xxxxxxxx水泥厂Φ40215;60M预分解回转窑热工标定报告

xxxxxxxx水泥厂①4.0X60M预分解回转窑热工标定报告工业设计研究院二00四年十一月院长副院长总工程师标定负责人报告编制人员参加测试人员报告审核、八.前xxxx水泥厂04.0X60m预分解窑烧成系统是在对原有窑尾带有四级旋风预热器窑的基础上，进行技术改造而成的。技术改造的主要内容是：窑尾增加了MFC离线型流化床式分解炉并将原窑尾四级旋风改为五级旋风预热器；窑中增加了分解炉的三次风管；窑头增加了分解炉喷煤系统。改造设计指标是：窑平均产量达到1500t/d水泥熟料，即窑平均台时产量：62.5t/h。改造投产后，窑实际平均日产熟料只能达到1100〜1200t/d,窑平均台时产量：45〜50t/h。二00四年十一月十七〜十九日，由xxxxx工业设计研究院承担，并在xxxx水泥厂工程技术人员与岗位工人的大力支持和配合下，对改造后的窑系统生产情况进行了热工标定。标定范围限于烧成工段，从窑尾预热器分解炉系统、废气处理系统到熟料冷却机出口为止。测定工作及报告编写，依据GB8490-87《水泥回转窑热平衡测试方法》和GB4179-84《水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法》进行。实际操作中注意实测数据与仪表数据的对比分析，保证标定数据的准确和可靠性。由于改造设计单位未给厂方留下改造设计图纸资料，本标定报告所列改造设备规格部分由厂方提供，其它为实测数据，可能与实际尺寸有所误差，特此说明。二.xxxx水泥厂04.0X60m预分解窑烧成系统主要设备规格和参数xxxx水泥厂窑烧成系统主要设备规格和参数表1序号项 目单位数值备注

1回转窑直径m4.0有效直径m3.6耐火砖厚200mm长度m60.0有效内表面积M2678.6有效容积m3610.7斜度%3.5转速转/分〜2.5电机功率kw220Z--250--4242篦冷机LB724X135熟料处理能力t/h1500鼓风机风量（一）m3/h215389-19Nq16D鼓风机风量（二）m3/h311979-26N14D鼓风机风量（三）m3/h226189-19N14D鼓风机风量（四）m3/h7253464-75-11N14D鼓风机风量（五）m3/h鼓风机风量（六）m3/h3窑头煤风机风量m3/min25.4风压kPa98.4净风机风量m3/min94.7风压kPa19.64煤02.5X3.9风扫式m

磨产量t/h105窑尾预分解系统CX21mm02900CXI2mm04900CX13mm04900CX14mm04900CX15mm05200分解炉高度mm04200高度mm21000一次风机风量m3/h6454风压Pa11807煤粉风机风量m3/h42.6风压Pa78.46增湿塔06.0X24m处理风量m3/h2500007高温风机风量m3/h250000R4500风压Pa8400电机功率kw1050转速转/分14008电除尘器电场截面积m285处理风量m3/h250000三.热工标定测点示意图详见图一。四.热工参数测定计算的说明本标定所用测定仪表和方法均属一般使用的常规仪表和方法。现简述如下：温度测量：气体和物料的温度采用热电偶或水银温度计。筒体表面温度采用光学高温计。出窑熟料温度采用温度计和光学高温计测量。压力测量：采用U型管、毕托管和微压计测量。气体流量测量：采用毕托管和微压计，进行多点测量法。气体成分分析：采用奥氏气体分析仪。湿度用干、湿球温度计测量。煤粉计量：利用在线的转子计量系统数据。熟料产量：过磅计量。其余物料的理化性能检验由化验室按常规方法进行。五．.热工标定原始数据及标定计算结果2004年11月17日进行仪器校核调试，熟悉测点情况；11月18日上午9：00时正式进行第一次标定，中午1：00时和下午3.00时，分别进行第二次标定和行第三次标定。标定原始数据及标定计算结果汇总如下：生料、熟料化学成分煤的工业分析(%)CfWfVfAf4.0628.1723.0044.77入窑物料水分(%)日 期入窑生料17日0.9518日0.97序号项 目单位数值11月18日说明1熟料产量台时产量t/h48.87单位容积产量Kg/m3.h80.02单位面积产量Kg/m2.h72.022煤及执八、、耗单位实物煤耗Kg/kg熟料0.231单位标准煤耗Kg/kg熟料0.175单位热耗Kj/kg熟料5123.53料耗理论料耗Kg/kg熟料1.635实际料耗Kg/kg熟料1.84窑的热力参数发热能力Kj/h2.50X108截面热力强度Kjl/m2.h2.46X1075入窑次风温度°C20静压mmH2o1998工况风量m3/h9588标况风量Nm3/h8878占入窑总风量的比例%29.726入窑次风温度C680标况风量Nm3/h20993占入窑总风量的比例%70.287出预执八、、器气体温度C314静压Pa-5800工况风量m3/h256578标况风量Nm3/h103165单位风量Nm3/kg熟料2.111工况风速m/s15.88标况风速Nm/s7.238排风机入口气体温度C136静压Pa-8142工况风量m3/h231971标况风量Nm3/h130286单位风量Nm3/kg熟料2.66工况风速m/s27.17标况风速Nm/s15.26序号项 目单位数值说明11月18日9除尘器出口气体温度°C132静压Pa200工况风量m3/h316302标况风量Nm3/h196536单位风量Nm3/kg熟料4.02工况风速m/s25.38标况风速Nm/s15.7710冷却机鼓风室风机温度C20静压Pa1599工况风量m3/h30295标况风量Nm3/h26108工况风速m/s25.47标况风速Nm/s21.95室风机温度C23静压Pa500工况风量m3/h30191标况风量Nm3/h25809工况风速m/s16.19标况风速Nm/s13.84室风机温度C21静压Pa1800工况风量m3/h10898标况风量Nm3/h9509工况风速m/s11.30标况风速Nm/s9.86四室风机温度C15静压Pa697工况风量m3/h21542标况风量Nm3/h18962工况风速m/s22.53标况风速Nm/s19.83五室风机温度C26静压Pa360工况风量m3/h12267标况风量Nm3/h10362工况风速m/s12.62标况风速Nm/s10.66六室温度C16静压Pa280

风机工况风量m3/h49424标况风量Nm3/h43173工况风速m/s14.31标况风速Nm/s12.5011排风机入口气体温度°C202静压Pa-660工况风量m3/h167651标况风量Nm3/h89456单位风量Nm3/kg熟料1.83工况风速m/s18.31标况风速Nm/s9.7712过剩空气系数出预热器Va1.5113各占八、、物料温度煤粉C50出一级筒物料C314出二级筒物料C480入窑物料C928出窑熟料C1280出冷却机熟料C18014冷却机效率冷却机效率%45.25热回收率%15大气温度C9压力mmHg707.26相对湿度%

窑尾预热器分解炉系统各部位温度压力表6序号部位温度(°C)压力Pa备注1窑尾烟室936-2872分解炉中部835-339c5入窑物料3顶部850分解率4C出口5755-1060①89.27%5C出口4711-2670②87.39%6C出口3628-35407C出口2495-46508C］出口314-58109高温风机进口136-814210电除尘器出口13220011三次风管（入炉）73712入炉：入窑燃料比5545废气分析结果表7'、、成分测点CO2%O2%CO%N2%a预热器出口22.46.2070.11.51窑体表面温度沿窑长度分布情况图5txl02°C图二收入物料支出物料项目kg/kg.sh%项目kg/kg.sh%1.煤粉消耗0.2313.1071.熟料1.013.4452.生料消耗1.63521.8492.预热器排出废气量3.00840.4413.入窑回灰量0.1652.2183.预热器排灰量0.1431.9234.窑用一次空气量0.45896.1754.冷却机排灰量0.00330.0445.入冷却机空气量3.89552.3765.冷却机排风量3.194342.9506.系统漏入空气1.06414.3056.其它0.0891.21合计7.4381007.43100物料平衡计算结果表8

窑系统热量平衡计算结果表窑系统热量平衡计算结果表9收入热量支出热量项目kJ/kg.sh%项目kJ/kg.sh%1.煤粉燃烧热5123.5596.371.熟料形成热1762.9633.162.煤粉带入显热12.980.242.预热器出口废气显热946.5617.813.生料带入显热58.751.113.预热器飞灰显热40.420.764.入窑回灰带入显热6.8970.134.冷却机烟囱排出显热648.7612.215.一次空气带入显热10.630.205.出冷却机熟料显热148.142.796.入冷却机空气带入显热94.051.776.系统表面散热1350.4625.407.漏入空气带入显热9.630.187.蒸发生料水分耗热82.451.558.冷却水带走热123.902.329.其它212.8484.00合计5316.941005316.49100

窑热效率耳=Qshx100%=1762.96X100%=34.41%yQrR 5123.55冷却机统热量平衡计算结果表10收入热量支出热量项目kJ/kg.sh%项目kJ/kg.sh%1.出窑熟料显热1352.9693.501.出冷却机熟料显热148.1410.242.入冷却机空气显热94.056.502.入窑二次空气显热379.7426.243.入分解炉空气显热232.4216.064.冷却机排风显热648.7644.835.冷却机表面散热25.451.766.其它12.500.87合计1447.011447.01100冷却机热效率“y=Qy2QiSQF2kx100%=37917---42=45-25（%）

项目小时散热量kJ/h公斤熟料散热量kJ/kg.sh备注回转窑及三次风管23364960478.10预热器C1180047036.84C2222892045.61C3309590963.35C4435345489.08C5471644296.51分解炉350800071.78冷却机及排烟管道5131368105.00烟室及上升烟78一级预热器至增湿塔管道353801972.40窑系统表面散热计算结果表表11六.窑系统物料平衡计算一）收入物料1.熟料产量M=W熟料二36652.5sh0.75=48870kg熟料/hM 熟料小时产量（kg/h）sht 标定累计时间（h）W熟米—标定累计产量（k）2．燃料消耗量m=炳厂+Mf=5079.6+6208.4=o.231kg/kg.shrMsh 48870m公斤熟料消耗的燃料（kg/kg.sh）r—Myr—窑头喂煤量（kg/h）Mfr—分解炉喂煤量（kg/h）3．生料消耗量m=Ms=87966=1.635（kg/kg.sh）sMsh48870ms_公斤熟料消耗的生料量（kg/kg.sh）M单位时间消耗的生料量（kg/h）s—4．入窑回灰量mMyh=8063.55=0.165（kg/kg.sh）yh=Msh 48870Myh_公斤熟料占回灰量（kg/kg.sh）myh入窑回灰量（kg/h）yh—5.进入系统空气量（1）入窑一次空气量kg/kg.sh)m 3k+Vf1kxp=8878+8500x1.293=0.4589kg/kg.sh)1k= Msh 1k48870m 公斤熟料占入窑一次空气量（kg/kg.sh）1k—VY1K窑头一次空气量（NM3/h）Y1K—Vf1k分解炉一次空气量（NM3/h）F1K—P1k一次空气密度（kg/NM3）1k—2） 入冷却机的空气量mVlkxp=147200xl.293=3.895（kg/kg.sh）LK=Msh 1k48870m 公斤熟料消耗入冷却机空气量（kg/kg.sh）LK—V 入冷却机总空气量（NM3/h）LK—3） 系统漏入空气量煤粉燃烧理论空需要量（NM3/kg）取6.075NM3/kg煤a—入窑二次空气量=VxaxMx（1-0）-VY2KayYr yrY1K=6.075X1.10X5079.6X（1-0.10）-8878=20993（NM3/h）V—煤粉燃烧理论空气需要量（NM3/kg）aay—窑尾实测空气过剩系数1.10yMy—窑头喂煤量（kg/h）Yr0yr—窑头漏风系数.按经验取10％yr窑头漏风量V=20993X0.10=2099（NM3/h）LOK（窑头）冷却机漏风量V=V+V+V-VLOKPKF2K LOK（窑头） LK=120736+17474+2099-147200=21635（NM3/h）V—冷却机烟囱总排风量(NM3/h)PK分解予热系统漏风量煤粉完全燃烧时实际上需要空气量V=Vxax(M+M)K2ayyrfr=6.075x1.49x1128=102212(NM3/h)a 级筒出口空气过剩系数1.49y即：分解予热系统漏风量为V=(V+V)-(V+V)-(V +V)LOK K2PK Y1KLK LOK(窑头) LOK=(102212+120736)-(8878+147200)-(2099+21635)=16462(NM3/h)即：系统漏入空气量m 2099+21635+16462/48870x1.293LOK==1.064(kg/kg.sh)进入系统总空气量m=m+m+m=0.4589+3.895+1.064k 1kLKLOK=5.417(kg/kg.sh)系统物料总收入m=m+m+m+mzsrsyhk=0.231+1.635+0.165+5.417=7.438(kg/kg.sh)二）支出物料熟料m=1kg.shsh2．予热器出口排出废气量mf=凹LxPik=103165xl.42=3.008(kg/kg.sh)fMsh48870mf—公斤熟料平均排出废气量(kg/kg.sh)Mf—予热器出口排出总废气量(NM3/h)3．予热器出口飞灰量m=M1xMf=7°.14x1°3165=0.143(kg/kg.sh)fhMsh 48870m一予热器出口飞灰量(kg/kg.sh)fhM1—含尘浓度(g/Nm3)冷却机烟囱排灰量m=M2WkJ・17x12°736=0.0033(kg/kg.sh)fh1Msh 48870冷却机排风量m=池x1.293=12°736x1.293=3.1943(kg/kg.sh)pkMsh 48870物料总支出m=1+3.008+0.143+0.0033+3.1945=7.3488(kg/kg.sh)zo其它支出mgt=7.438-7.3488=0.089(kg/kg.sh)六.窑系统热量平衡计算(一)收入热量1.煤粉燃烧热Q=mxQf=0.231x22179.85=5123.55(kJ/kg.sh)RrrDWmr—公斤熟料平均耗煤量（kg/kg.sh）Q/DW—煤发热量（kj/kg）煤粉显热Qr=mrxCrxtX=0.231x1.124x50=12.98（kJ/kg.sh）C—煤粉比热（kJ/kg.oC）rtx—煤粉温度（oC）X生料带入显热Q=mxCxt=1.635x0.215x40x4.18=58.75（kJ/kg.sh）ssssm一公斤熟料需要的生料（kg/kg.sh）SC—生料的比热（kj/kg.oC）st—生料温度（oC）s入窑回灰带入显热Q=mxCxt=0.165x0.836x50=6.897（kj/kg.sh）yhyhyhyhmyh一公斤熟料消耗回灰量（kg/kg.sh）C"—回灰的比热（kj/kg.oC）yht"—回灰温度（oC）yh入窑一次空气带入显热Q=Vy1kxCy1kxt=173778x0.311x4.18x231kMsh y1k48870=10.63（kJ/kg.sh）V—窑头窑尾一次空气量（NM3/h）Y1KC1—空气的比热（kj/kg.oC）y1kt1k—一次空气温度（oC）y1kQ=VLkxCLkxtLk=147200X1.301X24=94.05（kj/kg.sh）LkMsh Lk48870Ck—空气的比热（kj/kg.oC）Lkt—一次空气温度SC）Lk漏入空气带入显热LokVLokMshxClokxtLk=2099+21635+1646248870X1.301X9=9.63（kJ/kg.sh）系统热量总收入kQ=Q+Q+Q+Q+Q+Q+QzkRrrsyh1kLkLok=5123.55+12.98+58.75+6.897+10.63+94.05+9.63=5316.49（kJ/kg.sh）二）支出热量1．熟料形成热Qsh=17.19AL2O3+27.1MgO+32.0CaOsh 23 a-21.4SiO-2.47FeO2 23=17.91x6.15+27.1x2.20+32.0x64.89-21.4x21.89-2.47x3.12=1762.96（kJ/kg.sh）予热器出口废气显热Qf^LxCfxtf=103165X1.428x314=946.26（kj/kg.sh）f=MshCff48870Cf—废气的比热（kj/kg.oC）tf—予热器出口温度（oC）QmxCxt=0.143x0.9x314=40.42（kJ/kg.sh）fh=fhfhfC厂飞灰的比热（kJ/kg.oC）m一予热器出口飞灰量（kg/kg.sh）fh4.冷却机烟囱排风显热Qk=VpkxCkxtk=120736xi.30X202=648.76（kJ/kg.sh）pkMshpk48870Ck—废气的比热（kj/kg.oC）ktk一烟气温度（oC）pk5．出冷却机熟料显热Q=1xCxt=1x0.823x180LshshLSh=148.14（kJ/kg.sh）C—熟料比热（kJ/kg.oC）shtLSh—熟料温度（oC）LSh系统表面散热（1）回转窑、三通道表面散热Q=a（t-t）F=20x（210-7）x1200x4.18BBoB=23364960（kJ/h）QB一表面散热量（kj/h）Ba—总散热系数，取20t-t—设备表面与环境温差（oC）BoFB一设备表面积（m2）B2）冷却机表面散热Qb=°gt。)Fb=11x(100-7)xl200x4.18=5131368(kJ/h)4）予热器系统表面散热Q=a(t-t)F=37500652(kj/h)B BoB系统表面散热Q=23364960+5131368+37500652=1350.46(kj/kg.sh)B总 48870蒸发生料水份耗热q=m(Ws+0.353AL2O3)xq0sS 1qq Tqh=1.635(0.97+0.353x3.16)x2418.8100=82.45(kJ/kg.sh)W—生料含水率（％）sqqh—水的气化热（kj/kg）8．冷却水带走的热QLs=123.90(kj/kg.sh)热量总支出Q=1762.96+946.56+40.42+648.76+148.14+1350.46zo+82.45+123.90=5103.65(kj/kg.sh)10.其它热支出Qzo=5136.49-5103.65=212.84(kj/kg.sh)七.冷却机系统热量平衡计算(一)收入热量出窑熟料显热Q=1xCxt=1x1.057x1280yshShysh=1352.96（kJ/kg.sh）th—出窑熟料温度（oC）ysh入冷却机空气显热Q=VLkxCLkxtLk=147200X1.301X24=94.05（kj/kg.sh）LkMsh Lk488703.热量总收入Q=Q+Q=1352.96+94.05=1447.01（kj/kg.sh）zsyshLk（二）支出热量1．出冷却机熟料显热Q=1xCxt=1x0.823x180Lsh shLSh=148.14（kj/kg.sh）2．入窑二次空气显热Q=VxCxt=0.4296x1.3x680=379.74（kj/kg.sh）y2kY2KKy2k入分解炉空气显热Q=VxCxt=0.357x1.3x500=232.42（kj/kg.sh）F2kF2KKF2k冷却机烟囱排风显热Qk=VpkxCkxtk=120736X1.30x202=648.76（kj/kg.sh）kMshpk48870冷却机本体表面散热QB=25.45（kj/kg.sh）6．热量总支出Qzo=QLsh+Qy2k+QF2k+/Qb=1434.51（kj/kg.Sh）7.其它热支出Qqt=1447.01-1434.51=12.50（kJ/kg.sh）七.热工标定情况分析1.情况分析与改进意见根据热工标定窑系统各项热工测定参数计算结果的分析，我们认为改造后目前该窑系统尚存以下几个问题，并提出改进意见如下：（1）窑尾预热器系统漏风比较严重根据热工标定，预热器出口（即一级旋风筒出口）废气量为100911Nm3/h,折合每公斤熟料标况风量为2.065Nm3/kg,,与正常情况下1.65〜1.80Nm3/kg，的水平相比系统漏风高出14.7%。系统漏风主要是窑尾烟室和三次风管闸阀两个部位。其中窑尾烟室与窑连接密封处漏风漏料均比较严重。建议：对窑尾烟室采用新型柔性密封装置,同时解决窑尾的漏料问题。（2）分解炉问题在设计合理操作正常的情况下,MFC型流化床分解炉可以做到连续生产不间断操作,避免出现频繁停炉清渣的问题。而该窑分解炉几乎平均每班都要停炉结渣（入窑生料不经过分解炉）清理一次。这种不正常的情况无法保证窑操作热工制度的稳定,直接影响着窑的产量和熟料热耗。该分解炉直径①4.2m,高21m,分解炉有效容积约220m3；在分解炉底部设有一个喷煤嘴；流化床一次风机风压11807Pa。根据热工标定，窑台时熟料产量48.87t/h，入窑生料碳酸钙表观分解率为89.27%，分解炉（中部）温度850°C，物料在分解炉内停留时间约2.4秒。该厂窑用原煤挥发分：28.17%，热值为22179.85kj/kg（QfDW），煤的热值偏低。对于采用这样的原燃材料，在MFC流化床分解炉的设计上，分解炉的高径比，生料入料点的位置，以及分解炉喷煤嘴的个数与布置上都要有所变化，进行必要的调整。根据上述情况我们认为：除考虑操作上的部分原因外，该分解炉在设计上存