回转窑热平衡设计计算(完整版)
回转窑系统的设计计算
4、南京化工学院推荐(tuījiàn) 公式
1986年,南京化工学院汇总了世界上54个国家,从1951年到1984 年投产的617台各悬浮预热器和分解窑的生产数据或设计资料,利用 微机(wēi jī)进行产量回归分析,得到了旋风预热器窑、立筒预热器 窑和预分解窑三组产量计算公式。参见P109表2-29。
热平衡的范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来 确定。
在回转窑系统热平衡计算时,其平衡范围,可以回转窑、回 转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作为平衡范围, 范围选得大,则进出口物料、气体温度较低,数据易没定或取得, 但往往需要的数据较多,计算也烦琐。因此一般选回转窑加窑尾 预热分解系统作为平衡范围。
③窑体散热
主要与窑皮及窑衬材料的隔热性能有关。可采用隔热材料降低热 损失。
(2)回转窑的发热能力及热负荷
(前已讨论,略)
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(二)热平衡计算(jì suàn)基准、范围及原始数 据
(1)热平衡计算(jì suàn) 基准
1、物料基准:一般以1kg熟料为基准;
2、温度基准:一般以0℃为基准。
(2)热平衡范围
1、产量标定的意义 正如前面所论述的,除了窑的类型和尺寸外,影响回转窑产
量的因素很多,特别是近年来,随着生料预均化系统的完善,悬 浮预热器窑与窑外分解窑技术的发展,计算机控制过程的广泛应 用,和科学管理的加强,使窑的单位产量指标有所提高,因此对 设计中已确定的回转窑,必须进行产量的标定。
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2、产量(chǎnliàng) 标定的要求
是综合多家厂生产数据,一般也采用平均值。
同时应结合国内生产条件和生产厂实际情况进行综合考虑。
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3、计算公式与实际(shíjì)产量综合标 定
回转窑热平衡计算
回转窑热平衡计算回转窑热平衡计算是工业生产过程中常见的一种热工计算方法。
回转窑常用于水泥生产过程中的煅烧环节,通过应用热平衡计算,可以确定回转窑的热效率,进一步指导工业生产过程的优化。
本文将详细介绍回转窑热平衡计算的原理和步骤,并以一个实际应用案例进行说明。
回转窑是一种长圆筒形的设备,通常由砌筑的耐火材料和传热设备组成。
在回转窑中,水泥熟料通过滚动和旋转的运动方式逐渐完成水泥熟化过程。
在这个过程中,因为有化学反应的进行和传热,会产生大量的热量。
为了保证回转窑的正常运行和热能的高效利用,需要进行热平衡计算。
回转窑热平衡计算的基本原理是根据能量守恒定律,在回转窑内各部分之间建立热平衡方程组。
热平衡方程组包含两个方程:供热方程和传热方程。
供热方程描述了燃烧器燃料和回转窑材料之间的热量传递关系,传热方程描述了回转窑内部各部分之间的热量传递关系。
1.确定各热能输入和输出项:计算回转窑内的热阻、热流量、热能产生和热能损失等。
2.确定各热平衡系数:根据回转窑的物料流动、气流输送、燃料燃烧等特点,确定各热平衡系数,包括传热系数、比热容、热传导系数等。
3.建立热平衡方程组:根据能量守恒定律,建立回转窑内各部分的热平衡方程组。
这些方程包括供热方程和传热方程。
4.求解热平衡方程组:通过求解热平衡方程组,得到回转窑内各部分的温度分布和能量平衡。
5.分析结果和优化设计:根据计算结果,分析回转窑的热效率和能量损耗,进一步优化设计,提高热能利用效率和降低生产成本。
下面以一个实际应用案例来说明回转窑热平衡计算的具体步骤。
假设一个回转窑,长度为50米,内径为3.6米。
假设该回转窑的热风温度为1200摄氏度,燃料燃烧温度为1800摄氏度。
假设回转窑内的物料和气体都是均匀分布的,且无温度梯度。
回转窑内的热传导系数和比热容分别为0.5 W/(m2·K)和1.0 kJ/(kg·K)。
根据上述假设,可以依次进行以下计算:1.确定各热能输入和输出项:根据回转窑的热能输入和输出情况,计算回转窑内的热阻、热流量、热能产生和热能损失等。
回转窑系统的设计计算
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产量、直径常用计算公式
北京建材院,NSP窑生产能力:
G=KD2.5L0.762 G-熟料小时产量,t/h K-系数,0.114~0.119
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南京化工学院 新型干法窑产量计算经验公式
1986年,南京化工学院汇总了世界上54个国 家、从1951年到1984年投产的617台各类悬浮预热 器窑和预分解窑的生产数据或设计资料,利用微 机进行产量回归分析,得到表2-29所示的悬浮预 热窑、立筒预热器窑和预分解窑三组产量计算公 式。鉴于在同一规格下,立筒预热器窑产量一般 稍低于旋风预热器窑的产量这一事实,因此专门 建立了一组立筒预热器窑产量公式。
L和L/Di,确定窑的尺寸
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窑型
筒体型式:直筒型、热端扩大型、冷端扩大型、 哑铃型
延长物料在窑内的停留时间 增加窑的有效容积 降低窑内截面风速 提高窑发热能力和熟料产量,降低料耗和热耗 解决回转窑内烧成能力与预烧能力的矛盾
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直径扩大型窑的缺点
扩大处形成不规则通道,破坏了物料在窑 内运动的均衡性,不利于窑的操作
为检验表2-29建立的公式在标定产量中的精确 度,用不同公式对12种大小不同规格的三类窑 的产量进行标定,结果表明,对1984年前投产 的窑都较接近于实际窑产量的平均值。
综合标定结果,发现三类窑的计算公式中,窑 产量G与Di,L之间的相关关系,即G=f(Di,L) 更接近实际窑的平均产量值,其相关系数比其 他公式的相关系数要高些,故计算产量时,使 用G=f(Di,L)较合理和可靠。
根据设计任务,按窑单机要求产量G,查图298或表2-29中计算公式(2-82),(2-86),(2-90) 计算估计新窑的直径Di
石灰竖窑和回转窑热平衡表
石灰竖窑和回转窑热平衡表介绍石灰竖窑和回转窑是常用于石灰生产的两种窑炉,它们在工艺原理、热平衡和热能利用等方面有着明显的差异。
本文将详细探讨石灰竖窑和回转窑的热平衡表,并对两种窑炉在热能利用上的优劣进行比较。
石灰竖窑的热平衡表窑炉结构石灰竖窑是由砖石砌成的垂直柱状窑体,窑顶有料石料供料,窑底为炉膛。
热传导过程1.窑壁和周围空气之间的热传导:窑壁与周围空气之间通过热传导完成热能交换。
2.窑内石料之间的热传导:窑内石料之间通过热传导传递热能。
热平衡表石灰竖窑的热平衡表如下:热源传递方式温度(℃)热量(kJ)石料热传导800-1000 Q1窑壁热传导1000-1200 Q2燃烧物料燃烧1200-1500 Q3烟气热传导500-800 Q4辅助燃烧物料燃烧1200-1500 Q5废气热传导200-300 Q6注:热量(Q)的数值需要根据具体窑炉参数进行实际测量。
回转窑的热平衡表窑炉结构回转窑是一种长圆筒形的旋转窑炉,窑筒倾斜,一端为喂料端,另一端为放料端。
热传导过程1.窑筒和周围空气之间的热传导:窑筒与周围空气之间通过热传导完成热能交换。
2.窑内石料和烟气之间的热传导:窑内石料和烟气之间通过热传导传递热能。
3.石料与窑筒之间的热传导:石料与窑筒之间通过热传导传递热能。
热平衡表回转窑的热平衡表如下:热源传递方式温度(℃)热量(kJ)石料热传导800-1000 Q1窑筒热传导1000-1200 Q2燃烧物料燃烧1200-1500 Q3烟气热传导500-800 Q4辅助燃烧物料燃烧1200-1500 Q5废气热传导200-300 Q6注:热量(Q)的数值需要根据具体窑炉参数进行实际测量。
石灰竖窑和回转窑的比较热能利用石灰竖窑:由于窑壁接触料料较少,热能利用率较低。
回转窑:通过窑筒的旋转,石料能够更好地与燃烧物料和烟气进行接触,热能利用率较高。
窑炉结构石灰竖窑:窑体垂直,占地面积较大。
回转窑:窑筒倾斜,占地面积较小。
第5章 窑尾物料和热平衡计算
第5章窑尾物料和热平衡计算5.1原始资料1、各部位温度设置值①入预热器生料温度:50℃②入窑回灰温度:50℃③入窑一次空气温度:30℃④入窑二次空气温度:1100℃⑤环境温度:20℃⑥入窑、分解炉燃料温度:60℃⑦入分解炉三次空气温度:950℃⑧熟料出窑温度:1350℃⑨废气出预热器温度:320℃⑩飞灰出预热器温度:300℃2、入窑风量比(%)一次空气(K1):二次空气(K2):窑头漏风(K3)=10:85:5预热器漏风量占理论空气量的比例:K4=0.10提升机喂料带入空气量占理论空气量的比例K=0.095=0.05 分解炉及窑尾漏风占分解炉用燃料理论空气量的比例K63、燃料分配比(%)回转窑(K y):分解炉(K f)=40:604、出预热器飞灰量:0.12kg/kg熟料5、出预热器飞灰烧失量:33.4%6、各处的空气过剩系数窑尾:αy=1.05.分解炉混合室出口:αL=1.15预热器出口:αf=1.257、窑尾综合收尘效率η=99.9%8熟料形成热:1750kJ/kg熟料9系统的表面散热损失:200J/kg熟料14、生料水分含量:0.1%15、窑产量:5000t/d16、煤元素分析表5-1煤的元素分析5.2物料平衡及热量平衡计算5.2.1物料平衡计算基准:1kg 熟料,温度0℃1收入项目①燃料的总消耗量:r m = m yr +m Fr (g/kg 熟料) 式中 m yr ——窑用燃料量, 0.4 m r (kg/kg 熟料);M Fr ——分解炉用燃料量, 0.6 m r (kg/kg 熟料) ②生料消耗量、入预热器的物料量⑪ 、干生料的理论消耗量gsL m =ad 100A α100r m Ls --=128.34-100mr127.69-100⨯⨯=1.518 -0.420r m (Kg/kg 熟料)式中:gsL m ----干生料理论消耗量, kg/kg 熟料A ad ---煤应用基灰分含量,%Ls ---生料的烧失量,34.128%α---燃料灰分的掺入量,取100%⑫、出收尘器的飞损量及回灰量0001.0)999.0-1(12.0)η-1(=⨯==fh Fh m m 2(kg/kg 熟料) 11988.000012.0-12.0-===Fh fh yh m m m (kg/kg 熟料) 式中:yh m ---入窑回灰量, kg/kg 熟料fh m ---出预热器飞灰量, kg/kg 熟料Fh m ---出收尘器飞灰损失量, kg/kg 熟料η---收尘器,增湿塔综合收尘效率,%⑬、考虑飞损后干生料的实际消耗量m gs =sfhFh gsl L L m m -100-100⨯+=(1.518 -0.420r m )+0.00012128.34-1004.33-100=1.518 -0.420r m (kg/kg 熟料)式中: m gs ---考虑飞损后干生料实际消耗量, kg/kg 熟料fh L ---出预热器飞灰烧失量 (%),33.4⑭考虑飞损后的生料实际消耗量s m = m gs ×100100-M s=(1.518 -0.420r m )×100100-0.1=1.520-0.420r m (kg/kg 熟料)式中: s m ---考虑飞损后生料实际消耗量, kg/kg 熟料M s ---生料中水分含量, 0.1%,⑮入预热器物料量入预热器物料量=s m +yh m=1.520-0.420r m +0.11988=1.640-0.420r m (kg/kg 熟料)③、入窑系统空气量⑪燃料燃烧理论空气量'0.0890.2670.033(-)Lk ar ar ar ar V C H S O =++=0.089×58.42+0.267×6.57+0.033(0.30-5.52)=6.78(Nm 3/kg 煤)Lk Lk V m ''293.1==1.293×6.78=8.766(kg/kg 煤)式中: Lk V '---燃料燃烧理论干空气量, Nm 3/kg 煤Lk m '---燃料燃烧理论干空气量, kg/kg 煤。
回转窑煅烧铝矾土项目热工计算与热平衡
回转窑煅烧铝矾土项目热工计算与热平衡基础数据:回转窑规格:Φ2.8x65m耐火砖厚度200mm系统最高设计产量:660t/d 铝矾土熟料热耗:1250kcal/kg熟料煤的工业分析基本数据:Qnet=6500kcal/kgA=12-13%,V=15-18%铝矾土原料烧失量约:13-15%目前窑尾废气温度约600度计算窑尾烟气量、单位产品烟气量;系统增设预热器后,窑尾废气温度计算值;(目前入窑原料为常温,加预热器后,入窑物料温度约比废气温度低100-150度计算:理论燃烧计算:单位燃料理论空气需求量:Va0=0.241*Qnet/1000 + 0.5=0.241*6500*4.187/1000+0.5=7.06 Nm3/kg单位燃料燃烧理论烟气量:V0=0.213* Qnet/1000 +1.65=0.213*6500*4.187+1.65=7.45 Nm3/kg实际燃烧计算:设空气系数a=1.05时,实际空气需用量和实际烟气生成量:Va =a*Va0 =7.413 Nm3/kgV =V0+(1-a)Va0 =7.803 Nm3/kg生产过程燃料消耗量:M =660*1000*1250/6500=126.9吨煤/天=5.29吨煤/小时生产过程燃料燃烧空气需用量:V A=5.29*1000*7.413 =39215Nm3/小时生产过程燃料燃烧产生烟气量:V1 =5.29*1000*7.803 =41278Nm3/小时吨矾土熟料空气需用量:=39215*24/660=1426 Nm3/吨矾土熟料吨矾土熟料燃煤烟气量:=41278*24/660=1501Nm3/吨矾土熟料生产过程铝矾土烧失成份主要为水,按15%计,则铝矾土煅烧产生废气量为:V2 =660*0.15*1000*22.4/18/24 =5133 Nm3/小时窑尾废气合计:Vt=V1+V2=46411 Nm3/小时吨矾土熟料烧失烟气量:=5133*24/660=187Nm3/吨矾土熟料单位产品烟气量:Vp=Vt*24/660=1688 Nm3/吨矾土熟料=1.69 Nm3/kg矾土熟料以上计算忽略机械不完全燃烧和系统漏风。
回转窑热平衡计算方法
熟料形成热的理论计算方法
ห้องสมุดไป่ตู้
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作业分数计入考试成绩
第十一讲回 转 窑 热 平 衡 计算方法
回转窑热平衡计算方法
四、热量平衡
三
煤在燃烧过程中, 由于氧气不足或加 煤量过大,煤中的 固定炭与烟气中的 CO2反映,使其还原 生成CO,随废气排 空,造成可燃物的 浪费,该现象称之 为化学不完全燃烧;
燃煤由于粒度过大、 燃烧温度不够或燃 烧时间不足,煤中 的固定炭未能完全 燃烬,与煤灰和煤 渣混合一起清除出 燃烧室,造成可燃 物的浪费,该现象 称之为机械不完全 燃烧
水泥回转窑物料平衡热平衡与热效率计算方
水泥工业窑热能平衡4.1.6.1 水泥工业窑热能平衡的基本概念熟料烧成综合能耗 comprehensive energy consumption of clinker burning熟料烧成综合能耗指烧成系统在标定期间内,实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算成标准煤的总和,单位为千克(kg)。
熟料烧成热耗 heat consumption of clinker burning熟料烧成热耗指单位熟料产量下消耗的燃料燃烧热,单位为千焦每千克(kJ/kg)。
回转窑系统热效率 heat efficiency of rotary kiln system回转窑系统热效率指单位质量熟料的形成热与燃料(包括生料中可燃物质)燃烧放出热量的比值,以百分数表示(%)。
根据热平衡参数测定结果计算,热平衡参数的测定按JC/T733规定的方法进行。
窑的主要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A。
熟料形成热的理论计算方法参见附录B4.1.6.2 水泥回转窑物料平衡物料平衡计算的范围是从冷却机熟料出口到预热器废弃出口(即包括冷却机、回转窑、分解炉和预热器系统)并考虑了窑灰回窑操作的情况。
物料基础:1kg熟料1.收入部分(1)燃料消耗量1)固体或液体燃料消耗量+=yr Frr shM M m M …………………………(4-1)式中:m r ——每千克熟料燃料消耗量,单位为kg/kg ;M yr ——每小时如窑燃料量,单位为kg/h ;M Fr ——每小时入分解炉燃料量,单位为kg/h ;M sh ——每小时熟料产量,单位为kg/h 。
2) 气体燃料消耗量ρ=⨯rr r shV m M …………………………………(4-2)式中:V y ——每小时气体燃料消耗体积,单位为Nm 3/h ;ρr ——气体燃料的标况密度,单位为kg/Nm 3。
ρρρρρρρρ⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=2222222O 222O C 100m m CO CO m m C H H N H Or CO CO H H N H O………………………………………………………………………………………………… (4-3)式中:CO 2、CO 、O 2、C m H m 、H 2、N 2、H 2O ——气体燃料中各成分的体积分数,以百分数表示(%); ρ2CO 、ρCO 、ρ2O 、ρm mCH 、ρ2H 、ρ2N 、ρ2H O ——各成分的标况密度,单位为kg/m 3N,参见附录C 。
(完整版)回转窑系统热平衡计算
回转窑系统热平衡计算1 热平衡计算基准、范围及原始数据1.1 热平衡计算基准物料基准:一般以1kg熟料为基准;温度基准:一般以0℃为基准;1.2 热平衡范围热平衡范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来确定。
在回转窑系统设计时,其平衡范围,可以回转窑、回转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作平衡范围。
范围选得大,则进出口物料、气体温度较低,数据易测定或取得,但往往需要的数据较多,计算也烦琐。
因此一般选回转窑加窑尾预热分解系统作为平衡范围。
1.3 原始数据根据确定的计算基准和平衡范围,取得必要的原始数据,这是一项非常重要的工作。
计算结果是否符合实际情况,主要取决于所选用的数据是否合理。
对新设计窑或改造窑来说,主要是根据同类型窑的生产资料,结合工厂具体条件和我国实际情况、合理地确定各种参数;对于生产窑来说,主要通过热工测定取得实际生产中各种参数。
若以窑加窑尾预热系统为平衡范围,一般要取得如下原始数据:生料用量、化学组成、水分、入窑温度;燃料成分、工业分析和入窑温度;一、二次空气的比例和温度;空气过剩系数、漏风系数;废气温度;飞灰量、灰温度及烧失量;收尘器收尘效率;窑体散热损失;熟料形成热等等。
熟料形成热可根据熟料形成过程中的各项物理化学热效应求得,也可用经验公式计算或直接选定。
2 物料平衡与热量平衡计算方法与步骤说明于下:窑型:悬浮预热器窑基准:1kg熟料;0℃平衡范围:窑+预热器系统根据确定的平衡范围,绘制物料平衡图和热量平衡图,如图1和图2所示。
图1 物料平衡图图2 热量平衡图2.1 物料平衡计算 2.1.1 收入项目(1)燃料消耗量 m r (kg/kg 熟料)设计新窑或技术改造时,m r 是未知量,通过热平衡方程求得,已生产的窑,通过热工测定得到。
(2)入预热器物料量 ① 干生料理论消耗量sar r gsL 100100L aA m m --=式中,m gsL —干生料理论消耗量,kg/kg 熟料;A ar —燃料收到基灰分含量,%;a —燃料灰分掺入熟料中的量,%;L s —生料的烧失量,%。
回转窑热平衡设计计算
回转窑热平衡设计计算回转窑是一种重要的水泥生产设备,其热平衡设计计算是确保生产过程中的热平衡稳定的重要环节。
下面将介绍回转窑热平衡设计计算的完整版,包括热量输入和输出的计算方法。
首先是热量输入的计算。
回转窑的热量输入包括燃料燃烧产生的热量和物料的热量。
燃料燃烧产生的热量可以通过燃料燃烧热值和热效率计算得到。
热效率可以通过回转窑的热电耗来确定,热电耗可以通过测量回转窑进出口温度和氧含量来计算。
物料的热量可以通过物料的化学分析和热容计算得到。
然后是热量输出的计算。
回转窑的热量输出主要包括窑气和熟料的散失热量和排放热量。
窑气和熟料的散失热量可以通过测量窑气和熟料的温度、流量和热容来计算。
排放热量主要包括窑尾排放烟气的热量和窑头排放废气的热量,可以通过测量烟气和废气的温度、流量和热容来计算。
在进行热平衡设计计算时,需要考虑热量输入和输出之间的平衡关系,并确保二者之间的差异在可接受范围内。
如果热量输入大于热量输出,回转窑会过热,导致熟料质量下降和设备损坏。
如果热量输入小于热量输出,回转窑会无法达到预定的热解温度,使得熟料无法充分反应,影响生产效果。
为了保持回转窑的热平衡,在设计过程中需要注意以下几点:1.确定燃料的种类和燃烧特性,包括燃料的热值和燃烧热效率。
不同燃料的热值和燃烧热效率会影响热量输入的计算。
2.测量燃料燃烧的氧含量和回转窑的进出口温度,以确定热电耗。
热电耗的准确测量和计算对于热量输入的确定至关重要。
3.测量回转窑的进出口温度、流量和热容,以确定物料的热量。
物料的化学分析和热容是计算物料热量的重要参数。
4.测量窑气和熟料的温度、流量和热容,以确定窑气和熟料的散失热量。
窑气和熟料的温度和流量的准确测量对于热量输出的计算至关重要。
5.测量烟气和废气的温度、流量和热容,以确定排放热量。
烟气和废气的温度和流量的准确测量对于热量输出的计算至关重要。
通过以上的热量输入和输出的计算,可以得到回转窑的热平衡情况。
回转窑系统热平衡计算
回转窑系统热平衡计算回转窑是一种重要的热工设备,广泛应用于水泥生产中。
对于回转窑系统的热平衡计算是评估系统运行状态和发现问题的重要工作。
本文将介绍回转窑系统热平衡计算的基本原理和方法。
物料热量输入是指物料在回转窑中的煅烧过程中释放的热量。
物料热量输入可以通过测量物料的热容量和温度差来计算,即Q=mcΔT,其中Q为热量,m为物料质量,c为物料比热容,ΔT为温度差。
燃料热量是指在回转窑系统中燃烧燃料产生的热量。
燃料热量计算需要考虑燃料的组成、燃烧产生的反应热和燃料的热值等因素。
常用的燃料有煤、天然气和重油等。
计算燃料热量时需要知道燃料的热值和燃烧效率,燃烧效率可以通过燃烧后排放物的含碳量和燃料的理论热值来计算。
烟气热量是指燃料燃烧后剩余的烟气中的热量。
烟气热量计算需要考虑燃料的完全燃烧和燃烧产生的烟气成分等因素。
烟气热量可以通过烟气的排放量、温度和烟气的比热容来计算,即Q=mcΔT。
在回转窑系统的热平衡计算中,还要考虑到热量的传递和损失。
热量的传递主要通过辐射、对流和传导等方式进行,但同时也会有一定的传热损失。
传热损失主要包括窑体表面的散热、未被物料吸收的辐射热量和烟气中的热量损失等。
为了准确计算回转窑系统的热平衡,需要获取系统各个部件的热参数和系统运行数据。
热参数可以通过实验和测试获得,如物料的比热容、燃料的热值和烟气的排放量等。
而系统运行数据则需要通过检测和监控来获取,如物料流量、燃料消耗量和烟气温度等。
在热平衡计算中,还需要考虑到系统的能量守恒原理。
即系统的输入热量等于输出热量,即Qin=Qout。
如果系统的输入热量大于输出热量,则系统处于热超负荷状态;如果系统的输入热量小于输出热量,则系统处于热负荷不足状态。
回转窑系统的热平衡计算是通过上述原理和方法进行的。
通过对系统的热量输入和输出进行计算和分析,可以评估系统的热平衡状态、检测问题和优化系统运行等。
同时,对于不同类型的回转窑系统,还可以通过比较和分析来确定最佳燃料和操作参数等。
新型干法回转窑热工计算
XXXX建材有限公司新建2500t/d水泥熟料新型干法生产线及综合利用废渣生产130万吨/年水泥项目熟料烧成系统热平衡计算书(预热器+分解炉+回转窑+篦冷机)二〇一四年二月一、基础数据二、物料组分二、计算1、物料收入(1)燃料消耗量:m r kg/kg−cl (2)生料消耗量:①干生料理论消耗量(kg/kg-cl):m ysl=100−α100×Af×mr100−L s=100−100100×24.5×m r100−35.73=1.556−0.381m r kg/kg−cl②出预热器飞灰量:m fℎ=0.144 kg/kg−cl③烟囱飞损飞灰量:m Fℎ=m fℎ×(1−η)=0.144×(1−0.996)=0.001 kg/kg−cl ④入窑回灰量:m yℎ=m fℎ−m Fℎ=0.143 kg/kg−cl⑤考虑飞损后干生料实际消耗量:m gs=m ysl+m Fℎ×100−L Fℎ100−L s=1.556−0.381m r+0.001×100−34.4 100−35.73=1.557−0.381m r kg/kg−cl ⑥考虑飞损后生料(含物理水)实际消耗量:m s=m gs×100100−W s=(1.557−0.381m r)×100100−0.2 =1.56−0.382m r kg/kg−cl(4)空气消耗量①理论空气用量V lk=0.089C f+0.267H f−0.003(O f−S f)=0.089×59.94+0.267×4.84+0.033×(0.84−7.91)=6.394 N m3/kg−mm lk=V lk×ρk=6.394×1.293=8.569 kg/kg−m②窑头用实际干空气量由于过剩空气系统αy=1.05,窑头用燃料占47%,则窑头用实际干空气为:V yk=0.47×αy×V lk×m r=0.47×1.05×6.394×m r=3.155m r N m3/kg−clm yk=3.155m r×1.293=4.079m r kg/kg−cl其中:一次空气:V y1k=3.155m r×0.3=0.947m r N m3/kg−clm y1k=4.079m r×0.3=1.224m r kg/kg−cl二次空气:V y2k=3.155m r×0.65=2.051m r N m3/kg−clm y2k=4.079m r×0.65=2.651m r kg/kg−cl窑头漏风:V ylok=3.155m r×0.05=0.158m r N m3/kg−clm ylok=4.079m r×0.05=0.204m r kg/kg−cl③分解炉实际用干空气量(出口过量空气系数1.15)出分解炉过剩空气量:V1=(αf−1)×V lk×m r=(1.15−1)×6.394m r=0.959m r N m3/kg−cl分解炉用燃料燃烧理论空气量:V2=0.53×V lk×m r=0.53×6.394m r=3.389m r N m3/kg−cl窑尾废气中过剩空气量:V3=(αy−1)×0.47×V lk×m r=0.05×0.47×6.394m r=0.15m r N m3/kg−cl分解炉及窑尾漏风量(包括进分解炉一次空气,占比0.05):V flok=αflok×0.53×V lk×m r=0.05×0.53×6.394m r=0.169m r N m3/kg−clm flok=0.169m r×1.293=0.219 kg/kg−cl分解炉从三次风管抽风量:V f2k=0.959m r+3.389m r−0.15m r−0.169m r=4.029m r N m3/kg−clm f2k=4.029m r×1.293=5.209m r kg/kg−cl ④旋风预热器系统漏风量(漏风占理论空气量比0.16)V xlok=0.16×V lk×m r=0.16×6.394×m r=1.023 N m3/kg−clm xlok=1.023m r×1.293=1.323 kg/kg−cl ⑤喂料带入空气量(风料比19.8N m3/kg):V sk=m s+m yℎ19.8=1.56−0.382m r+0.14319.8=0.086−0.019m r N m3/kg−clm sk=(0.086−0.019m r)×1.293=0.111−0.025m r kg/kg−cl⑥进入冷却机冷空气量:V Lk=2.14 N m3/kg−clm Lk=2.14×1.293=2.767 kg/kg−cl 物料总收入:m zs=m r+m s+m yℎ+m y1k+m ylok+m flok+m xlok+m sk+m Lk=m r+1.56−0.382m r+0.143+0.204m r+1.224m r+0.219m r+1.323m r+0.086−0.019m r+2.767=4.581+3.563m r kg/kg−cl2、物料支出(1)出冷却机熟料量:m cl=1 kg/kg−cl(2)预热器出口飞灰量:m fℎ=0.144 kg/kg−cl(3)磨煤机抽冷却机空气量(2.396N m 3/kg −m )V mk =2.396m r N m 3/kg −clm mk =2.396m r ×1.293=3.098m r kg/kg −cl(4)冷却机烟囱排出空气量:V pk =V Lk −V y2k −V f2k −V mk =2.14−2.051m r −4.029m r −2.396m r=2.14−8.476m r N m 3/kg −clm pk =(2.14−8.476m r )×1.293=2.767−10.959m r kg/kg −cl(5)预热器出口废气量 ①生料中的物理水:W s =0.2%m ws=m s ×W s100=(1.56−0.382m r )×0.2100=0.003−0.001m r kg/kg −clV ws=m ws 0.804=0.004−0.001m r N m 3/kg −cl ②生料中的化合水m ℎs =0.00353×m gs ×Al 2O 3f=0.00353×(1.56−0.381m r )×2.75 =0.015−0.004m r kg/kg −clV ws =m ℎs0.804=0.019−0.005m r N m 3/kg −cl ③生料中分解的CO2: 生料中CO2的百分含量:CO 2s =CaO s×4456+MgO s×4440.3=44.65×4456+0.48×4440.3=35.604%m CO s2=m gs ×CO 2s 100−m fℎ×L Fℎ100=(1.56−0.381m r )×35.604100−0.144×34.4100=0.555−0.136m r kg/kg −clV CO 2s =m CO s 2×22.444=0.283−0.069m r N m 3/kg −cl ④燃料燃烧生成的理论烟气量:V CO 2r =22.412×C f 100×m r =22.412×59.94100×m r =1.119m r N m 3/kg −clV N 2r =22.428×N f100×m r +0.79×V lk ×m r =22.428×0.97100×m r +0.79×6.394×m r =5.059m r N m 3/kg −clV H 2O r =22.42×H f 100×m r +22.418×W f100×m r=22.42×4.84100×m r +22.42×0.63100×m r =0.554m r N m 3/kg −clV S 2O r=22.432×S f100×m r =22.42×0.84100×m r =0.006m r N m 3/kg −clV r =V CO 2r +V N 2r +V H 2O r +V S 2O r =6.783m r N m 3/kg −clm r =( m lk +1−A ar100)×m r =(8.569+1−24.5100)×m r =9.022m r kg/kg −cl ⑤烟气中过剩空气量:V k =(1.15−1+0.16)×V lk ×m r =1.982m r N m 3/kg −cl其中:V N 2k=0.79×V k ×m r =1.566m r N m 3/kg −cl V O 2k =0.21×V k ×m r =0.416m r N m 3/kg −cl m N 2k=2822.4×V N 2k=1.985m r kg/kg −cl m O2k =3222.4×V O 2k =0.594m r kg/kg −cl ⑥喂料用空气V sk =0.086−0.019m r N m 3/kg −cl m sk =0.111−0.025m r kg/kg −cl其中:V N 2sk =0.79×V sk ×m r =0.068−0.015m r N m 3/kg −cl V O 2sk =0.21×V sk ×m r =0.018−0.004m r N m 3/kg −cl m N 2sk=2822.4×V N 2sk=0.085−0.019m r kg/kg −cl m O2sk =3222.4×V O 2sk =0.026−0.006m r kg/kg −cl 废气总量:V f =V CO 2+V N 2+V H 2O +V O 2+V SO 2=(0.283−0.069m r +1.119m r )+(5.059m r +1.566m r +0.068−0.015m r )+(0.004−0.001m r +0.019−0.005m r +0.554m r )+(0.416m r +0.018−0.004m r )+0.006m r =0.392+8.62m r N m 3/kg −cl m f =m CO 2+m N 2+m H 2O +m O 2+m SO 2=m ws +m ℎs +m CO s 2+m r +m N 2k +m O 2k+m sk =0.003−0.001m r +0.015−0.004m r +0.555−0.136m r +9.022m r+1.985m r +0.594m r +0.111−0.025m r =0.684+11.408m r kg/kg −cl物料总支出:m zc =m cl +m fℎ+m mk +m pk +m f=1+0.144+3.098m r +2.767−10.959m r +0.684+11.408m r=4.595+3.547m r3、热量收入(1)燃料燃烧热:Q rR =23001m r kJ/kg −cl(2)燃料带入显热:Q r =m r ×c r ×t r =1.16×50×m r =58m r kJ/kg −cl(3)生料带入显热:Q s =(m gs ×c s +m ws ×c ws )×t s=[(1.557−0.381m r )×0.878+(0.003−0.001m r )×4.182]×60=69−16.95m r kJ/kg −cl(4)入窑回灰带入显热:Q yℎ=m yℎ×c yℎ ×t yℎ=0.143×0.836×60=7.173 kJ/kg−cl (5)空气带入显热:①窑头一次空气带入热量:Q y1k=m y1k×c y1k ×t y1k=1.224m r×1.297×36=57.151m r kJ/kg−cl②进冷却机空气带入热量:Q Lk=m Lk×c Lk ×t Lk=2.767×1.297×36=129.179 kJ/kg−cl③喂料空气带入热量:Q sk=m sk×c sk ×t sk=(0.111−0.025m r)×1.298×60=8.645−1.947m r kJ/kg−cl④窑头漏风带入热量:Q ylok=m ylok×c ylok ×t ylok=0.204m r×1.297×36=9.525m r kJ/kg−cl⑤分解炉漏风带入热量:Q flok=m flok×c flok ×t flok=0.219m r×1.297×36=10.226m r kJ/kg−cl⑥旋风预热器漏风带入:Q xlok=m xlok×c xlok ×t xlok=1.323m r×1.297×36=61.774m r kJ/kg−cl热量总收入:Q zs=Q rR+Q r+Q s+Q yℎ+Q y1k+Q Lk+Q sk+Q ylok+Q flok+Q xlok=23001m r+58m r+69−16.95m r+7.173+57.151m r+129.197+8.645−1.947m r+9.525m r+10.226m r+61.774m r=214.015+23178.779m r kJ/kg−cl4、热量支出(1)熟料形成热:对于石灰石和粘土配料的生料,不考虑碱性影响时,形成热计算如下:Q cl=17.21×Al2O3cl+27.13×MgO cl+32.03×CaO cl−21.44×SiO2cl −2.47Fe2O3cl=17.21×5.41+27.13×0.77+32.03×67.53−21.44×22.46−2.47×3.38=1787.09 kJ/kg−cl(2)出冷却机熟料显热:Q Lcl=m Lcl×c Lcl ×t Lcl=1×0.771×85=65.535 kJ/kg−cl (3)预热器出废气带走显热:Q f=V f×c f×t f=(V CO2×c CO2+V N2×c N2+V H2O×c H2O+V O2×c O2+V SO2×c SO2)×340=[(0.283−0.069m r+1.119m r)×1.899+(5.059m r+1.566m r+0.068−0.015m r)×1.311+(0.004−0.001m r+0.019−0.005m r+0.554m r)×1.552+(0.416m r+0.018−0.004m r)×1.356+ 0.006m r×0.768]×340=233.58+4106.18m r kJ/kg−cl(4)预热器出口飞灰带走显热:Q fℎ=m fℎ×c fℎ ×t fℎ=0.144×0.895×340=43.819 kJ/kg−cl (5)磨煤机抽冷却机空显热:Q mk=V mk×c mk×t mk=2.396m r×1.02×240=586.54m r kJ/kg−cl (6)冷却机排出空气热量:Q Lpk=V Lpk×c Lpk×t Lpk=(2.14−8.476m r)×1.027×200=439.556−1740.97m r kJ/kg−cl(7)系统表面散热损失热量:Q B=230 kJ/kg−cl(8)冷却水带走热量:Q ls=170 kJ/kg−cl热量总支出:Q zc=Q cl+Q Lcl+Q f+Q fℎ+Q mk+Q Lpk+Q B+Q ls=1787.09+65.535+233.58+4106.18m r+43.819+586.54m r+439.556−1740.97m r+230+170=2969.58+2951.75m r kJ/kg−cl热量平衡:总收入=总支出214.015+23178.779m r=2969.58+2951.75m r解得:m r=0.13623182≈0.136Q rR=23001m r=23001×0.136=3128.136 kJ/kg−clηy=1787.093128.136=57.13%说明:数据差是由于计算过程中四舍五入导致。
回转窑热工计算
5.3.1 收入热量(1) 燃料燃烧热:(29779)/yrR r D W r Q m Q m kJ kg =⋅=熟料式中:rRQ ——燃料燃烧产生的热量,kJ/kg 熟料yD WQ ——燃料的低位发热量,kJ/kg 熟料(2) 燃料带入显热1.25660(75.36)/r r r r r r Q m c t m m kJ kg=⋅⋅=⨯⨯=熟料式中:rQ ——燃料带入的显热,kJ/kg 熟料r c ——燃料的比热,kJ/kg 0C ,取1.256 kJ/kg 0Cr t ——燃料的温度,C(3) 生料带入热量()s ys s ws w sQ m c m c t =+⋅⋅[](1.5090.183)0.879(0.0050.0006) 4.18250r r m m =-⨯+-⨯⨯(65.2758.168)/r m kJ kg =-熟料式中:s Q ——生料带入的显热,kJ/kg 熟料s c ——生料的比热,kJ/kg 0C ;w sc ——水的比热,kJ/kg 0C ;s t ——生料的温度,0C(0-500C 水的平均比热4.182kJ/kg 0C ,干生料的平均比热1.879kJ/kg 熟料)(4) 入窑回灰带入显热0.1340.83650 5.601/yh yh yh yh Q m c t kJ kg=⋅⋅=⨯⨯=熟料式中:yh Q ——入窑回灰带入的显热,kJ/kg 熟料yh c ——入窑回灰带入的比热,kJ/kg 0C ;0.836yh t ——入窑回灰带入的温度,C(5) 空气带入热量a 、窑头一次空气带入的显热1111(0.457) 1.29830(17.796)/y k y k y k y k r r Q V c t m m kJ kg =⋅⋅=⨯⨯=熟料式中:1y k Q ——窑头一次空气带入的显热,kJ/kg 熟料1y k c ——窑头一次空气带入的比热,kJ/kg 0C ; 1y kt ——窑头一次空气带入的温度,0C0-300C 空气比热1.298kJ/Nm 3 0Cb 、入窑二次空气带入热量2222 2.434 1.4039503244.157/y k y k y k y k Q V c t kJ kg =⋅⋅=⨯⨯=熟料式中:2y k Q ——入窑二次空气带入的显热,kJ/kg 熟料2y k c ——入窑二次空气带入的比热,kJ/kg 0C ;2y k t ——入窑二次空气带入的温度,Cc 、入分解炉二次空气带入热量2222 6.361 1.3777406481.732/F K F K F K F K r r Q V c t m m kJ kg =⋅⋅=⨯⨯=熟料式中:2F K Q ——入分解炉二次空气带入的显热,kJ/kg 熟料2F K c ——入分解炉二次空气带入的比热,kJ/kg 0C ; 2F Kt ——入分解炉二次空气带入的温度,0C0-7400C 空气比热1.377kJ/Nm 3 0C D 、气力提升泵喂料带入空气的显热3(0.1140.013) 1.29950(7.4040.844)/kg sk sk sk sk r r Q V c t m m ==-⨯⨯=-(Nm 熟料)式中:sk Q ——气力提升泵喂料带入空气的显热,kJ/kg 熟料sk c ——气力提升泵喂料带入空气的比热,kJ/kgCskt ——气力提升泵喂料带入空气的温度,0C0-500C 空气比热1.299kJ/Nm 3 0C d 、窑头漏风带入的热量30.152 1.29830(5.919)/ylok ylok ylok ylok r r Q V c t m m kJ Nm C ==⨯⨯=⋅式中:ylok Q ——窑头漏风带入的显热,kJ/kg 熟料ylok c ——窑头漏入的空气比热,kJ/kg 0C ylokt ——窑头漏入的空气的温度,0C(0-300C 空气比热1.298kJ/Nm 3 0C ) e.分解炉漏风带入的热量30.207 1.29330(8.030)/FLOK FLOK FLOK FLOK r r Q V c t m m kJ Nm C==⨯⨯=⋅式中:F LO KQ——分解炉漏风带入的显热,kJ/kg 熟料FLOK c ——分解炉漏入的空气比热,kJ/kg 0C F L O Kt ——分解炉漏入的空气的温度,0C(0-300C 空气比热1.298kJ/Nm 3 0C ) f.旋风预热器漏风带入的热量c 1.729 1.29330(67.068)/XLOK XLOK XLOK XLOK r r Q V t m m kJ kg ==⨯⨯=熟料式中:X LO K Q ——旋风预热器漏风带入的显热,kJ/kg 熟料XLOK c ——旋风预热器漏入的空气比热,kJ/kg 0C X L O Kt ——旋风预热器漏入的空气温度,0C(0-300C 空气比热1.298kJ/Nm 3 0C )g 、窑系统漏入的空气显热0.400.8363010.032/YL Q kJ kg=⨯⨯=熟料c 、入分解炉二次空气带入热量()2222 6.386 1.3777406507.206/F K F K F K F K r r Q V c t m m kJ kg =⋅⋅=⨯⨯=熟料式中:2F KQ——入分解炉二次空气带入的显热,kJ/kg 熟料2F K c ——入分解炉二次空气带入的比热,kJ/kg 0C ; 2F Kt ——入分解炉二次空气带入的温度,0C0-7400C 空气比热1.377kJ/Nm 3 0Cb 、入窑二次空气带入热量2222 2.443m 1.403900(3084.776)/y k y k y k y k r r Q V c t m kJ kg =⋅⋅=⨯⨯=熟料式中:2y k Q ——入窑二次空气带入的显热,kJ/kg 熟料2y k c ——入窑二次空气带入的比热,kJ/kg 0C ;2y k t ——入窑二次空气带入的温度,C。
水泥回转窑物料平衡、热平衡与热效率计算方...【范本模板】
水泥工业窑热能平衡4。
1.6。
1 水泥工业窑热能平衡的基本概念熟料烧成综合能耗 comprehensive energy consumption of clinker burning 熟料烧成综合能耗指烧成系统在标定期间内,实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算成标准煤的总和,单位为千克(kg )。
熟料烧成热耗 heat consumption of clinker burning熟料烧成热耗指单位熟料产量下消耗的燃料燃烧热,单位为千焦每千克(kJ/kg ). 回转窑系统热效率 heat efficiency of rotary kiln system回转窑系统热效率指单位质量熟料的形成热与燃料(包括生料中可燃物质)燃烧放出热量的比值,以百分数表示(%)。
根据热平衡参数测定结果计算,热平衡参数的测定按JC/T733规定的方法进行。
窑的主要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A 。
熟料形成热的理论计算方法参见附录B 4.1.6.2 水泥回转窑物料平衡物料平衡计算的范围是从冷却机熟料出口到预热器废弃出口(即包括冷却机、回转窑、分解炉和预热器系统)并考虑了窑灰回窑操作的情况。
物料基础:1kg 熟料 1.收入部分 (1)燃料消耗量1)固体或液体燃料消耗量+=yr Frr shM M m M …………………………(4—1) 式中:m r —-每千克熟料燃料消耗量,单位为kg/kg ; M yr ——每小时如窑燃料量,单位为kg/h; M Fr —-每小时入分解炉燃料量,单位为kg/h ; M sh -—每小时熟料产量,单位为kg/h 。
2) 气体燃料消耗量ρ=⨯rr r shV m M …………………………………(4—2)式中:V y -—每小时气体燃料消耗体积,单位为Nm 3/h ; ρr —-气体燃料的标况密度,单位为kg/Nm 3。
ρρρρρρρρ⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=2222222O 222O C 100m m CO CO m m C H H N H Or CO CO H H N H O ………………………………………………………………………………………………… (4-3)CO 2、CO 、O 2、C m H m 、H 2、N 2、H 2O ——气体燃料中各成分的体积分数,以百分数表示(%); ρ2CO 、ρCO 、ρ2O 、ρm mCH 、ρ2H 、ρ2N 、ρ2HO—-各成分的标况密度,单位为kg/m 3N,参见附录C 。
回转窑热平衡计算方法
回转窑热平衡计算方法回转窑是一种常见的烧结设备,广泛应用于水泥、冶金、化工等行业。
在回转窑的运行过程中,能否保持热平衡对于窑炉的运行效果和生产效率至关重要。
本文将介绍回转窑的热平衡计算方法。
回转窑的热平衡计算主要包括以下几个步骤:1.确定窑壁的传热方式:回转窑的传热方式主要有辐射传热、对流传热和传导传热。
辐射传热是指通过电磁波辐射传递热量,对流传热是指通过气体流动传递热量,传导传热是指通过物体间的直接接触传递热量。
不同的传热方式对应不同的热平衡计算方法。
2.计算窑内各区域的热量输入和输出:根据窑内各区域的工艺参数和物料参数,可以计算出每个区域的热量输入和输出。
其中,热量输入包括燃料燃烧产生的热量和物料中的化学反应产生的热量,热量输出包括窑壁的热辐射、对流和传导损失以及物料的热辐射、对流和传导损失。
3.利用能量平衡方程计算热平衡:根据能量守恒定律,可以得到回转窑的能量平衡方程。
能量平衡方程的左边表示窑内的热量输入,右边表示窑内的热量输出和热损失。
通过解能量平衡方程,可以得到窑内的热平衡状态。
4.修正热平衡计算结果:热平衡计算通常使用一些经验公式和参数,所以计算结果可能存在一定的误差。
为了提高计算的准确性,可以通过对实际数据的监控和测量,对计算结果进行修正。
需要注意的是,回转窑的热平衡计算涉及到诸多参数和变量,如窑壁的材料、厚度和热导率,物料的数量和性质,燃料的类型和热值等。
这些参数和变量的准确性对于热平衡计算结果的准确性有着重要的影响。
在实际应用中,为了方便热平衡计算,通常会使用一些软件工具,如MATLAB、ANSYS等,通过建立数学模型和计算仿真的方式进行热平衡计算。
利用这些软件工具,可以更加方便快捷地进行热平衡计算,并得到准确的结果。
综上所述,回转窑的热平衡计算方法主要包括确定传热方式、计算热量输入和输出、利用能量平衡方程计算热平衡,并修正计算结果。
热平衡计算是回转窑运行过程中的一项重要工作,对于保证窑内的热平衡状态和窑炉的运行效果具有重要意义。
3 回转窑系统热平衡计算
回转窑系统热平衡计算1 热平衡计算基准、范围及原始数据 1.1 热平衡计算基准物料基准:一般以1kg 熟料为基准; 温度基准:一般以0℃为基准; 1.2 热平衡范围热平衡范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来确定。
在回转窑系统设计时,其平衡范围,可以回转窑、回转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作平衡范围。
范围选得大,则进出口物料、气体温度较低,数据易测定或取得,但往往需要的数据较多,计算也烦琐。
因此一般选回转窑加窑尾预热分解系统作为平衡范围。
1.3 原始数据根据确定的计算基准和平衡范围,取得必要的原始数据,这是一项非常重要的工作。
计算结果是否符合实际情况,主要取决于所选用的数据是否合理。
对新设计窑或改造窑来说,主要是根据同类型窑的生产资料,结合工厂具体条件和我国实际情况、合理地确定各种参数;对于生产窑来说,主要通过热工测定取得实际生产中各种参数。
若以窑加窑尾预热系统为平衡范围,一般要取得如下原始数据:生料用量、化学组成、水分、入窑温度;燃料成分、工业分析和入窑温度;一、二次空气的比例和温度;空气过剩系数、漏风系数;废气温度;飞灰量、灰温度及烧失量;收尘器收尘效率;窑体散热损失;熟料形成热等等。
熟料形成热可根据熟料形成过程中的各项物理化学热效应求得,也可用经验公式计算或直接选定。
2 物料平衡与热量平衡计算方法与步骤说明于下: 窑型:预分解窑 基准:1kg 熟料;0℃ 平衡范围:窑+预热器系统根据确定的平衡范围,绘制物料平衡图和热量平衡图,如图1和图2所示。
图1 物料平衡图 图2 热量平衡图2.1 物料平衡计算 2.1.1 收入项目 (1)燃料消耗量 m r (kg/kg 熟料)设计新窑或技术改造时,m r 是未知量,通过热平衡方程求得,已生产的窑,通过热工测定得到。
(2)入预热器物料量 ① 干生料理论消耗量sar r gsL 100100L aA m m --=式中,m gsL —干生料理论消耗量,kg/kg 熟料;A ar —燃料收到基灰分含量,%;a —燃料灰分掺入熟料中的量,%;L s —生料的烧失量,%。
(完整版)回转窑热平衡计算
Vo(m3/kg Vo(k)g/kg
)
7.216 6.504
空气过剩系数a 1.3 空气过剩系数a 1.3
固体燃料烟气生成量(m3/kg):Vy=VCO2+VSO2+VH2O+VO2+VN2
VCO2=0.01866*Car
1.396
VSO2=0.007*Sar
VH2O=0.111*Har+0.0124*Mar+0.00124*Vn
0.22
密度g/cm3
3.9
3.25-3.38 2.32
分子量
102
62
56
60
组分mol
2.073
1.807
5.748
2.507
反应热(kcal)
69.672
83.040
生料浆量(kg):
2073.51
生料含水量(kg):
887.05
熟料量(kg):
1186.46
氧化铝回收率:
85%
烧结反应
Al2O3(晶)+Na2CO3==Na2O·Al2O3+CO2(气) SiO2(晶)+2CaO==2CaO·SiO2 Fe2O3+Na2CO3==Na2O·Fe2O3+CO2(气) TiO2+CaO==CaO·TiO2 Fe2O3+C==2FeO+CO
Vo(m3/kg Vo(k)g/kg
)
7.266 5.769
空气过剩系数a 1.3 空气过剩系数a 1.3
固体燃料烟气生成量(m3/kg):Vy=VCO2+VSO2+VH2O+VO2+VN2
VCO2=0.01866*Car
(完整版)回转窑系统热平衡计算
回转窑系统热平衡计算1 热平衡计算基准、范围及原始数据1.1 热平衡计算基准物料基准:一般以1kg熟料为基准;温度基准:一般以0℃为基准;1.2 热平衡范围热平衡范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来确定。
在回转窑系统设计时,其平衡范围,可以回转窑、回转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作平衡范围。
范围选得大,则进出口物料、气体温度较低,数据易测定或取得,但往往需要的数据较多,计算也烦琐。
因此一般选回转窑加窑尾预热分解系统作为平衡范围。
1.3 原始数据根据确定的计算基准和平衡范围,取得必要的原始数据,这是一项非常重要的工作。
计算结果是否符合实际情况,主要取决于所选用的数据是否合理。
对新设计窑或改造窑来说,主要是根据同类型窑的生产资料,结合工厂具体条件和我国实际情况、合理地确定各种参数;对于生产窑来说,主要通过热工测定取得实际生产中各种参数。
若以窑加窑尾预热系统为平衡范围,一般要取得如下原始数据:生料用量、化学组成、水分、入窑温度;燃料成分、工业分析和入窑温度;一、二次空气的比例和温度;空气过剩系数、漏风系数;废气温度;飞灰量、灰温度及烧失量;收尘器收尘效率;窑体散热损失;熟料形成热等等。
熟料形成热可根据熟料形成过程中的各项物理化学热效应求得,也可用经验公式计算或直接选定。
2 物料平衡与热量平衡计算方法与步骤说明于下:窑型:悬浮预热器窑基准:1kg熟料;0℃平衡范围:窑+预热器系统根据确定的平衡范围,绘制物料平衡图和热量平衡图,如图1和图2所示。
图1 物料平衡图图2 热量平衡图2.1 物料平衡计算 2.1.1 收入项目(1)燃料消耗量 m r (kg/kg 熟料)设计新窑或技术改造时,m r 是未知量,通过热平衡方程求得,已生产的窑,通过热工测定得到。
(2)入预热器物料量 ① 干生料理论消耗量sar r gsL 100100L aA m m --=式中,m gsL —干生料理论消耗量,kg/kg 熟料;A ar —燃料收到基灰分含量,%;a —燃料灰分掺入熟料中的量,%;L s —生料的烧失量,%。
(完整word版)回转窑和焚烧室计算20151230
(完整word版)回转窑和焚烧室计算20151230回转窑和焚烧室计算 ()1. 简介本文档旨在提供回转窑和焚烧室的相关计算过程和参数,用于进行相关设计和工程实施。
2. 回转窑计算2.1 回转窑尺寸计算回转窑的尺寸计算是一个关键步骤,它影响到窑体的稳定性和产量。
以下是尺寸计算的关键参数:- 窑的直径(D):通过考虑产量和料层的分布来确定合适的窑直径,以确保物料在窑内的停留时间达到预期。
- 窑的长度(L):同样,窑的长度也需要考虑产量和料层的分布,以确保物料充分煅烧。
- 窑的喂料速度:窑的喂料速度需要根据窑的直径和长度来计算,以保证物料在窑内的停留时间符合要求。
2.2 窑内燃烧计算窑内燃烧过程的计算是为了确定燃料的消耗和燃烧产物的生成情况。
以下是关键参数:- 燃料消耗率:根据窑的尺寸和工艺要求来计算燃料的消耗率,以确保窑内的燃烧效果。
- 燃烧产物:根据燃料的组成和燃烧温度来计算燃烧产物的生成情况,包括CO2、CO、SO2等。
3. 焚烧室计算3.1 焚烧室尺寸计算焚烧室的尺寸计算与回转窑类似,需要考虑产量和燃料的燃烧过程。
以下是关键参数:- 焚烧室的长宽高:根据产量和燃料的燃烧要求来确定焚烧室的尺寸,以保证燃烧效果和环保要求。
3.2 燃烧温度和燃烧效率计算焚烧室的燃烧温度和燃烧效率的计算对于工艺的稳定性和环保要求至关重要。
以下是关键参数:- 燃烧温度:根据燃料的特性和焚烧室的尺寸来计算燃烧温度,以确保燃烧效果和产品质量。
- 燃烧效率:根据燃料的热值和焚烧室的操作参数来计算燃烧效率,以评估能源利用效率和环保性能。
4. 结论本文档提供了回转窑和焚烧室计算的关键参数和计算过程,有助于进行相关设备设计和工程实施。
根据实际情况,可以进行相应的调整和优化,以满足工艺要求和环保要求。
以上计算结果仅供参考,请在具体实施过程中进行实际验证和调整。
回转窑系统的设计计算
p109
南 京 化 工 学 院 , 新 型 干 法 窑 产 量 计 算 经 验 公 式
相 关 系 10 数
n统 计 样 本 数 , r-
其中: G-窑的台时产量,t/h
L-窑的长度,m D,Di-分别表示窑筒体内径、窑筒体衬砖内径,m
Vi-窑的有效容积,m3
Di—D-2δ;δ窑衬砖厚度按经验值计算:
5
水泥工业设计院,湿法窑生产能力
100 W t 370 G 0.018K 0 K1 K 2 D L(1 b)( )( ), (2 75) 65 570 G 湿法窑生产能力, t/h
1.5 i
L 回转窑长度, m W 入窑料浆水分(窑灰成 浆入窑应当计入料浆中 ), % t 窑尾废气温度, b 窑内热交换装置传热面 积与整台窑鹅蛋有效内 表面积之比
(t / m 3 日), (2 94)
4 单位表面积产量: 1000 G mF , (kg / m 2 h ), (2 95) Di L 单位截面积产量: mA G Di2
12
4
(t / m 2 h ), (2 96)
回转窑筒体尺寸的确定
mv t/m3 ·d
Di/m
2.6 回转窑系统的设计计算
1
回转窑系统的设计
窑的类型和尺寸 产量标定 单位产品的燃料消耗 主要配套设备:
冷却机 收尘器
预热器 喂料装置
分解炉 通风设备
煤磨
2
2.6.1 回转窑筒体尺寸与产量的关系
影响窑产量的主观因素:
窑的规格尺寸-直径、长度
客观因素:其它
3
回转窑日产量M(t/d)
产量标定的要求: 标定过低,在设计计算其他附属设备时,
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0.22
密度g/cm3
3.9
3.25-3.38 2.32
分子量
102
62
56
60
组分mol
2.073
1.807
5.748
2.507
反应热(kcal)
69.672
83.040
生料浆量(kg):
2073.51
生料含水量(kg):
887.05
熟料量(kg):
1186.46
氧化铝回收率:
85%
烧结反应
Al2O3(晶)+Na2CO3==Na2O·Al2O3+CO2(气) SiO2(晶)+2CaO==2CaO·SiO2 Fe2O3+Na2CO3==Na2O·Fe2O3+CO2(气) TiO2+CaO==CaO·TiO2 Fe2O3+C==2FeO+CO
VO2=0.21*(a-1)*Vn
0.455
VN2=0.008N2ar+0.79Vn
烟气密度(kg/m3):γy=(1.964V`CO2+0.804V`H2O+2.857V`SO2+1.25V`N2+1.429V`O2)×0.01
V`CO2=VCO2/Vy(%)
14.540
V`H2O=VH2O/Vy(%)
1.681 1372.317
废气温度: 废气带走热:
℃ kcal
245 114406.888
窑灰:干生料
1.200
出窑灰量:
kg
1486.26
窑灰比热:
kcal/kg/℃ 0.273
出窑灰温度:
℃
245
窑灰带走热:
kcal
99408.5001
化学反应吸热:
kcal
169.610
熟料量:
kg
1186.46
1238.55 1.571
附水 834.96 834.96
0 887.05
1 1 18 46.387
总计 2073.51 942.1 1131.41 887.05 1186.46
生料浆成分
Al2O3
Na2Ok
CaO
SiO2
组分含量
211.43
112.03
321.86 150.39
其中:液体成分
36.23
57.39
0.47
其中:固体成分
175.2
54.64
321.86 149.92
蒸发水量
熟料量
211.43
112.03
321.86 150.39
比热kcal/(kg·℃)
0.205
17741
水汽排放温度:
℃
245
水汽比热:
kcal/kg/℃
0.5
水汽吸热:
kcal
64311.125
水汽化热:
kcal/kg
539
水汽化吸热热:
kcal
478119.95
蒸发水分吸热:
kcal
560172.075
烧成用煤量:
kg
104.072
生料掺煤占燃料的比例:
%
0.2
生料掺煤量:
kg
26.018
其他 71.8
0 71.8
烧成用煤成分
45.43
27.63
0.263
0.165
4
160
80
0.284
0.345
9.734
7.163
生料浆含水率:
生成氧化铝量(kg):
吸热
140.7
138.68
143.5
86.82
-40.58
Sar(%) 0.9
Aar(%)
206.64 0.2 1.976 80 2.583
总配入煤量:
kg
130.09
煤比热:
kcal/kg/℃ 0.312
入煤温度:
℃
58
煤带入热量:
kcal
2354.109
煤燃烧发热量:
kcal 864944.4734
熟料回转窑热平衡
热支出
项目
kJ
kcal
%
废气带走 窑灰带走 蒸发料浆水分 孰料带走 机械部不完全燃烧 化学反应吸热 窑壳散热
合计
回转窑热平衡
9.446 7.500
0.006 0.503 7.469
Vy(m3/kg)
9.783
+1.429V`O2)×0.01 5.143 76.342
γy(kg/m3)
1.335
料掺煤成分
Sar(%) 6.53
Aar(%)
Mar(%) 2.230
Qarnet(kcal/kg) 6574.24
理论燃烧空气量
Vo(m3/kg Vo(k)g/kg
)
7.266 5.769
空气过剩系数a 1.3 空气过剩系数a 1.3
固体燃料烟气生成量(m3/kg):Vy=VCO2+VSO2+VH2O+VO2+VN2
VCO2=0.01866*Car
1.347
VSO2=0.007*Sar
VH2O=0.111*Har+0.0124*Mar+0.00124*Vn
10.646 9.250 52.125 25.834 1.932 0.016 0.198 100
热支出
kJ
kcal
96427.092
83785.800
472137.3455
234000
17496.30612
142.954
1792.000
905781.498
% 10.646 9.250 52.125 25.834 1.932 0.016 0.198
V`SO2=VSO2/Vy(%)
0.476
V`N2=VN2/Vy(%)
V`O2=VO2/Vy(%)
4.736
熟料烧结生成废气成分(m3)
生料掺煤成分(m3)
CO2 36.315
O2 11.827
N2 192.963
H2O 7.462
烧成用煤成分(m3)
140.211
47.641
777.276 52.366
VO2=0.21*(a-1)*Vn
0.458
VN2=0.008N2ar+0.79Vn
烟气密度(kg/m3):γy=(1.964V`CO2+0.804V`H2O+2.857V`SO2+1.25V`N2+1.429V`O2)×0.01
V`CO2=VCO2/Vy(%)
13.771
V`H2O=VH2O/Vy(%)
100
热支出
kJ
103kcal
636600.005
553143.719
3116993.665
1544839.705
115508.4974
943.767
11830.567
5979859.926
% 10.646 9.250 52.125 25.834 1.932 0.016 0.198
100
结晶水 52.09 52.09
水比热:
二次风分配量:
%
70%
水沸腾吸热:
二次风量:
kg
700.343
水汽排放温度:
二次风温度:
℃
250
水汽比热:
二次风比热:
kcal/kg/℃
0.24
水汽吸热:
二次风带入热:
kcal
42020.56399
水汽化热:
一次风分配量:
%
20%
水汽化吸热热:
一次风量:
kg
200.098
蒸发水分吸热:
一次风温度:
生料烧结成分(m3)
104.575
887.050
空气湿度(g/m3)
1.370
空气带入水(m3)
1.681
比 合热计((kmc3a)l/m3/ ℃)(245)
281.101 0.44
59.468 0.322
970.238 0.311
61.510 0.364
生料浆进料温度:
℃
80
液体比热:
kcal/kg/℃
热收入
热
项目
kJ
103kcal
%
项目
煤粉燃烧发热量
4812854.058 80.484
废气带走
煤粉带入热量
13099.085
0.219
窑灰带走
料浆带入
436228.1495 7.295
蒸发料浆水分
窑灰带入
467300.293
7.815
孰料带走
二次风带入
233817.1387 3.910
机械部不完全燃烧
0.8
废气温度: 废气带走热:
液体质量:
kg
942.1
窑灰:干生料
固体比热:
kcal/kg/℃
0.2
出窑灰量:
固体质量:
kg
1131.41
窑灰比热:
生料浆带入热:
kcal
78396.96
出窑灰温度:
窑灰比热:
kcal/kg/℃
0.273
窑灰带走热:
烟道收尘率:
%
60%
化学反应吸热:
烟道收尘量:
kg
0.219
窑灰带走
料浆带入
66076.36161 7.295
蒸发料浆水分
窑灰带入
70782.922
7.815
孰料带走
二次风带入
35416.75572 3.910