新型干法水泥回转窑系统

新型干法水泥 回转窑系统。
立窑
1.1 系统概述
1.1.1工作原理：
1）生料
2）燃料
入分解炉煤(60%-70%) 入窑煤（40%-30%） 一次空气：输送煤粉的
3）气体
二次空气：来自冷却机的
三次空气：进入分解炉的
1.1.2重要的技术指标
两个主要的评价指标：产量、热耗
Qnet,ar——收到基低位发热量 收到基——以收到原料煤的 1）回转窑的发热能力： 初始状态为基准。 回转窑内的燃烧带内单位时间燃料燃烧所放出的热量。 几个典型的技术指标：
(2) RSP型炉：
RSP型炉：
结构：左部：混合室（MC室） 右部：上部旋风预燃室(SB炉) 下部涡旋分解室(SC炉) 特点： 燃料：在旋风预燃室喷入，与热空气直接接触而燃烧， 燃烧效果好。 生料：从SC室喂入，被三次风分散。 气体： 窑气经上升管道喷腾进入，热空气从SC炉的内侧 以切线方向送入，两股气流一起进入混合室。 优点：对燃料适应性强 缺点：结构比较复杂，系统通风调节比较困难，流动阻力损失大。
新型干法水泥回转窑系统
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水硬性胶凝材料。
水泥生产的过程是要经过“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，是水泥生产中的一个极为重要的关键环 节。 干法中空回转窑 水 泥 窑 回转窑 湿法回转窑 立波尔窑(半干法生产) 悬浮预热器窑(SP窑) 窑外分解窑(NSP窑)
1.3.1窑外分解技术
在悬浮预热器与回转窑之间增加一 个新热源——分解炉，将生料中碳 酸钙分解过程移到窑外进行，加快 其分解提高其分解率，入窑分解率 可提高到85%-90%
预分解窑的特点(与其它窑相比）
1）结构特点： 窑尾增设了一个分解炉，承担了原来在回转窑内进行的大量 碳酸钙分解的任务； 2）热工特点： 窑尾增加“第二热源”，大部分燃料从分解炉内加入，改 善了回转窑系统内的热力分布格局，大大地减轻了回转窑内耐 火衬料的热负荷，延长了回转窑的寿命。 3）工艺特点： 将水泥熟料煅烧工艺过程中耗热量最大的碳酸钙分解过程 移至窑外进行，燃料与生料粉处于同一空间且高度分散，燃料 燃烧所产生的热量能及时高效地传递给预热后的生料，使燃烧、 换热及碳酸钙分解过程都得以优化，使水泥熟料煅烧工艺更完 善。
特点：进风口截面由矩形改为多边形，筒体改为双柱双锥的组 合，柱体直径相对减小，内筒直径加大，插入深度减小等。 试验研究证明：其流速分布比较合理，气固分离效率较高 (90％～96％)，处理气体量较大，流体阻力较小。
特点：结构卧式，压损较低，高度较低，降低预热器系统的
阻力和框架高度。
缺点：气固分离效率较低，适用于作为旋风预热器系统的 中间级
6）回转窑内燃烧带的空气过剩系数
根据生产经验以煤粉为燃料的水泥回转窑 α =1.04-1.10范围较合理
7）回转窑内的热效率
Qsh 100% q
Qsh---水泥熟料理论热耗（在没有热量损失和物损失时，由 0℃的干生料烧成1kg水泥熟料所需要的热量（kJ/kg熟料）
sh sh sh sh sh Qsh 17.19mAl 27 . 10 m 32 . 10 m 21 . 40 m 2 . 47 m MgO CaO SiO2 Fe2O3 (kJ / kg sh) 2O3
(1)、NSF型和 CSF型
NSF型炉： • 结构： 上部：圆柱+圆锥体， 为反应室 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混合， 回旋进入反应室 燃料：通过几个喷煤嘴从漩涡室顶侧向下 斜喷入三次风的空气流中，部分燃料 开始燃烧，边燃烧边进入反应室。 生料：分两部分，一部分从反应室锥体部加 入，另一部分从上升烟道中加入。
（4）开发新型撒料装置
1.2.4 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 （2）各级旋风筒的表面散热损失
Lc5 Lc 4 Lc3 Lc 2 Lc1
（3）各级旋风筒的漏风量
Lokc5 Lokc 4 Lokc3 Lokc 2 Lokc1
1.3.2分解炉的分类
旋流式——旋流效应 喷腾式——喷腾效应 按炉内主气流运动形式来分 悬浮式——悬浮效应 流化床式——流态化效应
发展趋势
“综合效应”
第一种类型（a) 按全窑系统主气流运动方式来分 第二种类型 (b) 第三种类型 (c） 按制造厂家的公司名称来分(P39表1.6） (c1)
(c2)
(c3)
“综合效应”的发展主要体现在以下几个方面：
① 适当扩大分解炉的容积，延长分解炉的出口管道形成“炉体+ 管道”的结构，延长其留在分解炉内的停留时间
② 改进分解炉的结构，使炉内具有合理的三位流场，力求提高炉 内气、固滞留时间比(τs/τg)，延长生料在分解炉内的滞留时间。
③ 保证生料向分解炉内均匀喂料，尽快使生料分散且均匀分布。 ④ 改进和保证分解炉用燃料燃烧器的形式与结构，以及合理的布 置燃烧器，使燃料尽快点燃和燃烧，并能提高燃料的燃尽率。 ⑤ 合理匹配下料、下煤点及三次风管，保证分解炉内有合理的温 度场，以利于燃料的着火、燃烧和碳酸钙的分解。 ⑥ 分解炉优化布置在预分解窑系统的流程中 ⑦ 扩大分解炉用煤的品种。
Qyr Gkmr Qnet.ar
G---回转窑的产量（kg熟料/h）
(kJ/h)
k---回转窑内的燃料消耗量占水泥熟料烧成系统总燃料消耗量的比值 mr--生产每千克熟料所需要的燃料量（kg煤/kg熟料） 2）水泥熟料的实际烧成热耗
q mr Qnet.ar
（kJ/kg熟料）
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、单位时间内所承受的热量 Q yr qA ( kJ / m 2 h) Di2 4 4）回转窑内燃烧带的表面热力强度（燃烧带的表面热负荷) 燃烧带单位表面面积、单位时间内所承受的热量 Qyr qF (kJ / m 2 h) Di Li 5）回转窑内燃烧带的容积热力强度（燃烧带的容积热负荷) 燃烧带单位容积、单位时间内所承受的热量 Q yr qV ( kJ / m 3 h) Di2 L2 1) i ( Φ物料填充系数 4
1.2.5 各级旋风预热器串联级数的选择（P29）
1.2.6 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（阻力大） 新型的——低压损旋风筒（阻力小）（书上表1.5）
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
同线型
(a):特点：分解炉所需助燃空气全部由窑内通过，无三次风管。 优点是可节省投资、操作简便、冷却机选型不受限制。 缺点是过多的空气通过窑内，影响窑的操作。 (b): —目前常用形式 特点：分解炉所需助燃空气由三次风管提供，并在炉内与窑气混合。 (c):特点：分解炉所需助燃空气由三次风管提供，窑气不入炉。 优点是保证炉内燃料在纯空气中燃烧。
（4）来料均匀性
因素之二：
气、固相的传热
换热方式以对流换热为主 悬浮换热效果取决于生料 在气流中的分散程度。 用多个旋风换热单元相串 联组成旋风预热系统。
因素之三：气、固相的分离
气、固相的分离的效果直接影响到换热效率。
提高分离效率的措施： （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
两个圆柱体之间设有缩口，形成二次喷 腾。强化气流与生料间混合 气体：三次风径向而入，窑气喷腾进入 燃料：分两部分，90%的燃料在三次风处 进入，与空气充分 燃烧。10%的 在下部倒锥体进入。燃料燃烧处 于还原态 生料：生料在中部圆柱体进入， 处于悬浮态
8）入窑生料分解率: 两种表示方法 （1）表观分解率e: 指从窑尾取得入窑料样,分析其烧失量计算而得的分解率. 所取 样品既有预热生料又有窑尾循环飞扬的飞灰,是两种料的综合分解 率。 10000 (L L )
e
1
2
L1 (100 L2 )
(%)
L1——生料烧失量 L2——入窑物料烧失量 fh——指飞灰 （2）真实分解率: 生料在预热器内预热和分解的真实数据,不考虑飞灰对所取 样品分解率的影响.
特点：最上一级为高型圆柱型旋风筒；最下一级的旋风筒则采 用较陡的锥角；目的是为提高分离效率。中部各级采 用的是 低压损旋风筒，其排气管(内筒)部位采用了导向 板，以便使旋 风筒内的大部分循环气流由导向板直接引入排气管，从而保证 在不降低气固分离效率的前提下，降低旋风筒中的阻力损失。
1.3 分解炉
1.2.1旋风预热器的工作原理
(1)生料粉在废气中分散与悬浮
(2)气、固之间换热 （在联结管道内完成） (3)气、固相的分离，生料粉的收集 （在旋风筒内完成）
影响旋风筒气固分离效率的主要因素：
（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。
改进型RSP型炉：
（3）SLC分解炉 • 结构：上部：缩口 中部： 圆柱体 下部：圆锥体 • 特点 燃料：喷嘴布置在喷腾处，与喷腾而入
的空气充分燃烧，燃烧效果好。
生料：生料分两次加入，分散效果好 气体：三次风喷腾而入，无窑气进入。
SLC-S分解炉
SLC-D分解炉
(4)D-D炉：
结构：上部：圆柱体 中部：圆柱体 下部：倒锥体
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。