新型干法水泥回转窑系统介绍
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第一节 新型干法回转窑系统
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。
回转窑
干法中空回转窑 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)
新型干法水泥 回转窑系统。
立窑
系统概述
工作原理：
1）生料 2）燃料
3）气体
入分解炉煤(60%-70%) 入窑煤（40%-30%）
一次空气：输送煤粉的 二次空气：来自冷却机的 三次空气：进入分解炉的
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
特点：进风口截面有矩形改为多边形，通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
注意：分离效率的提高会影响到流动阻力损失的增大。在具
体生产和设计过程中一定注意综合考虑这两项指标，旋风筒即 要高分离效率有要地阻力损失。
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
c1 c5 c 4 c3 c 2
（2）各级旋风筒的表面散热损失
Lc5 Lc4 Lc3 Lc2 Lc1
（3）各级旋风筒的漏风量
Lokc5 Lokc4 Lokc3 Lokc2 Lokc1
各级旋风预热器串联级数的选择（P29）
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）
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 （4）开发新型撒料装置
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
重要的技术指标 两个主要的评价指标：产量、热耗 几个典型的技术指标： 1）回转窑的发热能力：
回转窑内的燃烧带内单位时间燃料燃烧所放出的热量。
Qyr Gkmr Qnet.ar (kJ/h)
G---回转窑的产量（kg熟料/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
样品分解率的影响.
et
e 100m fh (e fh e)(100 10000 L1e fh
L1 )
(%)
e 100m fh (100 L1)(L2 L1(100 L2 )
L fh )
(%)
悬浮预热器
分类：旋风筒和立筒 基本流动方式：旋转流和喷射流 功能：分散、换热、分离。
1.2.1旋风预热器的工作原理
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
样品即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。
e 10000(L1 L2 ) (%) L1(100 L2 )
（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
。 试验研究证明：其流速分布比较较合理，气固分离效率较高
(kJ
/ m2 h)
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
qV
4
Qyr
(kJ / m3 h)
Di2
L2 i
(1
) Φ物料填充系数
6）回转窑内燃烧带的空气过剩系数 根据生产经验已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
q mrQnet.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
qA
Qyr
4
Di2
(kJ
/ m2
h)
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
qF
Qyr
Di Li
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
气流的冲击悬浮能力，可在悬浮 区局部缩小管径，使气体局部加 速以增大冲击力。
(3)在喂料口加装撒料装置
-------目的是促使物料分散
（4）来料均匀性
因素之二：
气、固相的传热
换热方式已对流换热为主 悬浮换热效果取决于生料 在气流中的分散程度。
进风口的形状现多采用多边形。
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)的尺寸和插人深度:
一般来说，出风管(内筒)的直径越小，插入深度越深，旋风 筒的气固分离效率越高。
(4)旋风筒的高度： 一般地：增加旋风筒的高度有利于气固分离效率的提高
影响旋风筒气固分离效率的其他因素： 粉料颗粒的大小、气流中的粉料浓度、锁风阀的严密程度。
(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。
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）
Qsh 17.19mAshl2O3 27.10mMshgO 32.10mCs来自百度文库aO 21.40mSshiO2 2.47mFshe2O3 (kJ / kg sh)
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。
回转窑
干法中空回转窑 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)
新型干法水泥 回转窑系统。
立窑
系统概述
工作原理：
1）生料 2）燃料
3）气体
入分解炉煤(60%-70%) 入窑煤（40%-30%）
一次空气：输送煤粉的 二次空气：来自冷却机的 三次空气：进入分解炉的
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
特点：进风口截面有矩形改为多边形，通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
注意：分离效率的提高会影响到流动阻力损失的增大。在具
体生产和设计过程中一定注意综合考虑这两项指标，旋风筒即 要高分离效率有要地阻力损失。
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
c1 c5 c 4 c3 c 2
（2）各级旋风筒的表面散热损失
Lc5 Lc4 Lc3 Lc2 Lc1
（3）各级旋风筒的漏风量
Lokc5 Lokc4 Lokc3 Lokc2 Lokc1
各级旋风预热器串联级数的选择（P29）
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）
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 （4）开发新型撒料装置
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
重要的技术指标 两个主要的评价指标：产量、热耗 几个典型的技术指标： 1）回转窑的发热能力：
回转窑内的燃烧带内单位时间燃料燃烧所放出的热量。
Qyr Gkmr Qnet.ar (kJ/h)
G---回转窑的产量（kg熟料/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
样品分解率的影响.
et
e 100m fh (e fh e)(100 10000 L1e fh
L1 )
(%)
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悬浮预热器
分类：旋风筒和立筒 基本流动方式：旋转流和喷射流 功能：分散、换热、分离。
1.2.1旋风预热器的工作原理
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
样品即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。
e 10000(L1 L2 ) (%) L1(100 L2 )
（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
。 试验研究证明：其流速分布比较较合理，气固分离效率较高
(kJ
/ m2 h)
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
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4
Qyr
(kJ / m3 h)
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L2 i
(1
) Φ物料填充系数
6）回转窑内燃烧带的空气过剩系数 根据生产经验已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
q mrQnet.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
qA
Qyr
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(kJ
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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
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Qyr
Di Li
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
气流的冲击悬浮能力，可在悬浮 区局部缩小管径，使气体局部加 速以增大冲击力。
(3)在喂料口加装撒料装置
-------目的是促使物料分散
（4）来料均匀性
因素之二：
气、固相的传热
换热方式已对流换热为主 悬浮换热效果取决于生料 在气流中的分散程度。
进风口的形状现多采用多边形。
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)的尺寸和插人深度:
一般来说，出风管(内筒)的直径越小，插入深度越深，旋风 筒的气固分离效率越高。
(4)旋风筒的高度： 一般地：增加旋风筒的高度有利于气固分离效率的提高
影响旋风筒气固分离效率的其他因素： 粉料颗粒的大小、气流中的粉料浓度、锁风阀的严密程度。
(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。
Qsh 100%
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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）
Qsh 17.19mAshl2O3 27.10mMshgO 32.10mCs来自百度文库aO 21.40mSshiO2 2.47mFshe2O3 (kJ / kg sh)