化工回转窑设计规定综述
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d.转速n
回转窑转动的速度称为该窑的转速.单位r/min.
回转筒体的专速范围为:0.4~10 r/min,常用1~3 r/min,设计转速 时应控制筒体外径的圆周速度不超过1m/s,即2π·R·n/60≤1m/s.
主要是因为大型回转设备的直径和长度都比较大，构成回转设 备的筒体、齿圈、滚圈及内部充填物料的质量总和比较庞大，在 转动过程中所形成的惯性也就比较大。如果回转筒体外径圆周线 速度过快，特别容易产生振动而反过来影响传动装置和支撑装置 的稳定运行，造成轴承等部件失效。
⑦燃烧室 它是工艺所需的高温气体的发生器,与窑尾罩相连,内衬有 若干层耐伙材料.
⑧窑尾罩 它是连接窑尾端与物料预处理设备以及烟气处理设备的中 间体窑头罩内通常也衬有耐火材料,在静止的窑尾罩与回转筒体之 间有密封装置,通常称为窑尾密封装置.
⑨加料设备 它是回转窑的附属设备,一般根据物料入窑形态来选用喂 料设备.
1.0.4 回转窑分类 a.按窑体几何形状来分:直筒窑、冷端扩大窑热端扩大窑、两端
扩大窑. b.按加热方式来分:内热窑、外热窑. c.按工艺作用来分:煅烧窑、焚烧窑、还原窑、干燥窑、冷却窑.
二．筒体
筒体是回转窑的基体,它应有足够的刚度和强度.在安装和运梳过程中 应保持轴线的直线性和截面的圆度,它关系到延长回转窑内衬的寿 命,减少晕转阻力,及功率消耗,减轻不均匀磨损,减少机械故障,保持 长期安全运转,因此十分关键,所以必须根据这一要求来设计窑的 筒体.
a．物料在筒体内的停留时间τ:
物料在筒体内的停留时间τ主要与筒体长度、内径、转速、倾角、 结构(有无抄板、挡料板)及自然倾角等因素有关. 物料在窑内移动的基本规律是随着窑的回转,物料被带到一定高 度,随后下落,由于窑是倾斜的,物料在滑落的同时就沿筒体轴线前 进了一段距离. 按筒体内是否有抄板,分两种情况来计算物料在筒体内的停留时 间τ.
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1.0.2 本规定适用范围:适用于工作压力为微负压或常压的化工回转 窑及回转设备,常用于煅烧、焚烧、还原、干燥、冷却等工艺过程.
1.0.3 引用标准 a.GB/T11352-1989《一般工程用铸造碳钢》 b.JB/T6402-1992 《大型低合金钢铸件》 c.JB/T8853-1999 《标准减速机》 d.JB/T8854.2-1999《齿鼓式联轴器》 e.GB/T10095-1998 《渐开线圆柱齿轮精度》
b.填充系数f
窑某一截面上的填充系数f等于物料层所占有的截面积与窑整个截 面积之比.
某一窑的平均填充系数f等于该段窑内装填物料占有体积与该段窑 的有效体积(容积)之比.
填充系数f主要与结构影响系数、物料处理量、物料的停留时间、 物料的密度、筒体的长度及内径等因书素关.
f=2.12×10-2×k1·G·τ/(ρ·l·Di2)
对直径较大的回转窑,为了便于内衬的砌筑和检修,通常都设有辅助传 动装置.它主要由电动机、减速机、液力偶合器、联轴器、传动轴、 轴承、小齿轮、机架等组成.
⑥ 窑头罩 窑头罩是连接回转筒体头端与流程中下道工序设备的中间过渡体. 窑头罩内通常也衬有耐火材料,在静止的窑头罩与回转筒体之间有 密封装置,通常称为窑头密封装置.
化工回转窑设计规定综述
一、总则 二、筒体 三、滚圈 四、支承装置的设计计算 五、支承装置 六、润滑 七、传动装置 八、窑头、窑尾及密封装置 九、热平衡、热效率计算
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一﹑总则
1.0.1主题内容 a.回转窑是对散状物料(颗粒状、块状或粉料)或浆状物料进行加 热处理的热工设备.它属于回转类设备,回转筒体具有一定的安装 斜度,通常筒体内衬有耐火砖或设有内件(如换热设备、抄板等), 以低速回转. b.本规定慨括了化工回转窑的结构计算、设计—也就是说根据本 设计规定和已知的工艺条件可以进行回转窑的设计和计算. c.本规定所说的化工回转窑主要包括以下九大部件:筒体与内衬、 换热装置、滚圈、支承装置、传动装置、窑头罩、燃烧室、窑尾 罩、加料设备.
⑴筒体内无抄板的物料停留时间τ
τ=L(θ+24)/(324Di·n·sinα) Di—筒体内径,如果不是等径窑,应分段计算;带内衬的窑应为衬
后直径.
⑵筒体内无抄板的物料停留时间τ
τ=m·k·L/(Di·n·sinα)
m、k是系数,它与物性参数、抄板形式、介质与物料的流动方式 密切相关,除了按规定选取外,还应结合实际,参考类似工况的回转 窑确定系数m、k的取值.
① 筒体与内衬 筒体由钢板卷成,是物料完成物理与化学反应地回转容器,因而是回 转窑的基体.
由于回转窑在化工过程中的作用不同,有的介质温度高达1450℃,且介质往
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往带有腐蚀性,此时回转筒体内都需要衬有若干层耐火材料---即 窑衬,保护筒体和减少散热损失. ②换热装置 为了增强换热效果,回转筒体内往往还设有各种换热装置,如链条、 换热管束、格板式换热器等. ③滚圈 筒体、物料、窑衬、内件等所有回转部分的重量通过滚圈传到支 承装置上.滚圈传递的载荷可达几百吨,其本身的重量有可达几十 吨,是回转设备的最重要的关键零件之一. ④支承装置 支承装置承受回转部分的全部重量,由一对托轮轴承组和一个大 底座组成.一对托轮支撑着滚圈,既允许筒体自由转动,又向基础传 递了具大载荷. 挡轮的作用是限制和控制回转窑回转部分的轴向窜动. ⑤传动装置 传动装置的作用是通过设在筒体中部的齿圈使筒体回转,通常齿圈 通过弹簧板与筒体相连.
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Di—筒体内径,如果不是等径窑,应分段计算;带内衬的窑应为衬后 直径.
计算f时应考虑窑内物料的结块等影响因素.
c.筒体倾角α
窑筒体轴线与பைடு நூலகம்平面的夹角为该窑的倾角α.
倾角α大小应根据筒体的长短、物料的流动性及物料的停留时间 而定.
为便于计算,回转窑的斜度习惯上取窑轴线的倾角的正弦值sinα.
筒体的刚度主要是筒体截面在具大的横向切力作用下抵抗径向变 形的能力.
筒体的强度问题主要表现为筒体在载荷坐用下产生裂纹,尤其是滚 圈附近的筒体.筒体在运转过程中存在着相当大的应力,特别是轴 向应力比切向应力大得多.因此在制造、安装、使用和维修工作时 应保证和保持筒体的直线性.
2.1.1筒体的基本参数
筒体的基本参数主要有:物料在筒体内的停留时间τ、填充系数f、 筒体倾角α、转速n.
回转窑转动的速度称为该窑的转速.单位r/min.
回转筒体的专速范围为:0.4~10 r/min,常用1~3 r/min,设计转速 时应控制筒体外径的圆周速度不超过1m/s,即2π·R·n/60≤1m/s.
主要是因为大型回转设备的直径和长度都比较大，构成回转设 备的筒体、齿圈、滚圈及内部充填物料的质量总和比较庞大，在 转动过程中所形成的惯性也就比较大。如果回转筒体外径圆周线 速度过快，特别容易产生振动而反过来影响传动装置和支撑装置 的稳定运行，造成轴承等部件失效。
⑦燃烧室 它是工艺所需的高温气体的发生器,与窑尾罩相连,内衬有 若干层耐伙材料.
⑧窑尾罩 它是连接窑尾端与物料预处理设备以及烟气处理设备的中 间体窑头罩内通常也衬有耐火材料,在静止的窑尾罩与回转筒体之 间有密封装置,通常称为窑尾密封装置.
⑨加料设备 它是回转窑的附属设备,一般根据物料入窑形态来选用喂 料设备.
1.0.4 回转窑分类 a.按窑体几何形状来分:直筒窑、冷端扩大窑热端扩大窑、两端
扩大窑. b.按加热方式来分:内热窑、外热窑. c.按工艺作用来分:煅烧窑、焚烧窑、还原窑、干燥窑、冷却窑.
二．筒体
筒体是回转窑的基体,它应有足够的刚度和强度.在安装和运梳过程中 应保持轴线的直线性和截面的圆度,它关系到延长回转窑内衬的寿 命,减少晕转阻力,及功率消耗,减轻不均匀磨损,减少机械故障,保持 长期安全运转,因此十分关键,所以必须根据这一要求来设计窑的 筒体.
a．物料在筒体内的停留时间τ:
物料在筒体内的停留时间τ主要与筒体长度、内径、转速、倾角、 结构(有无抄板、挡料板)及自然倾角等因素有关. 物料在窑内移动的基本规律是随着窑的回转,物料被带到一定高 度,随后下落,由于窑是倾斜的,物料在滑落的同时就沿筒体轴线前 进了一段距离. 按筒体内是否有抄板,分两种情况来计算物料在筒体内的停留时 间τ.
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1.0.2 本规定适用范围:适用于工作压力为微负压或常压的化工回转 窑及回转设备,常用于煅烧、焚烧、还原、干燥、冷却等工艺过程.
1.0.3 引用标准 a.GB/T11352-1989《一般工程用铸造碳钢》 b.JB/T6402-1992 《大型低合金钢铸件》 c.JB/T8853-1999 《标准减速机》 d.JB/T8854.2-1999《齿鼓式联轴器》 e.GB/T10095-1998 《渐开线圆柱齿轮精度》
b.填充系数f
窑某一截面上的填充系数f等于物料层所占有的截面积与窑整个截 面积之比.
某一窑的平均填充系数f等于该段窑内装填物料占有体积与该段窑 的有效体积(容积)之比.
填充系数f主要与结构影响系数、物料处理量、物料的停留时间、 物料的密度、筒体的长度及内径等因书素关.
f=2.12×10-2×k1·G·τ/(ρ·l·Di2)
对直径较大的回转窑,为了便于内衬的砌筑和检修,通常都设有辅助传 动装置.它主要由电动机、减速机、液力偶合器、联轴器、传动轴、 轴承、小齿轮、机架等组成.
⑥ 窑头罩 窑头罩是连接回转筒体头端与流程中下道工序设备的中间过渡体. 窑头罩内通常也衬有耐火材料,在静止的窑头罩与回转筒体之间有 密封装置,通常称为窑头密封装置.
化工回转窑设计规定综述
一、总则 二、筒体 三、滚圈 四、支承装置的设计计算 五、支承装置 六、润滑 七、传动装置 八、窑头、窑尾及密封装置 九、热平衡、热效率计算
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一﹑总则
1.0.1主题内容 a.回转窑是对散状物料(颗粒状、块状或粉料)或浆状物料进行加 热处理的热工设备.它属于回转类设备,回转筒体具有一定的安装 斜度,通常筒体内衬有耐火砖或设有内件(如换热设备、抄板等), 以低速回转. b.本规定慨括了化工回转窑的结构计算、设计—也就是说根据本 设计规定和已知的工艺条件可以进行回转窑的设计和计算. c.本规定所说的化工回转窑主要包括以下九大部件:筒体与内衬、 换热装置、滚圈、支承装置、传动装置、窑头罩、燃烧室、窑尾 罩、加料设备.
⑴筒体内无抄板的物料停留时间τ
τ=L(θ+24)/(324Di·n·sinα) Di—筒体内径,如果不是等径窑,应分段计算;带内衬的窑应为衬
后直径.
⑵筒体内无抄板的物料停留时间τ
τ=m·k·L/(Di·n·sinα)
m、k是系数,它与物性参数、抄板形式、介质与物料的流动方式 密切相关,除了按规定选取外,还应结合实际,参考类似工况的回转 窑确定系数m、k的取值.
① 筒体与内衬 筒体由钢板卷成,是物料完成物理与化学反应地回转容器,因而是回 转窑的基体.
由于回转窑在化工过程中的作用不同,有的介质温度高达1450℃,且介质往
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往带有腐蚀性,此时回转筒体内都需要衬有若干层耐火材料---即 窑衬,保护筒体和减少散热损失. ②换热装置 为了增强换热效果,回转筒体内往往还设有各种换热装置,如链条、 换热管束、格板式换热器等. ③滚圈 筒体、物料、窑衬、内件等所有回转部分的重量通过滚圈传到支 承装置上.滚圈传递的载荷可达几百吨,其本身的重量有可达几十 吨,是回转设备的最重要的关键零件之一. ④支承装置 支承装置承受回转部分的全部重量,由一对托轮轴承组和一个大 底座组成.一对托轮支撑着滚圈,既允许筒体自由转动,又向基础传 递了具大载荷. 挡轮的作用是限制和控制回转窑回转部分的轴向窜动. ⑤传动装置 传动装置的作用是通过设在筒体中部的齿圈使筒体回转,通常齿圈 通过弹簧板与筒体相连.
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Di—筒体内径,如果不是等径窑,应分段计算;带内衬的窑应为衬后 直径.
计算f时应考虑窑内物料的结块等影响因素.
c.筒体倾角α
窑筒体轴线与பைடு நூலகம்平面的夹角为该窑的倾角α.
倾角α大小应根据筒体的长短、物料的流动性及物料的停留时间 而定.
为便于计算,回转窑的斜度习惯上取窑轴线的倾角的正弦值sinα.
筒体的刚度主要是筒体截面在具大的横向切力作用下抵抗径向变 形的能力.
筒体的强度问题主要表现为筒体在载荷坐用下产生裂纹,尤其是滚 圈附近的筒体.筒体在运转过程中存在着相当大的应力,特别是轴 向应力比切向应力大得多.因此在制造、安装、使用和维修工作时 应保证和保持筒体的直线性.
2.1.1筒体的基本参数
筒体的基本参数主要有:物料在筒体内的停留时间τ、填充系数f、 筒体倾角α、转速n.