无机非金属材料热工设备：2-1 系统概述

1、2 新型干法水泥回转窑系统 引言 本章课程内容 学习本章的意义 本章教学目的 主要参考资料 水泥工业现状及发展概述 12 新型干法水泥回转窑系统什么是新型干法水泥回转窑系统（窑外分解技术）？是以悬浮预热技术和窑外分解技术为核心的水泥熟料烧成系统。也称为窑外分解窑。本章将主要学习以下内容：返回2本章课程内容回转窑返回3学习本章的意义水泥工业我国基础性原材料的支柱产业之一，在国民经济建设中具有举足轻重的地位。 水泥混凝土 核电工程大坝工程水下工程固井工程农田水利环境治理高层建筑国防工程港口建设桥梁工程住宅建设市政工程公路建设地下工程铁路建设空港工程4学习本章的意义水泥生产要经过“二磨一烧”即生料磨

2、、水泥窑和水泥磨水泥窑是“心脏”水泥熟料的产质量是影响水泥质量的重要因素返回？56（1）掌握预分解窑烧成系统工艺流程；（2）掌握水泥热工设备（旋风预热器+分解炉+回转窑+喷煤管）的结构、工作原理、影响产品产量和质量的因素；（3）掌握预窑外分解窑烧成系统的参数和控制意义，理解优质高产低消耗的措施 ；（4）了解蓖式冷却机的工作原理和结构；（5）了解烧成系统的设计内容 特点：理论基础与生产实际联系紧密本章教学目的返回6新型干法水泥生产技术陈全德，中国建筑工业出版社预分解窑水泥生产技术与操作赵应武 中国建材工业出版社 ，04年11月 相关的网站：数字水泥网：http:/中国水泥技术网：/hyxw.as

3、p本章主要参考资料7“学”的理念：R3 = Reading （广泛地阅读） Research （认真地探索） Requesting （积极地提问）返回8 水泥工业现状及发展概述 2013年达24.14亿吨，占全球总产量的60%；新型干法水泥比重96.3%；2014年水泥行业利润780亿元，同比增长1.8%。（1） 水泥产能快速增长，产业结构调整势在必行百万吨 20139 2. 工艺装备技术进步明显，已达到国际先进水平大型的原料均化低阻高效预热器及分解炉系统余热发电高效篦冷机水泥工业现状及发展概述立磨水泥粉磨辊压机袋收尘器自动化信息化技术变频调速等10能源问题 资源问题 环境问题性能问题 201

4、3年建材年消耗矿产资源达100亿吨以上，优质石灰石和粘土原料、砂石不足。 水泥工业存在的突出问题 CO2、NOX/SO2排放严重固体废弃物达近70亿吨 CO2排放持续上升113. 水泥工业面临产能严重过剩5水泥工业是“三高”行业，面临产能严重过剩（产能利用率73.1%）、资源能源和环境的瓶颈约束。 明确提出 低标号水泥占70%124. 联合重组步伐加快，行业集中度提高。前十家水泥熟料集中度从2010年的44%提升到2014年的51.7%到2020年，国内前10 家企业(集团)的水泥产品市场集中度应达到60%以上水泥工业现状及发展概述134. 节能减排成效显著日产5000t 熟料生产线煤耗指标各

5、厂大都波动在110120kg标煤/t或者以下，比2005 年下降12%。国际上水泥综合电耗已经降到现今的85Kwh/t95Kwh/t 低品位原料、工业废渣综合利用技术进步明显，水泥工业年利废超过5亿吨。水泥窑协同处置城市废弃物、脱硫脱硝、绿色矿山等技术已经推广5.水泥产品实现“高标号、特种化、商混化和制品化”水泥工业现状及发展概述14水泥生产技术展望浮腾层流态化熟料煅烧；余热发电；100%替代燃料，同时生产生物燃料；富氧燃烧；CCS（台泥钙回路CO2捕集技术）；熟料生产兼大容量发电和纯CO2捕集技术；熟料生产兼生物燃料制备；废弃物深加工与利用；贝利特和新型矿物熟料生产技术；高性能水泥生产技术；

6、“四零一负”型绿色水泥技术.157/28/2022152.1.1 水泥熟料的形成过程简述(了解) 2.1.2 水泥熟料形成热（掌握）2.1.3 水泥工业窑炉的发展历程（了解）2.1.4 新型干法水泥窑尾系统工艺流程（掌握） 2.1.5 新型干法水泥回转窑系统的几个重要性能指标（掌握）2.1、系统概述16包括：（1） 生料的预热阶段（室温900）（2）碳酸盐分解阶段（600900 1000）（3）固相反应过程（10001250 ） 大量形成C3A和C4AF，C2S达到最大值（4）烧成阶段（12501280 ；128014501300 ）（5）冷却阶段 (T 900 310 s物料：700 窑火焰

7、: 1800 左右物料：1450 ， 15 min煤粉预热器物料： 800 自身特点：高温，负压，充足的氧气，停留时间长， 完善的工艺，密切的监控23问题5：单系列窑外分解窑尾系统主要由哪几部分设备组成？（1）旋风预热器，目前多采用五级旋风筒组成 （生料预热）（2）分解炉（生料分解）（3）回转窑（固相反应、熟料烧成）（4）篦式冷却机（熟料冷却）（5）利用多通道喷煤管分别喷入窑头和分解炉4:6（燃料系统）（6）附属设备：高温风机（克服回转窑、预热器系统的阻力）、增湿塔、袋收尘、烟囱、提升机等设备24问题6：窑外分解窑与其他类型水泥窑窑尾系统有何区别？ 结构：在悬浮预热器与窑之间增设一分解炉 工艺

8、方面： 碳酸盐分解的吸热过程、燃料的燃烧在分解炉内以悬浮状态下进行。 热工方面：燃料分两部分：一部分入分解炉，另一部分由窑头入窑；炉与窑的燃料比一般为6：4。 燃烧所需的空气分三部分 一次风：从窑头喷入，其目的是输送煤粉，并供煤中的挥发分燃烧所需要的氧。二次风：从窑头与篦冷机联接处进入回转窑内，其作用是供煤粉中焦炭燃烧所需的O2,并帮助火焰形成一定的长度。三次风：由三次风管进入分解炉，并供分解炉内的煤粉燃烧所需要的氧。25两个主要的评价指标（掌握）产量、热耗本节主要内容：（参加P 2.1.2） 水泥熟料的实际烧成热耗回转窑系统的热效率入窑生料的分解率回转窑的发热能力回转窑的热力强度本节要求：掌

9、握水泥熟料的实际热耗、入窑生料的表观分解率、窑的发热能力的概念及其意义；理解窑的热效率和热力强度2.1.6 新型干法水泥回转窑系统的几个重要性能指标（掌握）26（1） 水泥熟料的实际烧成热耗水泥熟料的实际烧成热耗q：mr燃料的消耗量 Kg/kg熟料问题1：什么是水泥熟料矿物的形成热（理论热耗）？问题2：什么是水泥熟料的烧成热耗？问题3：为什么实际热耗高于理论热耗？计算：27（1） 水泥熟料的实际烧成热耗 问题3：为什么实际热耗理论热耗？ （1）窑体表面散热损失大：以窑体散热为例： 某厂2500t/d：302.39kj/kg-熟料（占9.7%） 5000t/d熟料：263.23kj/kg-熟料（

10、8.5%） （2）燃料的不完全燃烧热损失高： 煤的质量不稳定和质量差、煤过粗、煤燃烧不完全等 （3）漏风多：如：窑头、窑尾等 （4）废气带走的热较多：一般为烧成热耗的四分之一左右 利用热焓-余热发电 与生料的易烧性、窑炉系统的热工制度是否稳定、窑的运转率等有关返回28（2） 回转窑系统的热效率热效率：指水泥熟料的理论热耗与实际热耗的百分比.一般预分解窑烧成系统的热效率在50%以上问题4：水泥熟料的理论热耗与实际烧成热耗差异 用什么参数表示？返回29（3） 入窑生料的分解率(掌握) 问题5：什么是生料的分解率？有几种表示方法？有何意义？ 表观分解率e：指从窑尾取得入窑料样,分析其烧失量计算而得的

11、分解率。 （所取样品=预热生料+飞灰,是两种料的综合分解率） 真实分解率:不考虑飞灰对所取样品分解率的影响。 规律:真实分解率真飞灰 一般所说的分解率指表观分解率。 问题6：如何计算表观分解率？30入窑生料的表观分解率的推导过程（了解） 烧失量：指试样在9501000灼烧后所损失的重量。 （1）为计算基准相同，均以灼烧基为准。（2）设原有生料的烧失量为L%，生料总量为100Kg，烧失量为Lkg 灼烧基总量=100-L1（Kg），烧失量为L1（Kg）原有生料在灼烧基下的烧失量=31入窑生料的表观分解率的推导过程（了解）（3）设窑尾取样总量为100 Kg 灼烧基总量=100-L2（Kg），窑尾样品

12、中的烧失量为L2kg 入窑生料烧失量= （4）上式代入表观分解率得： 证毕返回32入窑物料表观分解率和单位容积产量的对应关系问题7：实际生产中，为什么入窑生料的最高分解率不控制在100% ？ （%）5060708090单位容积产量 kg/(m3h)75.6689.54105.96 125.40 148.4033（4）什么是回转窑的发热能力？指在回转窑内的燃烧带，单位时间内燃料燃烧所放出的热量。K回转窑内燃料消耗量占水泥熟料烧成系统总燃料消耗量的比值G回转窑的产量，Kg/hmr生产每千克熟料所需要的燃料量（kg煤/kg熟料） 窑的发热能力取决于窑的生产能力、燃料消耗量和燃料成分； 适宜的发热能力

13、应当是保证在完全燃烧条件下,燃烧空间所能容纳的最高热量。返回34（5）回转窑的热力强度1）回转窑内燃烧带的截面热力强度（燃烧带的截面热负荷）2）回转窑内燃烧带的表面热力强度（燃烧带的表面热负荷)3）回转窑内燃烧带的容积热力强度（燃烧带的容积热负荷) 窑的热负荷越高，其发热能力越大，对衬料寿命的影响也越大。35熟料煅烧过程中在各子系统所获取的热量的比较窑外分解窑需提供的热量最少窑类型湿法窑干法窑悬浮预热器窑窑外分解窑入窑生料分解率0040458598过程需热（kj/kg） 水分蒸发2300000生料加热到8201300130013001300石灰石分解20902090627（预热器）+1463（回转窑）1881（分解炉）+209（回转窑）分解后生料加热到1400750750750750熟料形成时放热-420-420-420-420回转窑供热602037201793539系统总供热量602037203720372036思考及作业题1、什么是水泥窑的发热能力？有何实际意义？2、