第五章4熟料烧成车间工艺设计及布置

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第五章4熟料烧成车间工 艺设计及布置
2020/12/11
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
主要内容
o 各种新型干法窑的型式、规格与特性 o 熟料煅烧系统选择的原则 o 烧成系统的设计计算
1.回转窑的设计计算 2.分解炉的设计计算 3.悬 浮预热器主要结构及技术参数的确定 4.熟料冷却机 的选型计算 5.喂料喂煤系统 6.烧成系统余热利 用及除尘 7.风机的计算与选型 8.电收尘器的选 型计算 9 煤粉燃烧器的选用
烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
热 量 平 衡 计 算
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
热 量 平 衡 计 算
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
2 分解炉的设计计算
分解炉选型及设计应符合的规定
★根据燃料性质确定在纯空气中燃烧还是在混合气体中燃 烧。若采用无烟煤,则在纯空气中燃烧。
(4)回转窑烧成带筒体的冷却宜采用强制风冷。 (5)回转窑烧成带应有筒体温度的检测措施。 (6)回转窑的主电机宜采用无级变速电动机,并需设置辅助传动,辅助
传动应有备用电源。
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
回转窑规格的确定
G——小时产量 t/h Di——窑的有效内径,m
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
2 分解炉的设计计算
分解炉用一次风管直径
一次风大约为分解炉理论空气量的10%,一般风 速为20m/s,RSP炉一次风速为8~10m/s。
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
3 旋风预热器的设计计算
预热器系统的设计应符合下列规定
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烧成系统的设计计算
3 旋风预热器的设计计算
旋风预热器的规格确定
旋风筒直径 旋风筒高度 旋风筒圆柱体与圆锥体的尺寸 进风口的型式、尺寸、进风型式 排气管尺寸和内筒插入深度 旋风筒之间连接管道
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
3 旋风预热器的设计计算
★ 预分 解窑
单位容积产量高,单机产量大; 热耗低;窑衬寿命长;窑体型较 小,占地面积减少,基建投资较 省,可造大型窑;NOx较少;表 观分解率85%一95 %
设备复杂、维修管理工 作量大,通风阻力较大
大型水泥厂
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第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
日产600吨熟料以下 的小型窑
旋风 预热 器窑
热效率高,入窑生料温度高(达 800℃),表观分解率30%一 40% ,热耗较低
设备复杂、维修管理工 多用4级或5级,若
作量大,系统阻力较大 原燃料中的碱、氯、
(达4Kpa),对原燃料 硫超标,也可用一
要求严格,易结皮堵塞, 级或二级,或增设
投资较大
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旁路放风系统
旋风筒直径
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烧成系统的设计计算
3 旋风预热器的设计计算
旋风筒高度
★加大旋风筒高度H,可以提高分离效率。
一级筒
H/D>2
其它级筒 H/D=1.5~2.00
旋风筒圆柱体与圆锥体的尺寸
a变动于65°~75°之间, E/D变动于0. 09一0. 20之间, 一般<1.5。 圆柱体的高度 h1关系到生料粉是否有足第五够章4熟的料烧沉成车降间工时艺设间计及. 布
★标定窑产量时,设计部门一般提出两个产量指标,其一为保证产 量,其二为产量指标
?分析回转窑产量标定过高或过低的后果
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烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
回转窑的功率计算
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烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
回转窑的热工计算
平衡范围及基准 物料平衡计算 热量平衡计算
6.保证窑和管道系统的密封装置情况良好,减少系 统漏风和压力损失,选适当的风机。
7.选适当的窑衬,采用良好的窑体隔热措施。 8.采用高效收尘器,回收窑灰并利用。 9.配置易烧性好的生料,选适当的热工参数
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烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
★回转窑的设计应符合下列规定:
o 烧成车间工艺布置及图例
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窑型
优点
缺点
应用
立筒 预热 器窑
结构简单,通风阻力小 (<3.5kPa),电耗低、对原燃 料适应性强、投资小
热效率较低,入窑生料 温度低(750℃左右), 表观分解率较低(达30 %左右),热耗较高 (国外先进3260~ 3596kJ/kg熟料,国内 3977-4800kJ/kg熟料)
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旋流 喷腾型
喷腾型
流化床 一悬浮 层叠加
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预 燃
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烧成系统的设计计算
2 分解炉的设计计算
分解炉规格的计算
一 按炉的热负荷计算,然后用截面风速核算 二 按炉的单位容积生产能力计算,然后用截
面风速核算 三 三 按截面风速计算,然后用容积热负荷 四 核算
➢ (1)预热器系统应按窑能力的不同而确定采用单列、双 列或三列。
➢ (2)预热器级数可按下列原则确定: ① ★当预热器废气用于烘干原燃料时,应根据入磨水 分的大小,通过热平衡计算确定采用五级或四级。 ②若采用六级预热器时,应根据工厂具体情况,通过 技术经济比较确定。 ③ ★当预热器废气直接引入破碎烘干系统或其他热交 换装置时,应根据不同装置对废气温度的要求,确定 预热器的级数。
★一般常采用270°涡旋进风
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烧成系统的设计计算
3 旋风预热器的设计计算
分解炉三次风管的设计应符合下列规定: (1)供分解炉用的助燃空气需要从冷却机单独引出
时,应设置三次风管。三次风管可从冷却机上壳体或 窑头罩引出,从★窑头罩引出的三次风温度较高,设 计优先选用。
(2) ★三次风管可布置成“V”字形或倾斜“一”字 形,并宜设清灰措施。
(3)三次风管内风速宜取17~22m/s,直径一般可取 窑径的0.6倍左右。
从冷却机熟料出口到预热器废 气出口,并考虑窑灰回窑、燃 料制备与窑按闭路循环操作。
温度基准:0℃。 物料基准:1kg熟料
1确定燃料消耗量
?热工计算的目的
2分析锻烧系统内热效率 3寻求降低热耗的途径
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烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
物 料 平 衡 计 算
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烧成系统的设计计算
3 旋风预热器的设计计算
④ ★在小型预热器系统中,当原燃料中有害成分影响 系统的操作时,可采用立筒预热器或立筒与旋风混合的 预热器。 (3)预热器技术性能应符合下列要求: ①应采用高效低压损型预热器,系统的压损(包括分解 炉的压损)应不大于5. 5 kPa。 ②要求物料在气流中的分散性好,热交换效率高,排 出气体的温度低。当采用四级预热器系统排出气体的温 度,不应高于380℃;当采用五级预热器系统排出气体的 温度不应高于335 ℃ 。 。
注意的问题:
1、大、中型厂优先考虑预分解窑,中、小型厂可选立筒预 热器、旋风预热器窑和机械化立窑。
2、窑和分解炉用煤作燃料 3.采用冷却效率高的冷却机,充分利用冷却机热气体作为烘
干热源。 4.采用烘干兼粉磨的煤磨,充分利用系统余热作为烘干煤的
热源。 5.充分利用余热作为烘干生料及其它物料的热源。
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
★根据气流和物料在分解炉内的运动方式,分解炉可分为 多种型式,设计选型时,宜根据原燃料性能及具体情 况选择炉型和确定炉体结构尺寸。
★分解炉中气体的停留时间可根据分解炉的型式及原燃料 性能确定,其停留时间应不低于2s。
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烧成系统的设计计算
2 分解炉的设计计算
(4)分解炉用煤量的比例应符合下列规定 ①当采用三次热风从回转窑内通过时,分解炉用煤量 宜占总用煤量的10%~20% 。 ②当采用三次风管的分解炉时,分解炉的用煤量宜占 总用煤量的55%~65 % 。 ③当采用旁路放风时,应根据不同的放风量,使分解 炉用煤比例相应变化。
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
3 旋风预热器的设计计算
③ ★预热器的分离效率高,一级预热器的分离效率应 不低于92% 。 ④ ★系统的密闭性能好,锁风装置灵活。 ⑤ ★预热器的风管和料管应吸收热膨胀的措施。 ⑥ ★预热器应有捅料和防堵措施。 (4) ★当原燃料中有害成分高,并影响窑系统生产或要 求生产低碱水泥时,可采用旁路放风系统
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
回转窑产量的标定
➢根据确定的窑规格,选合理的公式计算窑产量,或选 几个合理的公式计算,然后分析选取合理的产量。 ➢参考同类型厂的生产数据。 ➢结合工厂的自然条件、原燃料的质量、预热器和分解 炉的型式、附属设备的配套、生料成分及均化程度等具 体条件进行综合分析对比加以确定。
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
熟料煅烧系统选择的原则
o 原则:综合考虑原料和燃料的情况、产品质量要求、工厂 规模、建厂的各种具体条件、不同烧成系统的特点,进行 正确的判断,选择技术先进、经济合理的烧成系统。
o ★节能是煅烧系统最突出的问题之一,应给予充分重视。
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置

烧成系统的设计计算
3 旋风预热器的设计计算
进风口的型式、尺寸、进风型式
进风口一般为矩形,宽高比(a/b)一般为 0.4 ~0.7,最上一级可取0. 4 ~ 0. 5,其余各 级可取0. 55 ~ 0. 65。 (a× b)/D2≈ 0. 2,中间 级较大些,最下级较小些。进风口风速一般 为16~20m/s
(1)回转窑的规格应根据对烧成系统产量的要求,结合原、燃料条件以 及预热器、分解炉、冷却机的配置情况等因素确定。
(2)预热器窑及预分解窑的长径比(L/D)宜取11~16,其中预热器窑取高 限,分解窑取低限。
(3)预热器窑及预分解窑的斜度应为3. 5%~4%;最高转速:预分解窑宜 为3. 0~3. 5r/min,预热器窑宜为2. 0~2. 5r/min;调速范围1:10。
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烧成系统的设计计算
2 分解炉的设计计算
按炉的热负荷计算
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烧成系统的设计计算
2 分解炉的设计计算
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
2 分解炉的设计计算
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
L——窑的长度(m)
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
1 回转窑的设计计算
短窑(L/Di=10~12)的优点:容积相同时,设备质 量较轻,动力消耗低,耐火材料省,窑体表面热损失 小,易排碱。 缺点:窑尾温度显著升高,预热器和分 解炉结皮、堵塞加剧,给系统运转带来困难。应用: 适用于入窑分解率高的预分解系统,不适宜不设三次 风管的窑内通过型预分解窑系统和易烧性差的物料。
2 分解炉的设计计算
按炉的单位容积生产能力计算
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
2 分解炉的设计计算
按炉的界面风速计算
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
2 分解炉的设计计算
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
2 分解炉的设计计算
分解炉三次风管
第五章4熟料烧成车间工艺设计及布 置
烧成系统的设计计算
2 分解炉的设计计算
(5)分解炉的设计应符合下列规定: ①对燃料的适应性强,要求燃料在分解炉内能完全 燃烧。 ②入窑物料的表观分解率应达到85%一95 %。 ③分解炉内温度场应均匀。 ④物料和气体在分解炉内停留时间之比要大。 ⑤物料和燃料在分解炉内的分散性要好。 ⑥出分解炉气体中的NOx含量要低。 ⑦压力损失要小。 ⑧炉体结构简单。
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