分解炉的设计1分解炉的直径 2.402分解炉的有效截面：2.393分解炉的有效容积：2.

7、294分解炉的有效高度: 2.415炉进风口的直径 6缩口直径 7分解炉直筒部分和锥体部分有效高度H1和H2 2.328入炉三次风管直径：2.42V回转窑窑尾废气量W窑尾缩口的气流速度1、分解炉直筒部位的有效截面面积和有效内径的计算例如：计算得：Vf=1146430m3/h,取CDC分解炉的截面风速为8.5m/s，则式中：Vf通过分解炉的气体量，为燃料燃烧时所生成的烟气量(窑气入炉系统则包括窑气量)、生料在炉内放出的CO2量、过剩空气和漏风量之和。Wf分解炉断面风速，CDC炉断面风速一般取8.5m/s 分解炉直径:D=Di+520=6945+520=7465mm7500mmH=w.=8.4 4

8、.0=33.6m形式基本参数基本特征优缺点喷腾式炉子截面5.59.5m/s靠喷腾效应使物料分散整个炉膛，炉内存在喷腾区和环形区，引入回旋区，加强物料与气流的混合、换热和反应。物料分布均没有流态式和管道式分解炉均匀；可高温操作；常因强料流脉冲和三次风不畅而造成塌料堵塞。物料停留时间817S工作温度870920分解率8595%空气过剩系数1.051.25压力588883Pa缩口处风2640m/s各类分解炉性能比较及基本参数比较返回上一页下一页各类分解炉性能比较及基本参数比较形式基本参数基本特征优缺点强涡流式炉子截面风520m/s如RSP炉，在SB、SC室内燃料与纯三次风混合进行预燃烧，具有强旋流和

9、湍流运动，加强了物料、燃料和空气的混合；在MC室进一步燃烧、混合和分解；燃料和物料分多点加入。物料分布和喷腾炉相当，均没有流态式和管道式分解炉均匀；属于高温操作炉；常因局部过热而产生结皮。物料停留时间718S工作温度860910分解率8592%空气过剩系数1.051.25压力588883Pa各类分解炉性能比较及基本参数比较形式基本参数基本特征优缺点管道式炉子截面风818m/s管道很长，或在顶部增加一个粗物料的分离器，增强粗物料的再循环；炉中也可设多个缩口，以形成多次喷腾效应。燃料和物料分多点加入。温度分布较均匀，物料分布介于流态化和其他几种炉型之间；不易结皮。物料停留时间820S工作温度880920分解率8595%空气过剩系数1.11.20压力392785Pa各类分解炉性能比较及基本参数比较2.5.4 附属设备的设计（1）高温风机的设计 材料工程基础或者新型