日产5000吨熟料预分解窑的预热器设计

课程设计

题目日产5000吨熟料预分解窑的预热器设计学院材料学院

专业材料科学与工程

班级

姓名

指导教师

工程设计任务书

学生姓名：专业班级：

指导教师：工作单位：材料学院

题目: 日产 5000 吨熟料预分解窑的预热器系统设计

一初始条件：

1 原料的化学分析结果

2燃料煤的元素分析结果：

C ad H

ad

N

ad

O

ad

S

ad

A

ad

M

ad

63.59 4.20 1.16 7.62 0.31 22.11 1.01

3各种物料损失均按3％计算

4其它资料:本设计工厂有自己的矿山，其它条件均符合建厂要求，工厂气象条件符合设计要求。大气压强（夏季）：720 mmHg 温度：- 4℃～ 40℃，相对湿度：70％～ 80％，地下水位：2m ～ 2.5 m

二要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）：

1) 设计计算说明书应包括以下内容：

配料计算，物料平衡计算和热量平衡计算、有关设备的选型计算或结构尺寸计算、附属设备的选型计算、耐火材料选材计算与散热计算，有关性能指标计算，设计及附属设备一览表、设计评述，参考资料。

2) 画出有关设备的工艺布置图和主要剖面图（A2图纸）

三设计要求：

1) 要求每个人独立完成，允许讨论，但不能抄袭，鼓励创新。

2) 说明书要求

①设计说明书必须包括有关计算部分的方法、步骤和结果。

②有关设备的选型,设计说明书中应说明其选取依据，有关经验数据的选取，亦应说明其来源。

3) 图纸的要求

①图纸必须按工程图标准绘制，鼓励用计算机绘图。

②图纸上必须注明设备主要尺寸及有关说明，图面应清洁、整齐。

四时间安排：

2013.6.17---- 2013.6.23 （第1周）：查阅有关资料，进行有关设计计算；

2013.6.24---- 2013.6.31 （第2周）：绘制相关的图纸；

2013.7.1—-- 2013.7.5 （第3周）：整理提交计算说明书、图纸以及其它设计资料，答辩。

指导教师签名：2013年6月14日

系主任（或责任教师）签名：文进 2013年 6月14日

日产5000吨熟料预分解窑的预热器设计

目录

1.配料计算 (4)

1.1煤灰掺入量 (4)

1.1.2煤的低位发热量 (4)

1.2计算熟料成份 (5)

1.2.1 率值的选择 (5)

2.燃烧计算 (8)

3.物料与热量平衡计算 (9)

3.1物料平衡 (10)

3.1.1输入项目 (10)

3.1.2输出项目 (13)

3.2热量平衡计算 (15)

3.2.1输入项目 (15)

3.3主要热工技术参数 (18)

3.4物料平衡表 (18)

3.5 热量平衡表 (19)

4.悬浮预热器尺寸设计 (19)

4.1旋风筒尺寸 (19)

4.1.1各级旋风筒处理的气体量 (19)

4.1.2旋风筒的直径和高度 (21)

4.1.3旋风筒进风口尺寸 (22)

4.2排气管（内筒）尺寸 (23)

4.3旋风筒其他相关尺寸 (23)

4.4旋风筒结构尺寸表 (24)

5.耐火材料选材与散热计算 (25)

5.1耐火材料的设计理念 (25)

5.2 耐火材料的主要参数 (25)

5.3材料的厚度计算 (26)

5.3.1已知参数 (26)

5.3.2材料厚度计算 (26)

5.3.3散热量计算 (28)

5.4旋风筒尺寸的修正 (29)

6.参考文献 (29)

1.配料计算

1.1煤灰掺入量 1.1.2煤的低位发热量

,3391030109()25kJ /kg net ad ad ad ad ad ad Q C H O S M =+---（）

,d 3390.635910300.0420109(0.07620.0031250.0116

25060.97

net a Q =⨯+⨯-⨯--⨯=）

1.1.2煤灰的掺入量

100kg 熟料中煤灰的掺入量可以按照下式进行计算([2]-P264)：

,100ad a net ad

q A S

G Q ⨯⨯=

⨯

Q ：熟料的热耗，KJ/Kg 熟料； S ：煤灰沉落率，%；

Q net,ar ：煤的低位发热量，KJ/Kg ； A ar ：煤的收到基灰分含量，% 采用的是预分解窑，参照表格中的数据，选择 S=100%([2]-62)，q=2900KJ/Kg([2]-122,表5.7)。

100kg 熟料中煤灰的掺入量可以按照下式进行计算([2]-P70)：

,d

100ad a net a q A S

G Q ⨯⨯=

⨯

由此可得煤灰的参入量：

%

56.297

.25060100100

2211.02900100d ,d =⨯⨯⨯==a net a a Q S qA G

1.2计算熟料成份（率值公式法）[2]p73-76

1.2.1 率值的选择

结合[2]P64，对于预分解窑大都是采用高硅率、高铝率、中饱和比的配料方案，即所谓的“两高一中”的配料方案，对于本次设计中我设计率值为KH=0.90±0.01，SM=2.575±0.1，IM=1.715±0.11.2.2计算的方法三组分配料率值公式来进行配料的计算

1)对于三组分配料率值公式：

方程组

A

G K K K y K K x K K )(100)()('

7'1'1'3'1'2'1+-=+++ ① A

G N N N y N N x N N )(100)()('7'1'1'3'1'2'1+-=+++ ②

式中： x-灼烧基粘土量[kg/（100kg 孰料）]； Y-灼烧基铁粉量[kg/（100kg 孰料）]； GA ——孰料中煤灰参入量（%）；

'i

K 、

'i

N ——率值系数（i=1-7），各率值系数计算式如下：

)

35.065.18.2(100100

11111

1'F A S KH C L K --•--=

)

2235.0265.128.2(2

100100

'2

C F A S KH L K -++•-=

)

35.065.18.2(3100100

3333'3C F A S KH L K -++•-=