水泥熟料冷却机PPT
熟料的冷却及设备 -其他类型冷却机讲解
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讲授内容
熟料的冷却及设备 知识点
其他类型冷却机
水泥熟料冷却机
（一）立筒式冷却机
立筒式冷却机由德国瓦尔泽尔－勃啦什姆公司制造，是一种对流热 交换相结合的冷却机。 图1为这种冷却机结构原理图。
3 1 4 5 6 7
水泥熟料冷却机
（二）“g”型冷却机
“g”型冷却机由德国克劳迪斯－彼得斯公司在70年代初 开发，是一种再冷式冷却机，不能独立使用。“g”型冷却机实 际上是一种间接空气换热器。
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谢 谢！
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图1 立筒式冷却机
8
9
1-燃料管；2-回转窑；3-窑头；
4-沸腾层；5-运动颗粒；6-冷 却机；7-辊篦；8-节流阀门； 9-鼓风机；10-锁风装置；11熟料输送装置
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水泥熟料冷却机
熟料从回转窑进入竖直的圆柱形立筒。如同在立窑上一样慢慢地 向下运动，经几个破碎辊篦轧碎后卸出，鼓入的冷空气从两个或三个不 同高度的部位进入熟料层，对熟料进行对流冷却。立筒的上端口径缩小， 用以增加气流速度，形成一个约50mm后的沸腾层，使熟料得到充分冷 却。立筒冷却机的优点是无废气排放，热效率高，缺点是熟料出口温度 高，动力消耗大，冷却机操作受熟料颗粒级配影响很大。
水泥生产基本知识概论(PPT 97页)
1875年英国人弗雷特里克.冉荪 (Frederik.RanSome)把回转窑引用到水泥工业 中来 。水泥工业的第一次革命
1910年机械化立窑问世
1928年发明了立波尔窑 1951年世界上第一台旋风予热气窑在德国洪 堡公司运行。 1934年丹麦的M.V约里根生(M.VgelJogensen) 获得悬浮予热器专利权。1951年 由F.缪勒（F.Miuller）改进的第台旋风予热器 投入实际运行。 1971年窑外分解技术成功 立即在世界范围 内引起强烈反响
1876年在唐山建成了第一台立窑,成立綮新 洋灰公司。
中国第一台回转窑于1906年在唐山綮新洋 灰公司建成投产,
1907大连建成了回转窑,以后相继建成了上 海水泥厂,中国水泥厂,广州水泥厂。
1940年我国第一台机械化立窑在山西口泉 镇建成投产。
1976年国内第一条窑外分解工艺线在四平 石岭水泥厂建成
2）安定性：用沸煮法检验必须合格
3）强度：水泥强度等级按规定龄期的抗折和抗压强 度来划分，各强度等级水泥各龄期强度不得低于规定 值
4）细度： P.Ⅰ、P.Ⅱ、P.O水泥用比表面积表示不小 于300m2/kg；P.S、P.F、P.P、P.C用筛余量表示， 45μm方孔筛筛余不超过30.0%，80μm方孔筛筛余 不超过10.0%
见流程图
1.2 通用硅酸盐水泥国家标准 GB175-2007
该标准规定了通用硅酸盐水泥的定义与分类、组分 与材料、强度等级、技术要求、试验方法、检验规则和 包装、标志、运输与贮存等。
1、水泥代号
P.Ⅰ；P.Ⅱ；P.O；P.S.A；P.S.B；P.P；P.F；P.C 2、定义及分类 （1）通用硅酸盐水泥 Common Portland Cement：
冷却窑的工作原理
冷却窑的工作原理
冷却窑是水泥生产线上的一种设备，用于冷却水泥熟料。
其主要工作原理是通过将高温的水泥熟料置于冷却窑中，利用冷却窑内高效的气流循环系统将熟料迅速降温，从而实现对水泥熟料的冷却作用。
具体工作原理可以归纳为以下几个方面。
1. 熟料进料
水泥熟料从回转窑中流出，通过链斗机将熟料输送到冷却窑进料口，进入冷却窑的过程也是熟料开始冷却的过程。
2. 冷却窑内气流循环
冷却窑内设有气流循环系统，通过风机引导冷却窑内的气流，从而形成高效的气流循环。
这样一来，熟料在窑内不断滚动和翻动，最大程度地接触窑内循环气流，使其快速降温。
3. 锅炉底部布风板
在冷却窑的锅炉底部设置有布风板，通过这个装置我们可以将冷却窑的气流分流，从而使得熟料在窑内得到更加均匀的冷却，不同位置的熟料不会出现过度冷却的情况。
4. 冷却窑出料
经过冷却窑内高效的冷却作用后，水泥熟料流向窑尾，并通过出料口被输送到下一工段。
在冷却窑出料口，安装有过热风冷器，用于将一部分熟料余热回收，保证后续工序的高效运行。
总的来说，冷却窑是水泥生产线上不可或缺的一种设备，它通过高效的气流循环系统，将高温的水泥熟料迅速冷却，从而保证了水泥生产过程中的安全和高效。
1-1 水泥熟料的形成ppt课件
❖ 1、原料的物理性质：
❖ 1） 粘土中大于0.2mm的石英砂应少于0.5%， 0.09～0.2mm之间的应少于1%。
❖ 2）石灰石质原料的反应活性顺序为：
❖
白垩>微晶石灰石>粗晶石灰石
❖
粘土质原料反应活性顺序为：
❖
泥灰岩>页岩>黄土>砂质粘土
❖ 2、生料细度、分散度及均匀程度： ❖ 1）提高生料细度有利于碳酸盐分解，有利于增
说形成液相的成分较少，这种生料需要的烧成温度高，比较 难烧，熟料中游离氧化钙高。反之KH过低，则易结大块，炼 窑、结圈等，同时熟料质量差。一般熟料KH值控制在0.90～ 0.98之间。 ❖ 硅率高低，说明煅烧中液相的多少，影响液相量的主要 成分是Al2O3和Fe2O3，只有增加这两者，才能增加液相量， 促进C3S的生成。但也不宜过多，一般硅酸盐水泥的高温液 相量控制在20～30%，即硅率在1.8～2.4之间。 ❖ 铝率的高低，能说明液相的性质。铝率高，说明熟料中 A12O3含量高，形成C3A多，此时形成的液相粘度大，对C3S 形成不利，但对熟料质量有利。反之说明熟料中含Fe2O3多， 形成的C4AF多，此时所形成的液相粘度小，有利于C3S的生 成，但对熟料质量不利。所以铝率也要适当，一般波动在 0.9～1.4之间。
❖ 1934年，丹麦的约根生工程师研究成功悬 浮预热技术；
❖ 1951年德国的缪勒与洪堡公司生产了第一 台带悬浮预热器的回转窑。
❖ 1971年日本石川岛公司在悬浮预热窑基础 上，发明了预分解窑，即在悬浮预热器后增 加了分解炉，使物料的预热、分解都在回转 窑外完成后，再入窑进行煅烧。
3
❖ 二、水泥熟料的形成过程 ❖ 1、水分蒸发： ❖ 自由水分随物料温度而逐渐蒸发，当温度升高
水泥熟料冷却机的作用
水泥熟料冷却机的作用
水泥熟料冷却机是一种热交换装置，它在水泥生产过程中起着至关重要的作用。
以下是它的主要作用：
骤冷高温熟料：水泥熟料从回转窑中出来时，温度高达约1200℃。
熟料冷却机的主要任务是将这些高温熟料迅速冷却至60~80℃。
这种骤冷过程可以防止熟料矿物晶体的进一步生长，特别是C3S晶体的长大，从而改善熟料的强度和易磨性。
同时，骤冷还有助于使液相凝固成玻璃体，使MgO及C3A大部分固定在玻璃体内，提高熟料的安定性和抗化学侵蚀能力。
回收热量：冷却机在骤冷熟料的同时，还负责加热和升温入窑的二次风和入炉的三次风。
这些被高温加热的气体可以作为热源，用于烘干磨或烘干机，或者作为二次风送入窑内燃料燃烧，改善火焰燃烧条件。
此外，它们还可以作为三次风送入分解炉，与窑气混合后供燃料燃烧。
通过这种方式，冷却机有效地回收了熟料中的热量，提高了能源利用效率。
熟料输送：冷却机还作为熟料输送装备，负责将高温熟料从一处输送到另一处。
由于熟料在冷却后变得更加稳定，因此更易于输送和贮存。
综上所述，水泥熟料冷却机在水泥生产过程中起着降低熟料温度、回收热量、提高能源利用效率以及输送熟料的重要作用。
2.5 熟料的冷却及设备
水泥熟料冷却机的这三个效率越大越好， 一般η cL为40％～80％，ηL为80％～95％,Φi<90%
2、入窑二次风温度和入炉三次风温度 入回转窑的二次风温度和入分解炉的三次风温度值越
高越好，一般二次风温在900～1100 ℃的范围，三次风温 在400-800℃的范围。 3、出冷却机的熟料温度
出冷却机的熟料温度越低越好，越低表示熟料被冷却 的越充分，一般出冷却机的熟料温度在70—300 ℃的范围， 现代化的篦式冷却机一般能够将熟料冷却到100℃以下。 4、环境保护：噪声污染与粉尘污染要低 5、投资费用：设备费用及土建费用要低 6、操作费用：动力消耗、维护、维修费用要低。
粗、细颗粒料间的离析问题
解决方法： a. 以上所述的各种第三代和第四代篦冷机中进料区
篦床的“渐扩”结构及其脉冲供气方式就是解决 该问题的较好方法。
b.采用交错式移动篦板系统 工作原理：篦冷机的进料区有三组平行的、
独立驱动的篦板，通过它们的横向交错移动来实 现粗细颗粒料的均匀分布。
提高水泥熟料的活性，防止β -C2S向rC2S的转变。
(2)作为热工设备：冷却水泥熟料，并对入窑二次风，入炉三次风 的加热升温任务，有利于燃料的燃烧。 (3)作为热回收设备：对出窑熟料携带出去的大量热焓进行回收。
（回收的热量约1250～1650kJ/kg熟料） (4)作为输送设备：输送水泥熟料。
冷却机的评价指标：
②冷却效率：
从出窑熟料中回收的总热量与出窑熟料物理热的百分比
③空气升温效率：
L
Q0 Qm Q0
100%
离开冷却机第i个室的冷却空气和鼓入该室冷却空气之
间的温度差与该室内水泥熟料的平均温度之比
i
(ppt版)熟料的冷却及设备
〔1〕开发新型高效、低阻的旋风筒 〔2〕开发新型换热管道
〔3〕开发新型锁风阀 〔4〕开发新型撒料装置
第十六页，共八十七页。
各级旋风(xuànfēng)预热器性能的配合〔以5级为例〕
〔1〕各级旋风(xuànfēng)筒的气固别离效率 〔2〕各级旋风(xuànfēng)筒的外表散热损失
• 〔3〕分解炉的温度
• 〔4〕燃料燃烧条件
• 〔5〕粉料与气体的停留时间
第二十九页，共八十七页。
(1)、NSF型和 CSF型 NSF型炉： 结构：
上部：圆柱+圆锥体， 为反响室
下部：旋转涡壳——涡旋室
特点：
气体： 窑气、预热空气经涡旋 室混合后
形成喷旋叠加的湍流运动 (yùndòng)混合，
盘旋进入反响室
mr--生产每千克熟料所需要的燃料量〔kg煤/kg熟料〕
2〕水泥熟料(shú liào)的实际烧成热耗
〔kJ/kg熟料〕
第四页，共八十七页。
3〕回转窑内燃烧带的截面热力强度〔燃烧带的截面热负荷〕：燃烧带 单位截面面积(miàn jī)、单位时间内所承受的热量
4〕回转窑内燃烧带的外表热力强度〔燃烧带的外表热负荷) 燃烧带单位外表面积(miàn jī)、单位时间内所承受的热量
燃料：通过几个喷煤嘴从漩涡室 顶优侧点向：下气固之间的混合(hùnhé)得到了改善，燃料燃烧完全，碳酸盐的 斜分喷解入程三度次高风，热的耗空低气。流中，
第三十页，共八十七页。
CSF型〔在NSF上改进〕
主要改进： 1〕在分解炉上部设置 了一个涡流室， 使炉 气呈螺旋形出炉。
2〕将分解炉与预热器之 间的联接管道延长(yáncháng)--相当于增加了分解炉的 容积)，其效果是延长 (yáncháng)了生料在分解炉内 的停留时间，使得碳酸盐
篦冷机的工作原理介绍课件
一、冷却机主要功能及发展
篦板和篦床结构是篦冷机最重要的部件， 它决定了篦床的料层厚度，也就决定了篦床 单位面积产量，同时它决定了供风系统和热 回收效率，一、二、三、四代篦冷机产品主 要表现在篦板和篦床的结构的改进。
二、第四代篦冷机的分类
• 按熟料输送方式，分为步进式和推料棒 二种。
• 按支撑方式，分为辊轮式、四连杆机构 式、线性轴承式三种。
介绍内容
1 篦式冷却机发展及主要功能
2 第四代篦冷机的分类
3 第四代篦冷冷却机主要功能及发展
（一）熟料冷却机的主要功能：
★ 提供适当的熟料冷却速度，以提高水泥质量和熟料的易磨性。
熟料受到急冷后，熟料来不及完成结晶，一部分呈玻璃相，另 一部分即使结晶也比普通的冷却速度得到的晶粒更细，这种熟 料可制成更高标号的水泥；同时由于熟料急冷后颗粒中会产生 热应力和裂纹，更容易粉磨。
★ 尽可能提高二次风和三次风温度，作为燃烧空气，降低烧成系
统燃料消耗。
★ 将余热风加热，用于余热发电和煤磨烘干。 ★ 最后把熟料加以破碎并冷却到尽可能低的温度，以满足熟料输
送、贮存和水泥粉磨的要求。
一、冷却机主要功能及发展
（二）冷却机的发展： 单筒冷却机：1890年世界上出现第一冷却机-单筒冷却机，把
篦式冷却机：随着分解炉的开发使用，使NSP窑比SP窑的产
量提高了一倍，因多筒冷却机不能抽取三次风供分解炉用燃 烧空气，而逐渐被淘汰，从而在1940年以后开发出了篦式冷 却机。
一、冷却机主要功能及发展
篦式冷却机发展：
第一代“薄料层篦冷机”，料层厚度：180-185mm;单位面积负荷小于 20t/m2.d；篦冷机中心线与回转窑中心线一致，需安装导料装置，容易烧 损和磨损，达不到均匀布料的作用；篦板厚度55-60mm，间隙3-5mm,磨损 严重、漏料严重；活动篦板行程100mm，篦板支承在纵梁上，每个篦床有许 多活动纵梁，无法分隔风室，密封较差，冷却风机压力很低，一般一室在 6000Pa左右，二室在5000 Pa左右，导致产量非常低。
《水泥工艺学》第七节_立窑
推动篦式冷却机分为第一代、第二代和第三代产品
第一代产品
第一代产品
第二代产品
第二代产品
第三代产品
史密斯第四代蓖冷机
史密斯第四代蓖冷机
史密斯第四代蓖冷机
几种回转窑工艺热工布局的比较
2储库 1矿山 3烘干
5生料贮 存及均化
6煅烧 8水泥 粉磨
4粉磨
7熟料、石膏、 混合材库
9水泥贮 存及包装
三、窑的工作原理
（一）立窑内物料的运动 机械化立窑中物料的运动速度，主要决定于卸 料的速度。 （二）立窑内气体的流动 立窑中气体的流动有几个显著的特点： 1、气体自下而上流动过程中，温度和组成都 在变化。 2、立窑中沿横截面的气体分布往往很不均匀。 3、气体流过立窑的阻力损失比较大，一般达到 15～25kPa。
尽量是窑内物料在氧化气氛下煅烧，克服 立窑里因还原气氛而结大块熟料；提高冷却带 熟料冷却速度，因而提高助燃空气的预热温度， 有助于熟料快速烧成。快烧快冷是立窑熟料优 质、高产、低消耗的关键。 在操作中，加料、用风、配煤和卸料要很 好地控制，做到加料、卸料，上火速度三平衡。
二、立窑的的结构 立窑按操作方式可分为普通立窑和机械化立窑两种 类型。 （一）窑体 有效高度是指窑内装填了物料层的高度。确定 高度的原则是保证熟料的充分烧成和熟料的充分冷 却。 立窑产量的决定因素之一是窑内径的大小。扩 大立窑内径，窑的容积增大，可望提高熟料产量。
包式反应和郝式反应。见书113页。
在预热带，由于空气不足固定碳也会同包围它的 CO2及少量O2作用，其化学反应式为：
C+CO2－→2CO；C+1/2O2－→CO
这两个反应又称为包氏反应，是在预热带产生的， 生成的CO随气流上升，此处温度较低，气流中氧含量 少，CO只能部分再燃烧成CO2，另一部分与挥发分一 样来不及燃烧便被废气带走。
水泥工艺介绍——冷却机控制篇
一. 熟料冷却的目的熟料的冷却速率对熟料的结构、熟料的矿物组成，熟料的研磨性能以及水泥 1. 便于输送: 如果输送高温的熟料需要用耐高温材料制造，并且也很容易磨损，造成成本高，维护费用也高，不利于降低成本2. 易于研磨: 熟料冷却速度快，则熟料中的分子没有足够的时间去进行晶格的排列，部份的液相无法结晶成核只有以玻璃质存在，玻璃质较脆，同时矿物颗粒也比较细，易于研磨3. 热量回收: 急冷熟料可以从熟料中回收大量的热，供窑内燃烧所用及余热发电或者是烘干物料。
其回收热量为200-250kcal/kg。
这样就可以降低生产的成本。
4. 改善水泥品质: 熟料在在1250度下，C3S会分解成C2S与CaO两种矿物。
而在525度时，C2S会发生晶格转变，由β-C2S转变成γ-C2S，其体积膨胀10%，造成熟料的粉化，同时γ-C2S又是一种无强度的矿物，使熟料品质下降。
另外熟料在慢冷时矿物中的C3A也会从矿物中析出，造成熟料的急凝现象，MgO在慢冷时也容易结晶，造成水泥的安定性不良。
此时只有用急冷的方法来解决这些问题。
二. 冷却机工作原理冷却机是一种热交换装置，它是以空气为介质从高温的熟料中通过，对熟料进行冷却，同时回收废气的热量作为窑的二次、三次空气及干燥空气，提高窑的热效率。
从热工和工艺角度去评价冷却机的要求有:1.回收的热量要多2.冷却熟料的时间要短，速度要快，特别是在1250与525度3.冷却后熟料的温度要低。
4.冷却单位质量熟料的空气消耗量要少，一般在2-2.1Nm3/h.plate5.结构简单、操作方便、维修容易，运转效率要高随着水泥工业的发展，冷却机的类型非常的多，目前冷却机的主要类型有:1. 单筒式冷却机(旋转式冷却机): 这种冷却机的冷却空气全部入窑，其热效率比较高，结构简单，不需要有废气处理设备。
但熟料的冷却速度慢，出机熟料温度高，二次空气进风不均匀。
2. 多筒式冷却机: 它由环绕在窑壳上的多个圆筒所组成。
建筑材料热工设备水泥窑熟料冷却及设备
建筑材料热工设备水泥窑熟料冷却及设备一、水泥窑熟料冷却机水泥窑熟料冷却机是水泥生产线中的重要设备，用于对窑熟料进行冷却，以降低熟料温度，保证熟料质量和窑炉的正常运行。
冷却机常见的类型有排屑式冷却回转窑、排烟式冷却回转窑和气流型冷却器。
1.排屑式冷却回转窑排屑式冷却回转窑是水泥生产线常用的熟料冷却设备。
其主要组成部分包括料仓、回转炉筒、传动装置、冷却风机等。
窑熟料从水泥窑出口进入回转炉筒，炉筒内设置有梯形板，窑熟料在梯形板上顺坡慢慢向前移动，过程中通过内部冷却装置进行冷却。
冷却后的熟料从回转炉筒底部排出，进入熟料仓进行存储。
2.排烟式冷却回转窑排烟式冷却回转窑是一种利用窑熟料烟气热量进行冷却的设备。
该设备通过将热熟料与烟气进行交换，使得窑熟料得到冷却，同时将热量转移到烟气上。
经过过滤处理的烟气经过热交换器后进入大气中，可以达到节能减排的目的。
二、热交换器热交换器是水泥窑熟料冷却过程中起到关键作用的设备，主要用于高温烟气与窑熟料的热量交换。
常见的热交换器有卧式热交换器和立式热交换器。
卧式热交换器是一种通过将烟气流经管道与窑熟料接触进行热量交换的设备。
熟料与烟气在管道内交替流动，通过传导、对流和辐射等形式的热交换，使得窑熟料冷却，并将热量传递给烟气。
立式热交换器是一种将高温烟气和窑熟料进行交换的设备。
它通常由多个相互平行排列的管束组成，通过管间的传热面积增大，提高传热效率。
热交换器的烟气通道与熟料通道分开，以防止烟气中的灰尘对熟料造成污染。
以上是建筑材料热工设备水泥窑熟料冷却及设备的相关介绍。
水泥窑熟料冷却是水泥生产过程中非常重要的一步，通过合理选择和运用冷却设备和热交换器，可以达到节能降耗、减少排放的目的，提高水泥生产线的效率和品质。
水泥熟料窑系统中冷却带是如何冷却的
水泥熟料窑系统中冷却带是如何冷却的主要承担熟料的冷却，使熟料中的一部分熔剂矿物C3A、C4AF形成结晶体析出；另一部分熔剂矿物因冷却速度较快来不及析晶而形成玻璃体。
C3S在高温下是一种不稳定的化合物，在1250℃时，容易分解，所以要求熟料自1300℃以下要进行快冷，使C3S来不及分解，越过1250℃以后C3S就比较稳定了。
急速冷却还可以防止C2S在675℃时发生晶型转变，由β- C2S转变为γ—C2S，发生粉化现象(α—C2S在1420℃以下即转变为β—C2S)，该带同时回收熟料中的热量加热燃烧用的空气。
冷却带内物料温度为1300一1000℃。
冷却带内熟料冷凝成圆形颗粒后落入冷却机内继续冷却。
回转窑内以上各带不是截然分开的，各带没有明显的界限，而是互相交叉的，随着窑内下料量的多少、温度高低、通风状况、火焰长短等因素而变化。
所以说，窑的长度是一定的，而窑内各带的长度则不一定。
例如当窑尾温度发生变化时，物料的干燥预热必然受到温度变化的影响，干燥预热时间缩短或延长，必然引起其他各带的位移变化而不能固定。
再如CaCO3的分解温度是900℃左右，但在放热反应带仍有剩余的CaCO3在继续分解，同时随着原科性质的不同，反应温度也有差异。
物料在窑内燃烧时，一方面吸热升高温度，另一方面又发生了一系列的物理化学变化，各种变化的热性质不同，使各带物科温度升高速度也不同。
随着新型干法技术的使用和发展，各种窑系统内热力分布状况也不同，它们所具有的反应带分布亦有所不同，其间的传热、传质、动量传递及物理化学反应状况也不同。
在各种窑系统中只有湿法窑在窑内承担了水泥熟料煅烧所有的物理化学反应任务。
回转窑内物料温度和气体温度变化及窑内各带的划分如图4.1所示。
从图4.1可知，在干燥带热气体传给物料热量主要用于蒸发料浆中水分，需要较多的热量，物料升温不快。
在预热带由于物料化学变化，需要吸收热量很少，因此物料温度很快升高。
碳酸盐分解带由于碳酸盆的分解，需要吸收大量的热，所以物料升温速度最慢。
水泥热工设备
水泥的热工设备指水泥熟料的煅烧设备 及附属设备。
水泥熟料煅烧是水泥生产中的重要工序，是影 响和决定水泥质量的重要环节。 任何水泥熟料的煅烧都要经历干燥、预热、分 解、固相反应、烧成阶段。 水泥热工设备根据熟料煅烧的各个阶段所采用 的方法和设备不同，水泥的热工设备也各不相同。
一、分类 1. 按水泥煅烧熟料窑的结构分类
2、多筒冷却机 由环绕在回转窑出料端的若干个（4-16）冷却 筒构成。筒径一般为 0.8-1.4m， L/D 4.5-5.5， 长度4-7m，冷却筒与窑体连成一体，并随回转窑一 起回转。 特点： 结构简单，不需要另设传动装置，电耗较低， 无废气污染。但是冷却机与窑体连体，窑头胴体承 受的机械负荷很大，限制了多筒冷却机冷却能力的 进一步提高及在大型窑上的应用。 结构：
湿法中等长度回转窑：L/D 18-30，与料浆压滤机 组合
干法回转窑煅烧系统有:
干法中空长窑：L/D 20-38 干法短窑带余热锅炉：L/D 15-30 干法短窑与料球加热机组合（立波尔窑）：L/D 10-15 干法短窑与悬浮预热器、预分解炉组合： L/D 14-17，通称新型干法分大约30-35%，，为 了强化传热，往往在窑内冷端加装链条和或窑炉外 加装料浆预热器。 湿法回转窑的热耗与干法相比，热耗较大，其热 量主要由燃料提供，支出的热量： 反应 ：30-33% 蒸发料浆水分：25-30% 废气带走:20-24% 窑炉表面散热:10% 熟料和其他原因带走一部分热量
（二）冷却机类型
筒式冷却机 单筒 多筒式 推动篦式 振动篦式 回转篦式
蓖式冷却机
立筒式 其它冷却机 “g”型冷却机
（三）冷却机结构特点
1、单筒冷却机 是最早使用的冷却机，和回转窑相似。单筒冷却 机与回转窑的相对布置方法有逆流和顺流两种方式。 特点： 单筒冷却机结构简单，运转可靠，热效率高，无 废气收尘处理；但是冷却机内高温熟料不能骤冷， 熟料出冷却机温度较高，热散失较大，不适用大型 窑的配套使用。 结构:
硅酸盐水泥熟料的煅烧与冷却
熟料的冷却
液相和熟料的烧结
5.1.1 生料的干燥与脱水
干燥 自由水的蒸发。这一过程由于煅烧方式的不同
而有所差异。干法窑生料含水量一般不超过1.0％； 半干法立波尔窑和立窑为便于生料成球，通常含水 12-15%，半湿法立波尔窑过滤水分后的料块通常为 18-22%；湿法为保证料浆的可泵性则通常为30-40%。
（4）分解出的CO2，穿过CaO层面向表面扩散的传质过 程；
（5）表面的CO2向周围介质气流扩散过程
✓影响碳酸盐分解速率的因素
温度 随温度升高，分解速率常数和压力倒数差相)
K(1 — 1 )
p P0
式中： t—分解时间；K—分解常数；
P—CO2的分压；ε—分解率 d—生料等效粒径；
(单个颗粒碳酸盐分解动力学方程)
窑系统的CO2分压 通风良好, CO2分压较低,有利 于碳酸盐分解;
生料细度和颗粒级配 生料细度细,颗粒均匀,粗粒 少,分解速率快;
生料悬浮程度 生料悬浮分散良好,相对减小颗粒 尺寸,增大了传热面积,提高了碳酸盐分解速率;
石灰石的种类和物理性质 结构致密,结晶粗大的 石灰石,分解速率慢;
目的：回收熟料带走的热量，预热二次空气，提高窑 的热效率；改善熟料质量与易磨性；便于熟料 运输、贮存与粉磨。
熟料为何要急冷？
减少C3S分解；防止β-C2S向γ-C2S转化，提高熟料质量； 防止方镁石晶体长大，有利于水泥安定性；急冷熟料晶粒小， 活性高；C3A主要呈玻璃体，抗硫酸盐性能提高；易磨性好 等。
硅酸三钙的形成： C2 S CaO 液相 C3S
物理化学变化过程：随着时间延长和温度升高，液相 量逐渐增加，氧化钙、硅酸二钙 不断溶解、扩散，硅酸三钙晶核 不断形成，小晶体逐渐发育长大， 最终形成几十微米大小、结晶良 好的阿利特晶体。
第四代篦冷机介绍PPT
MFR阀采用自调节的节流孔板控制通过篦 板的空气流量。当篦床上熟料层阻力变化， MFR能自动灵敏调节阀的阻力，使熟料层 阻力加篦板阻力之和维持恒定，达到通风 恒定，最终达到整个篦床上空气均匀分布。
传动
液压传动
六 料层厚度
料层厚度对传统的篦冷机是一个重要的考核指标。第一代 篦冷机料层厚度在200～300mm左右，第二代篦冷机由于 篦板的革新，使料层厚度提高到400～500mm，入口处最 高达到700mm。而第三代和第四代篦冷机已不太注重料 层厚度指标，因为只要能保证正常的产量就必保一定的料 层厚度。第三代和第四代篦冷机已进步到把篦冷机的综合 指标作为评价指标。正常运转的篦冷机，其产量、二次风 温、三次风温、废气温度、出料温度等指标应该是都处于 正常状态，过分强调某一个指标，而忽视其他指标是不科 学的。冀东磐石水泥公司3000t/d第四代篦冷机出现废气 温度高和出料温度高等现象，其原因就是篦冷机本身不平 衡所致。改进措施：优化配料和系统操作，改善熟料粒度： 提高风量，尾部风室增加风机，且将尾部篦板上的调节阀 都摘掉，增大风量。
• 总体结构分上壳体和下壳体。中间是篦床。 上壳体入料口端端部外侧设若干个空气炮，
壳体里墙砌筑耐火砖，下壳体分若干个风
室，采用风室供风。尾部设一台锤式破碎 机，整个设备安装完成后与水平面呈5°的 斜度，便于熟料向下滑动。篦床是由若干
块篦板组成，篦板固定不动，篦板上部的
推料棒往复运动推动熟料向尾部运动。推
二 推料棒
第四代篦冷机输送熟料是由篦床上的推料棒来完成的。 推料棒横向布置，沿纵向每隔 300mm安装一件，即隔 一件是活动推料棒，隔一件是固定推料棒，活动推料 棒往复运动推动熟料向尾部运动，推向出料口。推料 棒的横断面是不等边三角形，底边 125mm，高 55mm， 材质耐热铸钢。推料棒底平面与篦床上的篦板上平面 有 50mm的间距， 50mm的间距空间布满冷熟料，这 些冷熟料不仅能防止落下的熟料对篦板的冲击，又能 防止熟料对篦板的磨损，有效地保护篦板，使篦板的 寿命在5年以上，而推料棒的寿命也在2年以上。推料 棒与篦床的连接采用压块和拄销，更换时只要取出拄 销，压块就与推料棒分开，更换十分方便。
篦式冷却机1
篦式冷却机第一节篦式冷却机的作用及特点熟料冷却机是水泥回转窑的重要配套设备。
没有相应的高效冷却机，就不可能有高效的回转窑。
人们往往单纯地将冷却机看成是冷却熟料的设备，而没有看到它是水泥熟料生产过程中对工艺制度和节能降耗影响很大的工艺设备。
水泥熟料生产过程中预热、煅烧和冷却是三个不可分割的重要环节。
冷却机的作用可概括为以下三个方面：1、回收热量，预热二次空气：冷却机是利用冷空气与高温熟料接触进行热交换，使熟料冷却，而空气被加热，作为二次空气送入回转窑内，供燃料燃烧之用，二次空气含的热量越多，或者在同样发热量的情况下可降低燃料消耗量，使回转窑热耗降低。
2、将从回转窑卸出的高温熟料（约1300℃左右）冷却至尽可能低的温度，便于输送和熟料的储存。
3、高温熟料经急速冷却后，特别是从出窑1300℃和525℃两个温度下要急速冷却易磨性得到改善，有利于粉磨、熟料急速冷却还可阻止熟料矿物晶体的发育，有利于水泥强度的发挥。
同时可提高其抗硫酸盐溶液浸蚀能力，有利于水泥成品的长期安定性。
篦式冷却机的优点如下：1.可使熟料急冷：篦式冷却机较单筒及多筒冷却机冷却物料温度低，一般是环境温度+60℃，特别是它可迅速的使物料温度从1200℃降到300℃以下。
熟料的冷却速度影响着熟料中的晶体与液相量之间的比例，当熟料缓慢冷却时熟料的所有成分几乎都形成晶体；当熟料急速冷却时就会使晶体的形式受到限制而使部分液相凝固成玻璃态。
熟料的冷却速度对制成水泥的安定性也有影响，因水泥的安定性决定于方镁石晶体（氧化镁）的大小，而方镁石晶体的大小又决定于熟料的冷却速度，熟料冷却愈快，其形成的方镁石晶体愈细小。
熟料中的矿物晶体——阿利特晶体也影响水泥的水化和强度，急冷的熟料保持细小的阿利特晶体从而产生较高的水泥强度。
因急冷熟料的液相比例较高，且它的矿物晶体较小，使急冷熟料的粉磨比慢冷熟料要容易得多，此外，熟料急冷还能使水泥的抗酸盐性能得到增强。
见图1-1。
【培训教材】水泥厂生产流程及主要设备PPT(P26)
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生产水泥设备
1．水泥窑系统
水泥窑是水泥厂的主要设备，由生料烧成熟 料的整个过程都在窑内完成，最简单的回转窑是 干法中空窑。生料粉由窑尾加入，煤粉用一次风 由窑头喷入并在窑内燃烧，这里的火焰温度达 1800—2000℃。生料在窑内不断向窑头流动，湿 度也逐渐升高，经过烘干、脱水、预热、分解， 到1300°C左右时出现液相，在火焰下面升高到 1450°C烧成熟料，然后冷却到1300~1100℃离 开回转窑落入单筒冷却机，冷却到100—150℃左 右卸到熟料输送机运至熟料破碎机，破碎后入库 贮存。
（2）原料预均化技术就是在原料的存,取过 程中，运用科学的堆取技术，实现原料的 初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均 化的功能。
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2.生料制备
水泥生产过程中，每生产一吨硅酸盐水 泥至少要粉磨3吨物料（包括各种原料，燃 料，熟料，混合料，石膏），据统计，干 法水泥作业生产线粉磨作业需要消耗的动 力约占全场动力的60%以上，其中生料粉 磨约占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨 约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工 艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制 作业制度，对保证产品质量，降低能耗具 有重大意义。
水泥厂生产流程及主要设备
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水泥生产方法
水泥的生产工艺简单讲便是两磨一烧， 即原料要经过采掘、破碎、磨细和混匀制 成生料，生料经1450~C的高温烧成熟料， 熟料再经破碎，与石膏或其他混合材一起 磨细成为水泥。由于生料制备有干湿之别， 所以将生产方法分为湿法，半干法或半湿 法，干法3种。
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水泥厂的主要工艺流程
水泥生产过程主要分为三个阶段，即生 料制备、熟料烧成和水泥粉磨。
水泥熟料ppt课件
约占2%~5%，水化速度慢，对水泥后 期强度贡献较大。
其他微量成分
石膏
作为缓凝剂加入，调节水泥凝结时间。
氟化物
提高水泥抗渗性能。
钛化合物Biblioteka 提高水泥抗硫酸盐侵蚀能力。03
CATALOGUE
水泥熟料的物理性质
密度与容重
密度
水泥熟料的密度通常在3.0-3.2g/cm³之间，其大小取决于矿物组成和煅烧程度。
冷却与粉磨
将煅烧好的水泥熟料进行快速 冷却，并对其进行粉磨，使其
成为适合制备水泥的细粉。
水泥熟料的应用
制备水泥
水泥熟料是制备水泥的主要原料 ，通过与适量的石膏、混合材料 等混合，制备出不同品种和等级
的水泥。
混凝土
水泥熟料是混凝土中的主要胶凝材 料，能够使混凝土硬化、固化，形 成具有一定强度和耐久性的建筑材 料。
对混合好的生料进行 化学分析，确保成分 符合要求。
使用生料混合机进行 均匀混合，确保成分 稳定。
粉磨与均化
将混合好的生料送入磨机进行 粉磨，使其达到一定的细度。
采用均化措施，确保生料成分 的均匀性。
对粉磨后的生料进行物理性能 检测，如比表面积、颗粒分布 等。
熟料的烧成
将粉磨后的生料送入回转窑进行高温 烧成。
硅酸二钙（C2S）
对水泥的后期强度贡献较大，但含量 不宜过高，否则会影响水泥的早期强 度。含量应控制在20%左右。
铁铝酸四钙（C4AF）
提高水泥的抗硫酸盐侵蚀性能，含量 应控制在10%左右。
物理性质的控制
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比表面积
水泥熟料的比表面积应控 制在300-350m²/kg范围 内，以确保水泥的活性。
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• 2.第二代篦式冷却机（平篦床、多室分别供 风、厚料层操作）
• 结构改进： • 减小篦床斜度。 • 缩小入口篦床宽度，采用部分盲板取代篦板。 • 多室分别供风。 • 合理配风、加强密封。 • 自动控制篦速与风量。 • 进料搁板或台阶改成活动篦板，防止“雪人”
形成。
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• 3.第三代篦冷机（阻力篦板、单独脉冲供风、 厚料层操作）
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• ④防止细熟料漏入篦下室。
• 脉冲式供气： • 高速风：达到空气均匀分配 • 中速风：适于空气加热
• 空气梁：精确控制不同地点供风量，合理配 风
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• 4.篦板的改进 • ⑴ 凹槽篦板 • 特点：空气通过接近水平的篦缝进入充满熟
料的凹槽，然后通过滞留在槽内的熟料间隙 吹向篦板上移动的熟料层。这样既不会漏料， 又保护了篦孔不受磨损。 • ⑵ 低泄漏篦板 • 在非热回收区将篦床加宽，熟料层厚度降低， 可采用低泄漏的篦板，降低篦下室的漏料量， 延长篦板的寿命和改善冷却效率。
• 入口设置静止的搁板或台阶：缓冲熟料落入 冷却机篦床的冲击和改善布料状况。
• 落料通过螺旋输送机或拉链机沿纵向贯穿各 室隔墙及机壳拉出。
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• 缺陷： • 易产生堆雪人现象。 • 布料不均，出现“短路”现象；存在颗粒离
析，细料一侧出现“红河”。 • 空气室过大，风量、风压配合不合理，易窜
风、漏风，冷却效果差。
可由窑头抽取作三次空气。
• 2.多筒冷却机： • 随窑一起传动，冷却风量要求全部入窑作二
次空气。
• 共同特点：入冷却机风量受窑系统燃烧空气 量限制，不能供给大量风把熟料冷却至足够 低的温度，一般出冷却机熟料温度是200～ 400℃，对输送设备及贮存很不利，更不能直 接入磨进行粉磨。
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• 3.篦式冷却机： • 除供给窑系统二次及三次空气外，还可抽取
• 篦板阻力对空气分配作用
• 阻力篦板的优点：
• ①冷却机进口鼓以高压风或脉冲高压风，防 止 “堆雪人”。
• ②防止细熟料侧产生“红河”，同时精确配 风，可降低单位冷却空气量，提高二次、三 次空气温度，提高冷却机热效率。
• ③阻力篦板表面完全被冷却空气吹过，冷却 充分，篦板热负荷降低，使用寿命延长。
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• ⑶ 管道供风系统 • ⑷托辊 • ⑸篦床传动装置
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• 五、TC型箆冷机介绍 • 1.基本构造和工作原理 • TC型箆冷机是天津水泥工业设计研究院90
年代开发的第三代箆冷机，由上壳体、下壳 体、箆床、箆床传动装置、箆床支承装置、 熟料破碎机、漏料锁风装置、漏料拉链机、 自动润滑装置及冷却风机组等组成。
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• 热熟料从窑口卸落到箆床上，沿箆床全长分 布开，形成一定厚度的料床，冷却风从料床 下方向上吹入料层内，渗透扩散，对热熟料 进行冷却。透过熟料后的冷却风成为热风， 热端高温风被作为燃烧空气人窑及分解炉， 部分热风还可作烘干之用。有效的热风利用 可提高热回收，而降低系统热耗；多余的热 风经过收尘处理后排入大气。
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• ②低漏料阻力篦板的应用 • 在篦床的中温区，采用TC型低漏料阻力篦
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• “充气篦板”具有两个特性：一是高阻力；另 一是气流高穿透性。它对熟料冷却工艺有重 要意义，前者增加了篦床阻力对系统总阻力 的百分比，相对缓解了料层阻力变化的影响。 当料层波动时仍可保持冷却风均匀分布，确 保冷却效果；第二个特点则有利于料层深层 次的气固热交换，特别是对红热细料的冷却 更有特殊的作用，有利于消除“红河”现象， 解决了第二代篦冷机难以克服的主要问题。
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• 二、冷却机性能ห้องสมุดไป่ตู้价
• 1.冷却机的热效率
• 从熟料中回收并用于煅烧过程的热量与熟料
出窑时的总热量之比。
• ηc=
AB A
×100%
• ηc --冷却机的热效率，%；
• A--熟料出窑时的总热量，kJ/kg；
• B—冷却机的热量损失（熟料和排出气体带 走的热量、冷却机的热损失等），kJ/kg。
二次冷却区空气作原料磨、煤磨、矿渣烘干 机的烘干热空气。如果需要的话可供给更多 的空气，把熟料冷却至70～120℃。
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• 四、篦式冷却机
• 1.第一代篦式冷却机（斜篦床、统一供风、 薄料层操作）
• 结构：
• 篦床斜度：5～10°（料层厚度180～ 250mm），篦下空气室2～3个，1～2台风机 鼓风；
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• 2. TC篦冷机的技术措施
• ①TC充气梁装置篦板的开发
• TC充气篦板是“充气篦床”的核心机件， 采用整体铸造结构(国外多为组合结构)，以减 少加工量并有良好的抗高温变形能力。TC篦 扳内部气道和气流出口设计力求有良好的气 动性能，出口冷却气流顺着料流的方向喷射 并向上方渗透，强化冷却效果。TC型“充气 篦板”的气流出口为缝隙式结构，加之良好 密闭的充气梁小室，几乎使所有的鼓进的冷 风都通过出口缝隙；因而其气流速度明显高 于普通篦板的篦孔气流速度。
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• 冷却后的小块熟料经过栅筛落入篦冷机后的 输送机中；大块熟料则经过破碎、再冷却后 汇入输送机中；细粒熟料及粉尘通过篦床的 篦缝及篦孔漏下进入集料斗，当斗中料位达 到一定高度时、由料位传感系统控制的锁风 阀门自动打开，漏下的细料便进入机下的漏 料拉链机中而被输送走。当斗中残存的细料 还不足以让风穿透锁风阀门时；阀板即行关 闭，从而保证了良好密封性能。TC篦冷机配 有三元自动控制系统和全套安全监测装置， 以确保高效、稳定；安全可靠地工作。
• 第六节 水泥熟料冷却机 • 一、冷却机作用 • 1.尽可能多的把高温熟料显热（1200～
1500kJ/kg-ck）回收进烧成系统，尽可能提 高二次空气和三次空气温度，把烧成系统燃 料消耗降至最低。 • 2.选择最适当的熟料冷却速度，以提高水泥 质量和提高熟料的易磨性。 • 3.将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送 机、储存库和水泥磨所能承受的温度。
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• 2.冷却机冷却效率（热回收率） • 指出窑熟料被回收的总热量与熟料出窑时的
总热量的比值。
• ηL --冷却机的冷却效率，%； • A--熟料出窑时的总热量，kJ/kg； • q—出冷却机熟料带走的热量，kJ/kg。
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• 三、冷却机类型 • 1.单筒冷却机： • 冷却风量一部分入窑作二次空气，另一部分