熟料-设备-悬浮预热器-旋风筒讲诉
2.2 悬浮预热器
Q = αF（tg — tm）（kW） 式中， Q——气、固相之间的换热量
（也称：换热速率），kW或kJ/s； α ——气、固相之间的换热系数
（包括对流和辐射，以对流为主）； F——气、固相之间的接触面积，m2； tg - tm——气、固二相之间的平均温度差，℃。
2.2.4 各级旋风预热器性能的配合（以5级为例）
（1）各级旋风筒的气固分离效率
c1 c5 c 4 c3 c 2
为什么要求第一级旋风预热器的分离效率最高？第五级低于第一级？
旋风筒
C1
C2
C3
C4
C5
分离效率η（%） ≥95 ≈85 ≈85 85∽90 90 ∽ 95
如：
C1
2.2.6 旋风预热器分类以及几种典型的旋风预热器
分类：
传统的——洪堡型旋风预热器 新型的——低压损旋风筒（表2.7）
旋风筒改进的几个方面： 1）旋风筒入口或出口处增设导向叶片； 2）旋风筒筒体结构的改进； 3）旋风筒进风口与排气管（内筒）结构的改进； 4）旋风筒下料口结构的改进 5）旋风筒旋流方式的改进
进风口的形状现多采用多边形。
进风口形状尺寸特点： 1）多采用倾斜面，有利于防止积灰。 2）高宽比=1.5 ～ 2。
过大，柱体部分过高，阻力大。过小，气固分离率低。
3）进风口的尺寸应保证进口处工况风速在15～25m/s范围 为宜。
(3)出风管(内筒)的尺寸和插入深度: 一般来说，出风管(内筒)的直径越小，插入深度越深，旋风
（1）旋风筒的直径： 在其他条件相同时，筒径越小，分离效率越高
（2）旋风筒进风口的类型与尺寸： 进风口结构应以保证能沿切向入筒，减小涡流干扰为佳。
第二节新型干法窑系统中预烧过程和设备
设置撒料装置是有利的。
Ⅰ
预热器
Ⅲ
回转窑 窑气
生料
Ⅱ Ⅳ
上长管道中的分散装置
下 料溜子
下料管管道分散装置源自闪动阀NC单板阀结构
锁风阀的作用及要求
主要作用是保持下料均匀畅通，又起密封作用，动作 必须灵活自如。要求：
⑴、阀体必须坚固、耐热，避免过热引起变形损坏； ⑵、阀板摆动轻巧灵活，重锤易于调整，既要避免阀
根据理论分析与计算还表明：
预热器废气温度随级数n的增加而降低，即回收 热效率有所提高。但它们之间不是线性关系，而是随 着n值增大、废气温度的降低趋势不断减小。也可以 说，级数愈多，平均每级所能回收的热量趋于减少。 反过来说物料预热升温曲线趋于平缓。
从理论上来讲，级数愈多，愈趋于可逆过程，能 量品位熵的损失愈小，愈合理。
影响旋风预热器预热效率的因素
因素之一：粉料在管道中的悬浮
保证悬浮效果的几项措施： （1）选择合理的喂料位置：
一般情况下，喂料点距出风管起始端应 有大于1m多的距离，此距离还与来料落差、 来料均匀程度、内筒插入深度以及管内气体 的流速有关。
(2)选择适当的管道风速
一般要求粉料悬浮区内的风 速在10—25m/s之间，通常要求大 于15m／s以上
C.气固分离
旋风预热器中气流所承载的粉体粒径很细，因此气 体流动状态对尘粒的运动起着决定性作用，对所能分离 的粉粒数量和大小有很大影响。
研究旋风预热器中气固分离问题，应着眼于气体流 动的流型、速度和压力分布等特征，给分析认识分离作 用提供依据。
其他因素如尘粒间的碰撞、凝聚、粘附和静电效应 均会对分离作用产生影响。
板开闭动作过大，又要防止物流发生脉冲，做到下料 均匀； ⑶、阀体具有良好的气密性，杜绝漏风； ⑷、支撑阀板的轴承要密封完好，防止灰尘掺入； ⑸、阀体各部件易于检修更换。
谈谈悬浮预热器旋风筒一些部位的结构
即便 是 同一 种物料 ，它 的易磨 系数 也不尽 相 同。熟 料 的易磨性 与各矿 物组 成 的含量 ， 以及 冷却机 环境
２
切忌忽大忽小 ，并根据物料的变化 ．如物料粒度、 水分 、易 磨性 能 、库存料 多 少等等 ，利用 微机及 时 调整操作 ，绝不能待磨机状况发生显著的变化时才 采取应急的措施，这对磨机产量成 品质量是有利 的。
谈谈悬浮预 热器旋 风 筒一些鄯位的 结构
刘德庆 中国建材技术装备总公司 （０８ １ １０３ ）
摘 要 从旋风筒 问世发展成为水泥生产的主要设备谈起，就旋风筒影响预热器效果的几个部位，在结构变迁 改进方面作了介绍、对各种结构的利弊进行了评述 结合新结构选用新材料和改进方案表达了个人意见。 关键词 旋风筒 卸料阀 内筒
组成悬浮预热器的关键设备是旋风筒，旋风筒 熟料产量提高 了一倍左右．热耗 随之大幅度下降． 由此旋风筒的身价大增，成为水泥生产悬浮预热器 中旋 风筒 的用途逐渐 扩 大， 由分离 、收尘 发展 到选 的主 体设 备 旋 风筒 的结 构 虽然简单 ．但 是其每 个 粉。由于气液、气固和固体颗粒间重量不同，在离 小 的局部 形状 、结构 和规 格尺 寸都直 接 影响着预 热 心力的作用下旋风筒分离效率突出，对水泥生产起 器 系统 的经济 效 果 。很 多企 业 和 院校 专 家教 授们 ， 到了重要作用。 自 ０ ２世纪３年代初丹麦开发出四级 在旋风筒开发研究方面作 了大量工作 。当前在贯彻 ０ 十五 ”规划 中，水 泥装 备 向大 型化 发展是 国 悬浮预热器后，特别是在５ 年代初德 国洪堡公司建 建材 “ ０
预热器构造及原理
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谢谢大家 谢谢大家
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工作原理（ 工作原理（二)
气固分离：１、气流携带料粉以切线方向高速进入旋风筒，在筒内 旋转向下，至锥部反射内旋转向上。 ２、在旋转时，料粉及气流受离心力的作用具有向壁 运动倾向，大颗粒质量大惯性大，碰壁失速坠落
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常见故障（ 常见故障（一)
预热器堵塞 ： １、结皮 ２、翻板阀不灵活 ３、 抽风不足 ４、喂料不均、温度波动大
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工作原理（ 工作原理（一)
换热原理: 1、料粉从喂料口喂入,迅速分散悬浮于气流中，气固相间立即 进行热交换，且换热速率极快 2、80%以上的热量交换在连接管道中完成，只有不到20%的 在旋风筒完成
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预热器的发展
1951年,德国洪堡公司的洪堡型旋风预热 器是水泥工业首次投入运行的悬浮预热器。 预热器主要形式有旋风、立筒、立筒—旋 风混合式三种。
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基本构造（ 基本构造（一）
气流
1.换热管 2.旋风筒
1
料流
2
气流 换热区 料流 分离区
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故障处理（ 故障处理（二)
系统塌料: 1、检查翻板阀动作 2、检查系统漏风，尤其是下料管处膨胀节和翻板阀 锁风不好造成的漏风 3、合理的配料配煤
第五讲 悬浮预热
常用的锁风阀：单板式、双板式和瓣式
• 4 .气固间换热
• 气固间的热交换80％以上是在入口管道内进 行的，热交换方式以对流换热为主。 • 当dp=100µm时换热时间只需0.02～0.04s， 相应换热距离仅0.2～0.4m。 • 气固之间的换热主要在进口管道内瞬间完成 的，即粉料在转向被加速的起始区段内完成 换热。
常见故障及处理办法
现 象 产生原因 处理办法 注意事项
堵
塞பைடு நூலகம்
1、筒内有杂物，垮塌 1、定期检查， 耐火材料，结皮掉落； 1、每次检修清理杂物进 杜绝任何地点 2、翻板阀动作不灵活 行投球确认； 漏风或内漏； 或漏风量太大； 2、修理好翻板阀保证工 2、清料时注意 3、用风不合理，风料 作灵活； 安全保护； 配合不好； 3、投料过程要逐步加风、 3、堵塞时检查 加料不能太猛； 4、高温结皮； 应由上而下， 5、系统开、停机频繁； 4、减少机、电故障率； 清堵时应由下 而上； 6、操作不当，工艺管 5、杜绝烧高温； 4、每次检修清 理不到位； 6、定期清结皮； 7、碱、酸、氨等有害 7、稳定原燃材料成分。 理各处结皮、 积料。 成分富集。
• 270°大蜗壳低压损的特点 • ⑴ 、扩大了进口区域与蜗壳，减少了进口区气流阻力； • ⑵ 、内部没有螺旋结构，可将气流平稳引入旋风筒， 物料在惯性力和离心力的作用下达到筒壁，有利于提 高分离效率； • ⑶ 、进风口尺寸优化设计，减少进口气流与回流相撞； • ⑷ 、适当降低旋风筒入口风速，蜗壳底边做成斜面， 适当降低筒内气流旋转速度； • ⑸ 、适当加大内筒直径，缩短筒内气流的无效行程； • ⑹、高径比适当增大，减少气流扰动。 • 一般设计参数（五级）：总压降为（4800±300）Pa， 分离效率η1=92~96%，η5=88%左右，旋风筒截 面风速一般为3.5~5.5m/s。
预热机介绍
预热机的介绍预热机是熟料烧成最主要设备之一，它是一个组合，在我们厂采用的是双系列五级旋风筒+分解炉的悬浮窑外分解技术，是当今世界最先进的熟料锻烧技术，它也是水泥厂最危险的区域，尤其堵料现象发生后，处理过程一定要小心。
预热机的作用为生料加热脱酸和料气分离。
它主要由旋风筒、连接风管、下料管、及煅烧炉组成。
一、 旋风筒预热机组合单元旋风筒主要由下料管、锁风阀、撒料器、换热管道、内筒及旋风筒组成。
功能在于物料在热气流中的分散，均布，气固换热和分离，性能优劣主要表现在是否有较高的换热效率、分离效率、较低阻力和良好的密封性能。
二、旋风筒锥部堵料原因(1) 原料燃料的原因原料、燃料中含有钾、钠、氯、硫等有害物质，它们的化合物氯化钾熔点在768℃左右，K2SO4与CaSO4的熔点在867℃左右，当碱、氯、硫循环量大时易造成锥部堵料，另生料若KH值低，物料在高温下凝熔结于锥部，造成下料不畅而形成堵料，IM值偏高，物料粘度大，流动性差，也会堵料。
(2) 操作方面的原因1.长时间维持较高温度，860℃以上，甚至870℃，造成下料管内结料，又没有及时清出，造成下料不畅而堵料。
2.刚进料时，风车速度过高或过低，造成堵料。
3.煤粉粗，燃烧不完全，进入旋风筒后继续燃烧，形成局部高温造成堵料。
4.温度上下波动大，三段积料往下冲，造成四段堵料。
5.停窑时，停进料后，风车减速太快，旋风筒进口积料，下次重开时，积料易带入旋风筒造成堵料。
(3) 其它方面的原因1.内筒因高温氧化，化学腐蚀等原因掉下卡住锥部而堵料。
2.旋风筒内部结料落下或掉砖等卡住锥部造成堵料。
3.窑进口、托板、斜坡卡大块料造成通风不足也会堵料。
4.锁风阀不零活造成堵料。
三、防止预热机堵料的措施1.在生料化学成份不能变动条件下，除配料方面采用高钙高硅方案外，燃料中必须含硫成份低，避免高硫循环。
2.中控室不管是在刚进料中还是平时运转中，做到热工稳定，使煤风料达到平衡，避免高温操作，避免大调整。
预热器原理
③炉的中心温度较高，边缘温度较 低；
九、预分解窑炉的主要特点
是把大量吸热的碳酸钙分解反应从窑内传热 速率较低的区域移到分解炉中进行。生料颗粒高 度分散在分解炉中，处于悬浮或沸腾状态，各个 区域以最小的温度差，在燃料燃烧的同时，进行 高速传热过程，使生料迅速发生分解反应。入窑 生料碳酸钙的表观分解率提高到85%～95%，从 而大大减轻窑负荷。由于入窑生料分解率的大幅 度提高，使窑内生料的产气量大大降低，窑内生 料以一定流态化状态下冲的趋势大大降低，使窑 的转速得以提高，提升窑内物料的高度，加大生 料与热气流的热交换面积，从而加大了窑内的热 交换效率，使窑的生产能力成倍增加。
三次风量可通过控制阀调节。
两个主燃烧喷嘴分别装在第二区段三次风管 入口的上部，燃料喷入时形成涡流，使之迅速加 热起火预燃在富氧条件下立即分解、氧化和燃烧， 其热量迅速传递给呈悬浮状态的生料。
在第三区段下部设有生料下料管，从上一级 旋风筒下来的生料从此进入炉内，生料进入后立 即悬浮于喷腾层之中。
大
的石灰石分解速度较慢；
△ 粒径大小：颗粒直径越大，分解所需的时 间
越长；
△ 生料的分散悬浮程度：悬浮分散性差，相当 于
通过气相色谱仪对气体分析，发现90%的燃 烧可在第三区段内燃烧，只有10%的燃烧可在第 四区段内完全燃烧，这对防止可燃气体进入旋风 筒内二次燃烧和旋风筒堵塞十分有利。
从冷却机来的三次风直接导入从炉底喷入的 窑烟气之中，炉内不存在水平方向的旋流，故压 力损失较小，一般在0.5～0.6KPa。
炉与窑内的燃料比例约为60：40，出炉生料 分解率可达85%～90%。
并放出CO2的化学过程； ☆ 分解放出的CO2从分解面通过CaO层向表
(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
旋风筒工作原理
旋风筒工作原理旋风筒是一种常见的分离设备，它可以将固体颗粒和气体分离开来。
旋风筒的工作原理是基于离心力和惯性力的作用，通过旋转产生高速气流，将固体颗粒从气流中分离出来。
本文将详细介绍旋风筒的工作原理及其应用。
一、旋风筒的结构旋风筒主要由筒体、进料口、出料口、旋风分离器、旋风管等组成。
筒体是旋风筒的主体部分，通常为圆柱形或锥形，进料口和出料口分别位于筒体的上部和下部。
旋风分离器是旋风筒的核心部件，它位于筒体的中心位置，由一组旋转的叶片和固定的导流板组成。
旋风管是连接旋风分离器和出料口的管道，它的长度和直径决定了旋风筒的分离效果。
二、旋风筒的工作原理旋风筒的工作原理是基于离心力和惯性力的作用。
当气体通过进料口进入旋风筒时，由于筒体的形状和旋风分离器的作用，气体会产生旋转运动，形成高速气流。
固体颗粒在气流中受到离心力和惯性力的作用，向外运动，最终被分离出来。
分离出来的固体颗粒沿着旋风管流向出料口，而气体则从旋风分离器的中心位置流出。
旋风筒的分离效果与旋风分离器的结构和气流的速度有关。
旋风分离器的叶片和导流板的数量和角度可以影响气流的旋转速度和方向，从而影响固体颗粒的分离效果。
气流的速度越高，分离效果越好，但同时也会增加能耗和噪音。
三、旋风筒的应用旋风筒广泛应用于化工、冶金、建材、环保等领域，主要用于固体颗粒和气体的分离。
以下是旋风筒的几个典型应用场景：1. 粉尘收集：在工业生产过程中，会产生大量的粉尘和废气，这些粉尘和废气对环境和人体健康都有一定的危害。
旋风筒可以将粉尘和废气分离开来，减少对环境的污染。
2. 煤粉分级：在燃煤发电和工业锅炉中，需要将煤粉按照粒度分级，以保证燃烧效率和安全性。
旋风筒可以将煤粉按照粒度分离出来，提高燃烧效率和安全性。
3. 矿石分离：在矿山开采中，需要将矿石和杂质分离开来，以提高矿石的品位和价值。
旋风筒可以将矿石和杂质分离开来，提高矿石的品位和价值。
4. 垃圾处理：在城市垃圾处理中，需要将垃圾中的有用物质和无用物质分离开来，以便进行回收和处理。
材料工程技术专业《旋风式悬浮预热器的结构、原理》
影响旋风筒别离效率的主要因素1、旋风筒的直径。
在其他条件相同时，筒体直径小，别离效率高。
2、旋风筒进风口的形式及尺寸。
气流应以切向进入旋风筒，减少涡流干扰；进风口宜采用矩形。
进风口尺寸应使进口风速在16～22m/s之间，最好在18～2021s之间。
3、内筒尺寸及插入深度。
内筒直径小、插入深，别离效率高。
4、增加筒体高度，别离效率提高。
5、旋风筒下料管锁风阀漏风，将引起别离出的物料二次飞扬，漏风越大，扬尘越严重，别离效率越低。
漏风量小于或等于％时，别离效率降低得比拟缓慢；漏风量大于％时，别离效率下降得比拟快。
当漏风量大于8％时，别离效率降为零。
6、物料颗粒大小、气固比含尘浓度及操作的稳定性等，都会影响别离效率。
影响预热器热效率的因素1、预热器别离效率η对换热效率的影响别离效率的大小对预热器的换热效率有显著影响。
研究说明：预热器的别离效率与换热效率呈一次线性关系。
2、各级旋风筒别离效率对换热效率的影响对于多级串联的预热器，各级旋风筒别离效率对换热效率的影响程度是不同的，通过对两级串联的预热器的研究说明：提高上一级预热器的别离效率对提高换热效率的作用比提高低一级预热器的别离效率的作用要大，因此，保持最上级预热器有较高的别离效率是合理的。
3、固气比对换热效率的影响随着固气比的增大，一方面气固之间换热量增加，另一方面又会使由预热器入窑的物料温度降低，增加窑内热负荷，因此存在一个最正确固气比。
实际生产过程中，预分解窑的固气比一般在左右，因此提高固气比有利于提高热效率。
在一般情况下，尽量减少设备散热，严格密封堵漏，降低热耗，均有利于提高固气比，从而提高热效率。
4、预热器级数对换热效率的影响预热器级数越多，其热效率越高。
相同条件下，两级预热器比一级的热效率可以提高约26％。
但随着级数的增多，其热效率提高的幅度逐渐降低，如预热器由四级增加到五级，单位熟料热耗下降126～167J/g，由五级增加到六级，单位熟料热耗仅下降42～84J/g。
熟料-设备-悬浮预热器-旋风筒
旋风筒结构
换热原理
(schematic)
Counter current (shaft stage)
Co-current (cyclone stage)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
典型的最顶级旋风筒
中间旋风筒
旋风筒的结构组成-内筒、翻板阀
Manufacturing Workforce Training 生产人员培训
Manufacturing Workforce Training 生产人员培训
工作区域:
范围: 模型: 培训单元:
熟料生产
设备 悬浮预热器 旋风筒
单元内容：
• 旋风筒的用途 • 功能描述 • 不良工作状况 • 故障原因 • 预防措施 • 安全防护
带4个旋风筒的预热系统
带5个旋风筒的预热系统
窑预热器系统
窑预热器系统
功能描述
• 旋风筒由进风管、蜗壳、锥体和内筒组成。 • 含有悬浮物料的高温气体 通过旋风筒（由ID
风机产生的拉力）， 在离心力作用下，物料 向旋风筒内壁移动、收集，经过锥部下滑到 下料管和翻板阀。 • 提高分离效率的途径：
旋风筒的结构组成-进风口、蜗壳
旋风预热器尺寸
Typical Dimensions
25 max
βmax 65 L min 2,5m h H2
3 d D1
2 c 0,5m
温度和压力示意图
不良工作状况
• 气料分离效率低 粉尘循环严重 热耗增加
• 堵塞撒料板上的下料管道可能导致停 窑 增加物料循环
• 压降增大 能耗增加 产量降低
水泥熟料生产线熟料煅烧的基本知识
熟料生产线热工设备基础知识1.1新型干法水泥回转窑系统概述水泥是一种细磨材料，它加入适量水后，成为塑性浆体，这种浆体是既能在空气中硬化，又能在水中硬化（硬化后要达到一定的强度），并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起的而且具有其他一些性能的水硬性胶凝材料。
水泥生产要经过“二磨一烧”（即生料磨、水泥窑和水泥磨），其中，水泥窑系统是将水泥生料在高温下烧成为水泥熟料的热工设备，是水泥生产中一个极为重要的关键环节。
新型干法水泥回转窑系统是以悬浮预热技术和窑外分解技术为核心，以NSP窑（或称：PC窑）为主导的水泥熟料烧成系统。
没有分解炉的新型干法水泥回转窑系统叫做SP窑，有分解炉的新型干法水泥回转窑系统叫做NSP窑，在一些欧美国家也将NSP窑称为PC窑，即预分解窑。
窑外分解窑的工作原理为：（分别从料、煤、风的角度论述）第一，生料粉从第1级旋风筒和第2级旋风筒之间的联接管道加入，加入的生料进入联接管道内后马上被分散在上升气流中，从而被携带到第1级旋风筒（简称C1）内，在旋风筒内利用离心力的作用进行气固分离后，废气被排走，而生料粉被再一次加到C2和C3之间的联接管道内，然后再一次被携带到C2内进行气固分离。
这样依次类推，生料粉依次通过各级旋风筒及其联接管道。
生料粉每与上升的气流接触一次，就经过一次剧烈的热交换，从而生料粉被一次一次地预热升温，废气则被一次一次地冷却降温，从而达到回收废气余热来预热生料。
当生料达到一定温度，会发生一定程度的碳酸盐分解（小部分分解，因为废气的热焓不足以使其发生大量分解）。
出C4的预热生料进入分解炉，在分解炉内完成大部分碳酸钙的分解，分解反应所需热量来自于分解炉内的燃料燃烧。
分解后的生料与废气再一起进入C5内，经C5完成气固分离后，生料入回转窑内煅烧，再经过一系列物理化学反应后，最终烧成为水泥熟料。
出窑后熟料再经过冷却机冷却后被送到熟料库内。
熟料、石膏、混合材按一定比例在水泥磨内混合粉磨后就成为水泥。
影响预热器换热效率及收尘效率的因素教学内容
影响预热器换热效率及收尘效率的因素一、悬浮预热技术的优越性干法回转窑生产水泥熟料，生料的预热、分解和烧成过程均在窑内完成。
回转窑作为烧成设备，由于它能够提供断面温度分布比较均匀的温度场，并能保证物料在高温下有足够的停留时间，尚能满足要求。
但作为传热、传质设备则不理想，对需要热量较大的预热、分解过程则甚不适应。
这主要由于窑内物料堆积在窑的底部，气流从料层表面流过，气流与物料的接触面积小，传热效率低所致。
同时，窑内分解带料粉处于层状堆积态，料层内部分解出的二氧化碳向气流扩散的面积小、阻力大、速度慢，并且料层内部颗粒被二氧化碳气膜包裹，二氧化碳分压大，分解温度要求高，这就增大了碳酸盐分解的困难，降低了分解速度。
悬浮预热技术的突破，从根本上改变了物料预热过程的传热状态，将窑内物料堆积态的预热和分解过程，分别移到悬浮预热器和分解炉内在悬浮状态下进行。
由于物料悬浮在热气流中，与气流的接触面积大幅度增加，因此传热速度极快，传热效率很高。
同时，生料粉与燃料在悬浮态下，均匀混合，燃料燃烧热及时传给物料，使之迅速分解。
因此，由于传热、传质迅速，大幅度提高了生产效率和热效率。
二、悬浮预热窑的特点悬浮预热窑的特点是在长度较短的回转窑后装设了悬浮预热器，使原来在窑内以堆积态进行的物料预热及部分碳酸盐分解过程，移到悬浮预热器内以悬浮状态进行，因此呈悬浮状态的生料粉能与热气流充分接触，气、固相接触面大，传热速度快、效率高，有利于提高窑的生产能力，降低熟料烧成热耗。
同时它尚具有运动部件少，附属设备不多，维修比较简单，占地面积较小，投资费用较低等优点。
三、悬浮预热器的构成及功能悬浮预热器主要有旋风预热器及立筒预热器两种。
现在立筒预热器已趋于淘汰。
预分解窑采用旋风预热器作为预热单元装备。
构成旋风预热器的热交换单元设备主要是旋风筒及各级旋风筒之间的联接管道（亦称换热管道）。
悬浮预热器的主要功能在于充分利用回转窑及分解炉内排出的炽热气流中所具有的热焓加热生料，使之进行预热及部分碳酸盐分解，然后进入分解炉或回转窑内继续加热分解，完成熟料烧成任务。
水泥悬浮预热器的工作原理
水泥悬浮预热器的工作原理水泥悬浮预热器是水泥生产过程中的关键设备之一，它主要用于提高水泥窑炉的热效率和降低能耗。
水泥悬浮预热器的工作原理可以简单描述为：通过高温烟气与原料进行热交换，将烟气中的热能传递给原料，从而提高原料的温度，为窑炉供热。
我们需要了解一下水泥悬浮预热器的结构。
一般来说，水泥悬浮预热器由热风室、旋风管和悬浮管等部分组成。
热风室是烟气与原料进行热交换的主要区域，旋风管用于分离烟气中的尘埃颗粒，而悬浮管则用于将原料悬浮在热风中，增加其与烟气的接触面积。
在水泥生产过程中，石灰石和粘土等原料需要在窑炉中进行高温煅烧，以产生水泥熟料。
而水泥悬浮预热器的作用就是在熟料进入窑炉之前，通过预热的方式提高原料的温度，从而节约能源。
具体来说，水泥悬浮预热器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 烟气进入热风室：烟气从水泥窑炉中排出，并经过净化处理后进入水泥悬浮预热器的热风室。
烟气的温度通常在800℃至900℃之间。
2. 烟气与原料进行热交换：烟气在热风室中与原料进行热交换。
原料首先经过破碎和磨细处理后，以颗粒状的形式进入热风室。
烟气中的热能被传递给原料，使其温度逐渐升高。
3. 烟气的净化：在热风室中，烟气经过旋风管的作用，使其中的尘埃颗粒被分离出来，从而净化烟气。
净化后的烟气再次进入热风室，进行循环利用。
4. 原料的预热：原料在热风室中被烟气加热，温度逐渐升高。
通过调整烟气的温度和流速，可以控制原料的预热温度，以适应窑炉的煅烧要求。
5. 原料的悬浮：在热风室中，原料通过悬浮管被悬浮在热风中。
悬浮管通常是一个倾斜的管道，其一端与热风室相连，另一端下垂进入窑炉。
原料在悬浮管中受到热风的冲击和搅拌，使其与烟气充分接触，增加热交换效果。
通过水泥悬浮预热器的工作，原料的温度可以从室温升至约800℃至900℃。
这样，原料进入窑炉后，所需的煅烧能量就会明显减少，从而降低了窑炉的能耗。
同时，水泥悬浮预热器还可以减少烟气中的有害物质排放，起到环保的作用。
水泥旋风加热器原理
水泥旋风加热器原理水泥生产过程中的核心设备之一是旋风加热器。
在生产过程中，水泥生产需要通过旋风加热器对原料进行加热处理，使得熟料达到生产所需的温度。
本文将介绍水泥旋风加热器原理，从其结构、工作原理和优缺点等方面进行阐述。
一、旋风加热器的结构1. 旋风筒：旋风加热器主体部分，一般由钢板制成，内部有多层肋板。
2. 锥形燃烧室：位于旋风加热器的最低处，内部是燃烧室，燃烧室上面会呈锥形，利于燃烧高温燃料时的气流。
3. 热风箱：旋风加热器的一部分，用于装载高温气体。
4. 烟道：用于排放燃烧后产生的尾气，清洁后的尾气可以进一步利用。
二、旋风加热器的工作原理旋风加热器是借助气流沿着旋风加热器的内壁上升，将空气加热并循环，把旋风加热器壁面的热量传递给旋风加热器里面的粉料。
由于旋风加热器内部的空气是沿着旋风加热器的内壁上升，而不是直接将气体通过中心的燃烧室，所以气流产生了大量的旋转，并在空气与粉料的接触点上下旋转。
这样，旋风加热器内的温度和粉料与热量的接触面积都得以增加，达到了快速升温的目的。
三、旋风加热器的优缺点优点：1. 传热效率高：由于旋风加热器内部呈现多个旋涡状态，使得加热空气与所需要加热的原料的接触面积大大增加，达到了传热效果的最优化。
2. 占用面积小：由于旋风加热器是空气流动的设备，所以它不需要接触面积太大的地方。
3. 运行维护费用低：旋风加热器使用的燃料、能耗均比传统热交换器低，且内部几乎没有机械设备，保养费用也比较低。
缺点：1. 燃料选择范围狭窄：由于旋风加热器内部温度较高，所以它运用的燃料类型和温度的选择范围比较狭窄。
2. 需要防止爆炸：旋风加热器的燃烧室是直接与加热后的空气接触的，一旦燃料不充分燃烧，加热室内的气体有可能会发生爆炸，所以旋风加热器需要进行日常的保养和安全管理。
总之，旋风加热器在水泥生产过程中有着至关重要的作用。
熟练掌握旋风加热器的工作原理和结构等方面的知识，对提高水泥生产效率和质量具有重要作用。
悬浮预热器讲解学习
第七章 悬浮预热器
三．演变过程：
⒈传统的干法中空旋窑煅烧工艺与预热器窑比较
图6.14与6.28
第七章 悬浮预热器
⒉第一次变革：将预热段立起来，1950年开 始，回转窑可以缩短三分之一，产量有所 提高，质量得到稳定。
⒍锁风阀(图4.9)
第七章 悬浮预热器
⒍锁风阀 (图4.9)
第七章 悬浮预热器
四．分析 ? ⒈生料在管道内呈悬浮状态，80％的热交
换是在管道内完成的。 ? ⒉旋风筒的作用是将烟气与粉料分离(或者
说集尘)，只有20％的热交换作用。 ? ⒊气流与物流是混合运行的(同流、逆流都
有)
第七章 悬浮预热器
第七章 悬浮预热器
⒎米亚格型预热器 (图6.37)
第七章 悬浮预热器
三．四级旋风筒预热器详述： ⒈将单级旋凤筒左右错开垂直叠加，层数由
工艺而定，有四级和五级之分；上层与下 层之间用管道相连。 ⒉级数＝旋风筒的层数，由上而下依次为C1、 C2、C3、C4…；
第七章 悬浮预热器
⒊原理—生料从连接第一级旋凤筒与第二级 旋凤筒的管道L上加入，并迅速成悬浮状态， 同时进行热交换。进入到旋风筒后粉料流 速下降，（旋风筒比管道体积加大了）由 于旋风筒筒壁的阻力作用，使得粉料呈螺 旋状下落到筒体的底部。随后定时向下一 级旋风筒排放粉料继续加热，直至完成预 热过程进入回转窑中煅烧。
分解炉氧含量 2.5 - 3.5%
燃烧比率
窑系统
第七章 悬浮预热器
⒊立筒预热器（图 6.32、6.33）
第七章 悬浮预热器
⒋ZAB立筒预热器 (图6.34) ⒌捷克型立筒预热器 (图6.35)
悬浮预热器演示幻灯片
01:45:45
返5 回 5
2.2.2、影响旋风预热器热效率的主要因素
料粉 在管 道内 的分 散与 悬浮
01:45:45
管道 内的 气固 相之 间的 换热
旋风 筒内 的气 固相 分离
漏风 及表 面散
热
生料 粉沉 降的 好坏
6 6
影响旋风预热器热效率的主要因素
? (1) 生料粉进入管道内分散与悬浮的均匀程度直接影 响到传热面积。 生料分散的越均匀，传热效率越高； 反之，越低。
② 计算公式：
h1
?
? D2wA
2(D ? d )wt
(m)
(2 ? 17)
wA ? 旋风筒截面风速
wt ? 气流在旋风筒内的线速度 ,一般为进风口速度的 0.67倍。
或可按h1/D=0.6~1.0 。 一般第 1级旋风筒的圆柱体高度大于等于圆锥体的高度
其01:4他5:45几级旋风筒的柱体高度小于圆锥体的高度。 31
（1） 旋风筒柱体直径 D的确定
Di ?
4V
? uA
断面风速的选取参考 :
Di—旋风筒有效内径，（m）； V —旋风筒通风量，（m 3/s ）
UA—旋风筒断面风速（m/s ）。
旋风筒
圆筒断面风速 （m/s）
C1
C2
C3
C4
C5
3 ∽ 4 ≥4.8-5.5 ≥4.8-5.5 5.5-6 5-5.5
直径越小 ,风速越大 ,分离效率越高 ,流体阻力越大
01:45:45 01:45:45
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（6）生料粉沉降的好坏对旋风预热器热效率的影响
① 生料粉沉降的不好，气、固分离效率降低， 热效率也降低。
五大热工设备介绍
五大热工设备介绍一、预热器：预热器主要功能是充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料，使生料预热及部分硅酸盐分解，最大限度提高气固间的预热效率，实现整个煅烧系统的优质、高产、低消耗。
它必须具备气固分散均匀、换热迅速和高效分离三个功能，在旋风预热器中，物料与气流之间的热交换主要在各级旋风筒之间的连接管道中进行，因此对旋风筒本身的设计，主要考虑了如何获得较高的分离效率和较低的压力损失，旋风筒的主要任务在于气固分离。
来自上一级旋风筒收集下来的物料经喂料管落入散料板上冲散折回进入下一级旋风筒的排气管道中均匀冲散悬浮，并随上升气流进入旋风筒进行气固分离，气流由上而下做旋风运动，最后从锥部随排风机给予的动能沿旋风筒的中心垂直往上运动，此时，固体的物料沿筒壁落下进入下料溜管，排出的是相对干净的废气。
旋风筒的收尘效率及阻力与旋风筒内的风速密切相关，旋风筒截面风速一般控制在5—6m/s，进风口风速在15-18m/s，出口风速控制在11-14m/s，若过高，引起系统阻力较大，过低不利于旋风筒收尘。
预热器主要部位工艺操作参数如下图（以天津院TDF预热器为例）：预热器工作原理如下图：二、分解炉：分解炉是在预热器和回转窑之间增设的一个装置，燃煤喂入分解炉燃烧放出的热量与进入炉内的生料碳酸盐的分解和吸热过程同时在浮状态下进行，使得入窑碳酸盐分解率提高到90%以上。
原来在窑内进行的分解反应移至分解炉内来，燃料大部分从分解炉内加入，减轻了窑内热负荷，延长了衬料的寿命有利于生产大型化，由于燃料与生料粉混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程都得到优化，因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能特点，它主要作用是燃料的燃烧、换热和碳酸盐的分解。
在分解炉内，生料及燃料分别依靠“涡旋效应”、“喷腾效应”、“悬浮效应”和“流化态效应”分散于气流之中。
由于物料之间在炉内流场中产生相对运动，从而达到高度分散、均匀混合和分布、迅速换热、延长物料在炉内的滞留时间，达到提高燃烧效率、换热效率和入窑物料碳酸盐分解率的目的。
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功能描述
• 旋风筒由进风管、蜗壳、锥体和内筒组成。
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旋风预热器尺寸
Typical Dimensions
25 max
βmax 65 L min 2,5m h H2
3 d D1
2 c 0,5m
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21 July 2020
温度和压力示意图
Manufacturing Workforce Training 生产人员培训
熟料分厂：徐林
1
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21 July 2020
Manufacturing Workforce Training 生产人员培训
工作区域:
范围: 模型: 培训单元:
熟料生产
设备 悬浮预热器 旋风筒
2、正确的设计
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21 July 2020
安全防护
• 穿戴好防护装备（耐温防烫服、护目镜 等）；
• 预留安全通道，人应在上风口； • 完好的工具； • 做好与中控室的沟通； • 严禁两处以上的作业。
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堵塞清理后的旋风筒-7#窑C5锥体
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故障原因
• 撒料板损坏 • 旋风筒入口积料 • 内筒脱落 • 设计缺陷
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预防措施
1、清除旋风筒入口处的积料 使用高压气体 空气炮（可控制压力的） 设置耐热驼峰增加气体速度
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单元内容：
• 旋风筒的用途 • 功能描述 • 不良工作状况 • 故障原因 • 预防措施 • 安全防护
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带4个旋风筒的预热系统
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旋风筒结构
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换热原理
(schematic)
Counter current (shaft stage)
Co-current (cyclone stage) 10
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• 含有悬浮物料的高温气体 通过旋风筒（由ID 风机产生的拉力）， 在离心力作用下，物料 向旋风筒内壁移动、收集，经过锥部下滑到 下料管和翻板阀。
• 提高分离效率的途径：
增加内筒长度
增加旋风筒高度与直径比（即高且细的设计）
• 预热器最顶级的旋风筒设计成高效分离型， 为了降低塔架高度通常设计成双筒型。
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不良工作状况
• 气料分离效率低
粉尘循环严重
热耗增加
• 堵塞撒料板上的下料管道可能导致停 窑
增加物料循环
• 压降增大
能耗增加
产量降低
• 落入较低级旋风筒（物料短路）
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