熟料设备悬浮预热器旋风筒资料
水泥四五级旋风筒课程设计
水泥四五级旋风筒课程设计水泥四五级旋风筒是水泥生产过程中的一个关键设备，它在水泥熟料的预热、分解、煅烧等过程中起着重要作用。
本文将从旋风筒的结构、工作原理、课程设计等方面进行详细介绍。
一、旋风筒的结构水泥四五级旋风筒由筒体、引风机、尾气排放管道等组成。
筒体是旋风筒的主体部分，通常由钢板焊接而成，内部衬有耐火材料。
引风机用于将外部空气吹入旋风筒，形成旋转气流。
尾气排放管道用于排放煅烧后的尾气。
二、旋风筒的工作原理水泥四五级旋风筒通过高温气流将水泥熟料进行预热、分解、煅烧等过程。
首先，原料从入口处进入旋风筒，随着旋转气流的作用，逐渐往下滑动。
在旋风筒的上升段，熟料与高温气流进行热交换，使熟料逐渐升温。
然后，在旋风筒的下降段，熟料与燃烧气体进行反应，发生分解和煅烧，生成水泥熟料。
最后，煅烧后的熟料通过旋风筒的出口排出，并通过尾气排放管道排放出去。
1. 设计目标根据旋风筒的工作原理和结构特点，设计一个能够合理利用能源、提高水泥生产效率的旋风筒系统。
2. 设计内容（1）确定旋风筒的尺寸和工作参数，包括筒体直径、筒体长度、旋风筒的倾角、引风机的风量和压力等。
（2）设计旋风筒的进料系统，包括进料管道、进料装置等。
（3）设计旋风筒的出料系统，包括出料装置、出料管道等。
（4）设计旋风筒的保温和散热系统，保证旋风筒的工作温度。
（5）设计旋风筒的控制系统，包括温度控制、压力控制等。
3. 设计步骤（1）进行旋风筒的结构计算，确定筒体的尺寸和倾角。
（2）根据旋风筒的工作原理，确定旋风筒的工作参数，如进料速度、煅烧温度等。
（3）设计旋风筒的进料系统，确定合适的进料管道直径和进料装置。
（4）设计旋风筒的出料系统，确定合适的出料装置和出料管道。
（5）设计旋风筒的保温和散热系统，选择合适的保温材料和散热设备。
（6）设计旋风筒的控制系统，选择合适的传感器和控制装置。
4. 设计结果通过对旋风筒的结构和工作原理进行合理设计，可以提高水泥生产效率，降低能源消耗。
新型五级旋风预热器窑特点与操作
新型五级旋风预热器窑特点及其操作上海宝山水泥总厂赵学勇我厂Φ3×48.55m带五级旋风预热器的干法回转窑,(以下简称宝山窑)其悬浮预热器系统是从日本水泥公司(NCC)引进的高效节能设备。
设计指标为产量25 t/h,热耗3970kJ/kg熟料。
1990年12月10～15日通过72h性能考核,实际达到产量25.62t/h,热耗3750kJ/kg熟料。
自1990年7月试生产以来,由于受生料磨能力不足等原因的限制,该生产线尚未能达到设计要求,但节能效果是十分明显的。
在1991年度的试生产中,生产熟料9.765万t,平均热耗3840kJ/kg熟料,合标准煤131.3kg/kg熟料(见表1)。
显然,深入探讨这一条新型干法窑的特点是很有意义的。
表1 1991年度生产情况图1 宝山窑工艺流程1.生料储存库;2.可调速卸料器;3.螺旋输送机;4.生料提升机;5.螺旋输送机;6.稳流小仓;7.双联卸料器;8.皮带计量秤;9.锁风螺旋输送机;10.气力提升机;11.五级旋风预热器系统;12.回转窑;13.三通道喷煤管;14.单筒冷却机;15.链斗输送机;16.颚式破碎机;17.熟料提升机;18.胶带输送机;19.半成品库;20.增湿塔;21.高温风机;22.电收尘;23.回灰螺旋输送机1 宝山窑工艺流程宝山窑工艺流程如图1所示。
窑用生料从储存库底可控流量的卸料器卸出,经过螺旋输送机和斗式提升机送入溢流螺旋输送机,通过该机将窑用生料送入窑尾稳流小仓,多余的生料则经溢流管返回均化库。
送入稳流仓的生料,经过双联式回转卸料器,进入计量皮带秤,它直接记录并显示喂入窑内的生料量。
同时,也间接地反映了回转窑熟料的台时产量。
经计量后的生料通过溢流锁风机送入气力提升泵,再由该泵将生料喂入第二级旋风筒的出风管道内,这样就开始了生料预热及部分分解的过程。
之后进入窑内继续分解和全部烧结成熟料。
熟料通过冷却机冷却,由链斗输送机输送至颚式破碎机破碎,再经过斗式提升机、皮带输送机分送至熟料库。
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。
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
悬浮预热器
1．悬浮预热器的每一个换热单元应同时具备哪三个功能？答：①生料粉在气流中的分散与悬浮；②气固相间换热80%以上在上升管道内进行；③气固相间分离，生料粉被收集,由旋风筒内完成2．试描述旋风预热器的工作原理（说明气流、物料的走向及换热与分离过程及特点？答：气体：气体从下一级连接管道吹上来，到达换热管道，3.悬浮预热器中气固之间的换热大部分在何处进行？气固换热与那些因素有关？答：悬浮预热器中气固之间的换热大部分在换热管道中进行；4.在悬浮预热器中气固之间的分离大部分在何处进行？答：悬浮预热器中气固之间的分离大部分在旋风筒内进行5.为何说料粉的分散于悬浮非常重要？采用什么措施改善料粉的均与分散？答：1.2. (1)选择合理的喂料位臵；(2)选择适当的管道风速；(3)合理控制生料细度；(4)喂料的均匀性；(5)旋风筒的结构；(6)在喂料口加装撒料装臵6.分析影响旋风预热器热效率的主要因素？答：（1）生料粉进入管道内分散的均匀程度直接影响到传热面积：（2）管道内的气固换热程度影响旋风预热器的热效率、（3）旋风筒内的气固相分离的程度影响到旋风预热器的热效率。
（4）漏风及表面散热影响到旋风预热器热效率。
（5）生料粉的沉降的好坏。
7.为什么管道内的风速不能太大，也不能太小？答：管道风速太低，热交换时间延长，不仅影响传热效率，甚至会使生料难以悬浮而沉降积聚，从而使旋风预热器的预热效果以及分离效率大大降低；风速过高，则会增大系统阻力，增加电耗，并影响旋风筒的分离效率。
这样最终不仅增加了水泥生产的成本而且使生产出来的水泥质量也不能达标。
所以风速一般控制在15～25m/s范围为宜，一旦监测到风速不在此范围之内，那么系统会报警使工作人员根据自己的经验采取相关的措施，使风速恢复到此范围之内，这样才能达到我们所预期的目标。
8.影响旋风筒分离效率的主要因素：答：（1）旋风筒的直径。
在其它条件相同时，筒体直径小，分离效率高。
（2）旋风筒进风口的型式及尺寸。
提高旋风预热器换热效率的分析
旋风预热器换热效率的分析悬浮预热器是实现气（废气）、固（生料粉）之间的高效换热，提高生料温度，降低排出废气温度的，有旋风预热器和立筒预热器两种，现在水泥行业主要以旋风预热器为主。
1.旋风预热器的工作原理旋风预热器由若干级换热单元组成，每级换热单元都是由旋风筒及其联接管道构成。
生料从第1级和第2级旋风筒之间的联接管道加入，被上升气流冲散，使其均匀的悬浮于气流之中。
此时进行的是对流换热，由于悬浮状态下气、固接触面积很大，对流换热系数较高，所以换热速度极快，完成换热只需0.02~0.04s。
之后，气流携带生料粉沿切向高速进入第1级旋风筒C1，被迫在圆筒体与排气管之间的圆柱内呈旋转运动状态。
从圆筒体到锥体，气流一边旋转，一边向下运动，直到锥体的顶部，气流被反射向上旋转，最后从排气口排出，而生料粉则从锥体顶部进入到C2和C3的联接管道，然后再次被携带到C2进行气、固分离。
以此类推，生料粉依次通过各级旋风筒及其联接管道。
在进入最后一级旋风筒前，生料进入分解炉完成大部分的CaCO3分解，分解后的生料再与废气一起进入最后一级旋风筒，完成气、固分离，生料最后进入回转窑煅烧。
2.旋风预热器的效率指标衡量预热器系统气、固之间换热效果有两个效率指标，热优良度和换热效率。
在旋风预热器系统中，二者相比，换热效率的使用要多一些。
热优良度：生料在预热器系统内温度的实际升高值与废气及生料进入预热系统时原始的温度差之比。
换热效率：生料出预热器系统所获得的热量与输入到预热器系统总热量的百分比。
EaØ=M Ee本次主要对换热效率的影响因素进行分析并归纳出提高热效率的有效措施。
3.影响旋风预热器换热效率的因素由于影响旋风预热器热效率的因素很多，而且相互之间有较密切的联系，某一因素的影响可用另一因素的影响解释，所以粗略总结以下几点，并查阅相关较新的研究数据（2010年后）用以直观分析：（1）粉料的悬浮效率由单元换热的工作原理可知,在旋风预热器中,气固之间热交换量的80%甚至90%是在旋风筒入口管道内瞬间进行的,前提条件是粉体物料充分均匀分散悬浮于气流中。
第五讲 悬浮预热
撒料箱的功能特点 ⑴、利用物料下落的动能冲击撒料箱底板将料 流打散； ⑵、增大底板面积形成梯形与管道相接，以适 应物料分离扩散形状的要求； ⑶、底板有一定的倾角，降低物料与底板的摩 擦阻力，以利分散的物料向管道内流动； ⑷、底板表面一般有顺料流方向的山形筋条， 能增强底板刚度以防热变形，同时防止分散后 的物料重新汇聚成团。
第五讲 悬浮预热技术及设备
1、了解预热器的分类方法； 2、掌握预热器的工作原理和结构组成； 3、掌握影响旋风筒效率的主要因素； 4、熟悉旋风预热器的结构及技术参数。
悬浮预热技术： 是指低温粉状物料均匀分散在高温气流之 中，在悬浮状态下进行热交换，使物料得 到迅速加热升温的技术 。
1.预热器的分类
2.3.1.3排气管尺寸与插入深度
• 排气管尺寸是按气流出口速度计算的。一般来说 Vm大于10m/s，在有良好的撤料装置时，不会发 生短路。新型旋风筒V出一般在15～20m/s之间。 • 内筒插入深度分为以下三种情况： • ①插入深度达到进气管中心附近。 • ②与排气管径相等。 • ③达到进气管外缘以下。
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
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。
旋风预热器的工作参数有哪些
旋风预热器的工作参数有哪些第一篇：旋风预热器的工作参数有哪些旋风预热器的工作参数有哪些预热器属于悬浮态传热，由于气固接触，传热面积大，传热效率高。
生料粉悬浮态传热面积是堆积态传热面积的2000多倍，悬浮态的气固传热系数也比堆积态传热系数提高了12 ~ 23倍。
(1)预热器热效率η物料在预热器中所获得的热量与输入预热器热量之比。
η =(QQ2tm1)/(tg1-tg2)式中ε——预热器升温系数，以小数表示；tm1，tm2 ——分别表示进出预热器物料的温度（℃）；tg1，tg2 ——分别表示进出预热器气体的温度（℃）。
(3)分解效率分解效率是预热器回收粉体的能力，一般用废气中粉尘含量来评价。
预热器的分解速率，特别是1级预热器的分解效率，直接影响到水泥生产成分和大气环境。
影响预热器分离效率的因素除了预热器本身的结构外，主要是操作中的漏风。
(4)压力损失ΔP预热器压力损失是指预热器进口和出口压力差，主要是由预热器结构决定的。
它直接影响系统的电耗，实际生产中要尽可能降低。
公司成套生产线包括：新型水泥生产线、活性石灰生产线、陶粒生产线、石料生产线、制砂生产线、选矿生产线、石英砂生产线、碎石生产线、加气混凝土设备，为你提供更为专业的服务。
公司视产品质量为企业的生命。
公司生产的球磨机设备，包括水泥球磨机、节能球磨机、陶瓷球磨机、超细球磨机、防爆球磨机、搅拌球磨机、管式球磨机、湿式球磨机、溢流型球磨机、选矿球磨机等。
我厂设备具有性能可靠、设计合理、操作方便、工作效率高等特点。
产品严格按照IS09002国际质量认证体系标准生产，公司生产的水泥设备由熟料细碎机、水泥球磨机、管磨机、风扫煤磨机、冷却机、预热器和烘干机等主要设备组成，配合气箱式脉冲袋收尘器、链式输送机、提升机、水泥粉磨站可组成完整的水泥生产线。
该生产线具有高效、低能、处理量高、经济合理等优点。
第二篇：旋风分离器工作原理旋风分离器工作原理当含尘气体由切向进气口进入旋风除尘器时，气流由直线运动变为圆周运动，旋转气流的绝大部分沿除尘器内壁呈螺旋形向下、朝向锥体流动，通常称此为外旋气流。
《新型干法水泥生产技术》第7章 悬浮预热技术
❖ 径向速度：很小，对气固分离的作 用不太明显。
❖ 轴向速度：在轴心附近向上流动使 得分离出的物料又被气流扬起而带 出，降低分离效率。
❖ 3.旋风筒的串联工作原理
❖ 旋风筒串联后，从总体说，气流由下而 上，料粉由上而下运动，形成逆流状态 热交换。但对每一级旋风筒及管道内来 说，气流与粉料则多为同向流动，进行 同流热交换，因此旋风预热器热交换过 程的待点为由几个同流状态的热交换单 元组成的逆流状态的热交换系统。
❖ 料粉被气流携带作旋转流动时，由于物料密 度大于气体密度，受离心作用，物料向边部 移动的速度远大于气体，致使靠近边壁处浓 度增大；同时，由于粘滞阻力作用，边壁处 流体速度降低，使得悬浮阻力大大减小，物 料沉降而与其 速度矢量有三个分量：切向速度ut、 轴向速度uz和径向速度ur。
❖ 逆流换热
物料温度有可能接近进口气体温度，因此 φ的理论值接近于1。 ❖ 顺流换热
❖ 三、预热器热效率
❖ 物料在预热器中所获得的热量与输入预热 器的热量之比。
第二节 旋风预热器窑
❖ 一、旋风预热器窑的组成及工艺流程
❖ 二、旋风预热器的构造及换热工作原理
❖ 1.旋风预热器的构造 ❖ 由多个旋风筒及连接管道组合而成，其构成单元是
❖ c.内筒尺寸及插入深度：内筒直径小、插入 深，分离效率高。
❖ d.旋风筒筒体高度：一般增加筒体高度，有 利于提高分离效率。
❖ e.旋风筒下料管锁风阀的漏风：如果漏风， 将引起分离出的物料二次飞扬，漏风越大， 扬尘越严重，使分离效率降低。
❖ f.风速，16~22m/s
❖ 在提高气固分离效率之外，还必须考虑旋风 筒的流体阻力损失（压损）。一般来说，分 离效率的提高会引起旋风筒压损的提高，造 成高温风机电耗的增大。
270度切蜗壳式旋风预热器
旋风预热器旋风筒设计——ο270切蜗壳式旋风筒引言悬浮预热器有两种：旋风预热器和立筒预热器。
随着时代的发张，经实践证明：旋风预热器在很多方面都表现出很大的优越势地位；而立筒预热器在技术上已经被淘汰。
本设计中旋风预热器、旋风预热器出口高温管段全部采用不锈钢（1Cr18Ni9Ti ）制作，外敷100mm 厚矿棉保温层。
一、旋风预热器的功能设置悬浮预热器是为了实现气（废气）、固（生料粉）之间的高效换热，从而达到提高生料温度，降低排出废气温度的目的。
二、旋风预热器的工作原理气流携带生料粉沿切线方向告诉进入旋风筒，从而被迫在圆筒体与排气管之间的圆环柱内呈旋转运动状态。
而且是一边旋转，一边向下运动，从圆筒体到锥体，一直延伸到锥体的端部，并向上旋转，最后从排气管排出。
三、技术尺寸和结构参数(1)旋风筒的直径（内径）根据旋风筒内的气体流量及截面风速来计算D ：πωVD 4=式中 V ——旋风筒内气体的流量，3m /s ，w ——假想气体沿旋风筒全截面垂直通过时的平均流速，又称：表观截面风速，m/spp t V V V V V LOKk co fl f 02.15.27315.273])([+⋅+++= （3m /h ）式中 VVf= （包括窑尾出来的废气量、向分解炉内的漏风量3Nm/h ）(2)旋风筒进风口的形式和尺寸a.旋风筒的进风口的类型为ο270切蜗壳式。
b.6f e =；eD R+=21；eD R322+=；eD R523+=式中 e 是“偏心度”；2/)(d D -被称为：“环形空腔宽度”：f 被称为：进风口的“扩张度”或“张开度”，表征蜗壳式进风口的展开角，展开角大对于提高旋风筒的气、固分离效率有利，但其外形尺寸及积料面也会随之增大，为了避免积料，蜗壳底部多为倾斜面。
(3)排气管尺寸和插入深度的确定a.内筒外径与旋风筒内经之比7.0~6.0/=Dd ,内筒中的气流速度达到14~13m/s ，有利于上一级换热单元中粉料的分散与悬浮。
悬浮预热器
第七章 悬浮预热器
§7—3旋风筒结构计算 一．作用：80％分离烟尘，20％的热交换。 二．分离效率 C1级———90％以上； C2级———70％以上； …………………… C4级———70％以上。
第七章 悬浮预热器
三．结构参数与计算： D——旋风筒内径； H——旋风筒总高度； h1——圆柱体高度； h2——圆锥体高度； h3——内筒扦入深度； h4——喂料口底部至内筒末端 距离； a——进风口宽度； b——进风口高度； d——内筒内径； de——排灰口内径； d0——下料口内径： α——锥边仰角。
第七章 悬浮预热器
§7—2旋风筒的组合类型 一．分类： ⒈按厂商名称分： 史密斯型—丹麦 洪堡型—德国 多波尔型、维达格型、盖波尔型、ZAB型 ⒉按工作原理分： 同流交换型(物流与气流同向) 逆流交换型(物流与气流相反) 混合交换型(两种状况都有) ⒊按预热器组合形式分： 旋风筒组合式 立筒为主式 混合式(立筒、旋风筒都有)
第七章 悬浮预热器
§7—4换热管道结构与计算 一．管道直径： 直径φ可根据风速确定，管道 风速一般取10～25m／s。 二．管道长度：L根据上升温度和所需时间而定。 例：温度从680C上升到800C，升高了132C，所需时 间为0.0176秒。管道风速为20m／s；确定长度L。 L＝0.0176×20＝0.4米 三．管道的作用： ⒈连接和输送气固流； ⒉分散物料、均布物料、锁风； ⒊气固两相之间换热—最主要的功能。
12 1 23 2 34 3 4 4 4 4 34 3 23 2 12 1
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)
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
水泥熟料煅烧设备
窑熟料携出热量回收。
• (4)作为熟料输送装备，输 送高温熟料。
热效率(%)
< 50 65～70 70～75
第四代推动棒 式篦冷机
45～55
1.5～2.0
72～76ຫໍສະໝຸດ 5.3.4 冷却机（Clinker Cooler）
• 熟料冷却机作业原理在于高效、快速地实现 熟料与冷却空气之间的气固换热。
5.3.4 冷却机（Clinker Cooler）
熟料冷却机的功能及其在预分解窑系统中的作用： • (1)作为工艺装备，对高温 熟料的骤冷。 • (2)作为热工装备，对二次 风、三次风的加热升温 • (3)作为热回收装备，对出
5.3 熟料煅烧设备
新型干法水泥生产关键技术装备：
旋风筒 预热 连接管道
悬浮预热器
分解炉
分解
回转窑
烧成
冷却机
冷却
分解炉
回转窑 冷却机
5.3.1 悬浮预热器（suspension preheater）
1、定义
是指低温粉状物料均
匀分散在高温气流之 中，在悬浮状态下进 行热交换，使物料得 到迅速加热升温的技 术。
2、优越性
物料悬浮在热气流中
，与气流的接触面积 大幅度增加，传热、 传质迅速可大幅度提 高了生产效率和热效 率。
5.3.1 悬浮预热器（suspension preheater）
2.2 悬浮预热器
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 其他几级旋风筒的柱体高度小于圆锥体的高度。
（5）圆锥体的高度h2的确定
① 圆锥体的作用：能起到向中心收拢物料的作用，使 物料顺利过渡到小直径的排料口，对分离效率的作 用很小。 ② 一般选取： C1级 α≥65°-70° C2和C3级 α ≥ 65°，
避免物料以高动能向下 冲击，使物料能与其气流进 行最为充分地热交换。 插入深度应是让物料分散 悬浮而不成团掉落，更要 让物料是在进入的整个容 器的断面上分散。 上一页下一页 返回
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④ 合理控制生料细度和喂料的均匀性。
细度：重视200μm的筛余量，放宽80μm的筛余量。
喂料的均匀性：要求来料管的翻板阀灵活、严密； 来料多时，它能起到一定的阻滞缓冲作用；来料少 时，它能起到密封作用，防止系统内部漏风。
① 选择合理的下料位置，近可能靠近下一级旋 风筒出口。但是，必须以下落的物料能均匀悬浮， 不短路落料为前提。 ② 选择合理的进口风速(15~21m/s) ；
③ 为加强分散可在喂料口安装撒料器；
④ 合理控制生料细度和喂料的均匀性； ⑤旋风筒的结构
返回 7
气体速度对物料输送的影响
设物料颗粒＜100μm
结论：每级旋风筒都应具有三方面的功能
① 生料粉在气流中的分散与悬浮； ② 气固相间换热在上升管道内进行（换热管道） 据测算，每个换热单元所传递的热，80%以上 在进风管道中已完成，时间0.02-0.04s，20%以 下在旋风筒内完成。 ③ 旋风筒内主要进行分离和生料粉的收集。
预热器系统的漏风分为两种：
16:30:29
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。
悬浮预热技术
连接管道
作 用：进行热交换，约80％以上。
主要传热方式：对流传热。
▪ 对管道的设计十分重要 ▪ 管道风速太低，热交换时间延长，但影响传热
效率，甚至会使生料难以悬浮而沉降积聚，并 且使管道面积过大 ▪ 风速过高，则增大系统阻力，增加电耗，并影 响旋风筒的分离效率 ▪ 正确确定换热管道尺寸，必须首先确定合适的 管道风速：一般12～18m/s
塔 架
旋风பைடு நூலகம்与立筒混合 组合
上表中，立筒预热器因其换热效率不高、产量低，已被淘 汰。因此，我们要着重了解的悬浮预热器主要是旋风预热器。
旋风预热器示意图
旋风预热器的组成 及其功能：
1、旋风筒
使气体与物料分离；
2、连接管道
气、料间迅速换热； 1
3、撒料板（箱）
高效分散料粉；
4、锁风阀
避免气体运动“短路”
4
3 2
作用 组成 原理
旋风筒
主要是气固分离，传热只占6%～12.5%。
由进风管、蜗壳、锥体和内筒（出风管）组成。
物料悬浮于气流中从切线进入旋风筒，产生离心力， 料气特性不同，料离心碰壁下行，气不受影响向上。
性能评价
分离效率 阻力损失
阻力损失越小， 电耗越低
分离效率愈高，生料在系统 内、外循环量就愈少，收尘 负荷减小，热效率提高
带悬浮预热器的回转窑 就称为悬浮预热窑。
悬浮预热器的分类
按制造商命名分类 按热交换方式分类 按预热器组成分类
洪堡型、史密斯型、
EVS/SVS、维达格 型
以同流热交换为主
以数级旋风筒（旋 风预热器）组合，
盖波尔型、ZAB型、 普列洛夫型
以逆流热交换为主
以立筒为主组合
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)
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温度和压力示意图
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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）
MWFT, xiangfan plant 19 October 2018
•
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旋风筒结构
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19 October 2018
换热原理Байду номын сангаас
(schematic)
Counter current (shaft stage)
Co-current (cyclone stage)
2
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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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旋风筒的结构组成-进风口、蜗壳
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旋风预热器尺寸
Typical Dimensions
max
25
βmax 65 L min 2,5m h d c 2 H 3 1 D 2 0,5m
19 October 2018
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 2、正确的设计
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19 October 2018
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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19 October 2018
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
Manufacturing Workforce Training 生产人员培训
熟料分厂：徐林
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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
• • 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： 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。 8
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典型的最顶级旋风筒
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中间旋风筒
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旋风筒的结构组成-内筒、翻板阀
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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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窑预热器系统
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窑预热器系统
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