[工学]第六节 回转窑系统的设计计算
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原料组分：关系到完成烧成反应所需的条件和理论热耗及 易烧性。
燃料的质量：影响到窑内温度及其分布；
窑型与窑规格：不同类型窑，热耗指标差异很大，同一种 窑型，由于规格尺寸、熟料品种、保温情况操作参数控制 不同，热耗也有不同。
熟料品种与质量：熟料品种涉及到熟料的矿物组成， 矿物组成不同其理论热耗不同；要求的熟料的品质不 同，其热耗也有差别。
5、我国水泥工业设计院，根据国内窑的生产资料统计，推 荐的湿法窑生产能力计算公式：
（因湿法窑不在发展之列，略）。
二、回转窑筒体尺寸的确定
对于新设计窑或旧窑改造时，必须合理地确定窑的规 格尺寸（直径、长度或长径比）。
窑的类型和规格尺寸不同，则窑的单位产量指标也不 尽相同，目前，确定窑尺寸时，一般是根据选取合理的单 位熟料产量指标计算窑尺寸。
[工学]第六节 回转窑系统的设 计计算
2、日本池田提出的计算SP窑生产能力的公式：
G1.42D5i2.88
式中： G——熟料小时产量，t/h；
D i ——回转窑烧成带衬砖内径，m；
为了反映窑长度的影响，该式还附带要求窑长L与内径 D i
的关系应符合下式：
L=23 D i -20
3、北京建材院提出的计算NSP窑的生产能力公式：
窑的单位产量：窑的单位产量直接影响到单位热耗， 在耗煤量相同时，单位产量高，单位热耗降低。
窑内热工制度：一、二次风量与风温，窑尾排风情况 等都直接影响到单位热耗。
总之，影响回转窑单位热耗的因素很多，匈牙利学者对日产2000t熟 料的带二次燃烧的悬浮预热器窑进行研究，得到如下数学关系式：
Q r R 4. 7 5 0 . 7 M 8 1 1 . 6 K 9 2 . 6 A 1 M . 9 S 5 1 . M 5 L 0 S
式中：
m r ——单位熟料烧成实用总燃料量，kJ/kg熟料；
M r ——窑系统小时总耗实物燃料量，kJ/h熟料； G——熟料小时产量，t/h；
Q
y DW
——燃料应用基低位热值，kJ/kg熟料。
标准煤耗：
通常为了便于比较，取热值为29270 kJ/kg的煤为标准煤，
则单位熟料燃料量 m r 可换算成标准煤耗 m br ：
2、产量标定的要求
产量的标定应在确保优质、低消耗，长期安全运转 的情况下，窑所能达到的合理产量，如果对窑的产量标 ห้องสมุดไป่ตู้过低或过高，均会使整个系统不配套、生产操作出现 不平衡。
标定过低，在设计计算其他附机设备时，可能出现 选型小，在投产后会出现限制窑生产能力的发挥。
标定过高，附机选型可能出现偏大，而窑实际产量 达不到，造成设备能力的浪费。同时给窑生产达标带来 困难。
1、单位容积产量：
24 G
mv
4
D
2 i
L
（t/m3日）
2、单位表面积产量：
mF
3、单位截面积产量：
1000G
Di L
（kg/ m2h）
mA
G
4
D
2 i
（t/ m2h）
4、单位熟料产量指标与窑径的关系：
根据国内外大量已投产的统计资资，计算各窑的单位 产量指标，再建立与窑内径之间的关系，可以作成以上三 项指标与窑直径的关系。
mbr
QrR mrQDy W 29270 29270
（kg/kg熟料）
3、影响单位熟料热耗的因素
熟料烧成过程所消耗的实际热量与煅烧全过程有关，除 涉及到原、燃料性质和回转窑（包括分解炉）外，还与废气 回收（如预热器、锅炉、烘干）和熟料显热回收（如冷却机） 等有关。因此往往需从总的煅烧系统加以考察。
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。
3、计算公式与实际产量综合标定
在进行产量标定时，还可采用公式计算与实际生产 产量相结合的办法进行标定，一般也取平均值。
四、回转窑系统热耗与热平衡计算
（一）窑的热耗、发热能力和热负荷 （1）回转窑烧成系统热耗分析
1、热平衡计算的目的
进行热平衡计算的主要目的： 是对新建窑确定燃料消耗量，计算单位熟料热耗； 对生产窑分析系统热工技术性能，为优质、高产、低耗 及节能技改提供科学的依据。
GKD 2.52L0.762
式中： G——熟料小时产量，t/h； K——系数，K=0.114～0.119。
4、南京化工学院推荐公式
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。
L24mA/mv L/D i 25 m A 0/m F
（m） （m）
三、回转窑产量的标定
回转窑的产量是确定工厂生产规模、原料、燃料消耗定 额，和全厂设备选型设计的依据，是水泥厂工艺设计的重要 指标。
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。
然后根据图可推导得到各项指标与窑尺寸的相关关系。 参见P111表2-30，9个公式。
6、窑的长径比与窑径的关系：
悬浮预热器窑：
L/Di 2.109 Di0.002208
立筒预热器窑
L/Di 1.772 Di0.04162
预分解窑：
L/Di 1.536 Di0.07923
7、窑尺寸的计算公式：
D i 0.09 m F 6/m v
3、标定的方法
（1）根据公式计算： 可以根据同类型窑的理论与经验公式计算，如前所述计
算窑产量的公式很多，标定时，应进行多个公式的计算，一 般以各公式计算的平均值确定为标定产量。
（2）根据同类型同规格窑产量标定 可根据国内外已投产的同类型同规格窑的实际产量进行
标定，最好是综合多家厂生产数据，一般也采用平均值。
2、单位熟料热耗
窑的单位熟料热耗是指窑系统生产单位熟料产量的实际烧 成热耗。
由于熟料在煅烧过程中，损失了大量的热量，如废气带走 的热焓，窑体向外界散失的热量等，因此，窑的实际热耗比理 论热耗高得多。
单位熟料热耗的实际热耗，由下式计算：
Q rR m rQ D y W M rQ D y /W 10 G （0 kJ/k0 g熟料）
燃料的质量：影响到窑内温度及其分布；
窑型与窑规格：不同类型窑，热耗指标差异很大，同一种 窑型，由于规格尺寸、熟料品种、保温情况操作参数控制 不同，热耗也有不同。
熟料品种与质量：熟料品种涉及到熟料的矿物组成， 矿物组成不同其理论热耗不同；要求的熟料的品质不 同，其热耗也有差别。
5、我国水泥工业设计院，根据国内窑的生产资料统计，推 荐的湿法窑生产能力计算公式：
（因湿法窑不在发展之列，略）。
二、回转窑筒体尺寸的确定
对于新设计窑或旧窑改造时，必须合理地确定窑的规 格尺寸（直径、长度或长径比）。
窑的类型和规格尺寸不同，则窑的单位产量指标也不 尽相同，目前，确定窑尺寸时，一般是根据选取合理的单 位熟料产量指标计算窑尺寸。
[工学]第六节 回转窑系统的设 计计算
2、日本池田提出的计算SP窑生产能力的公式：
G1.42D5i2.88
式中： G——熟料小时产量，t/h；
D i ——回转窑烧成带衬砖内径，m；
为了反映窑长度的影响，该式还附带要求窑长L与内径 D i
的关系应符合下式：
L=23 D i -20
3、北京建材院提出的计算NSP窑的生产能力公式：
窑的单位产量：窑的单位产量直接影响到单位热耗， 在耗煤量相同时，单位产量高，单位热耗降低。
窑内热工制度：一、二次风量与风温，窑尾排风情况 等都直接影响到单位热耗。
总之，影响回转窑单位热耗的因素很多，匈牙利学者对日产2000t熟 料的带二次燃烧的悬浮预热器窑进行研究，得到如下数学关系式：
Q r R 4. 7 5 0 . 7 M 8 1 1 . 6 K 9 2 . 6 A 1 M . 9 S 5 1 . M 5 L 0 S
式中：
m r ——单位熟料烧成实用总燃料量，kJ/kg熟料；
M r ——窑系统小时总耗实物燃料量，kJ/h熟料； G——熟料小时产量，t/h；
Q
y DW
——燃料应用基低位热值，kJ/kg熟料。
标准煤耗：
通常为了便于比较，取热值为29270 kJ/kg的煤为标准煤，
则单位熟料燃料量 m r 可换算成标准煤耗 m br ：
2、产量标定的要求
产量的标定应在确保优质、低消耗，长期安全运转 的情况下，窑所能达到的合理产量，如果对窑的产量标 ห้องสมุดไป่ตู้过低或过高，均会使整个系统不配套、生产操作出现 不平衡。
标定过低，在设计计算其他附机设备时，可能出现 选型小，在投产后会出现限制窑生产能力的发挥。
标定过高，附机选型可能出现偏大，而窑实际产量 达不到，造成设备能力的浪费。同时给窑生产达标带来 困难。
1、单位容积产量：
24 G
mv
4
D
2 i
L
（t/m3日）
2、单位表面积产量：
mF
3、单位截面积产量：
1000G
Di L
（kg/ m2h）
mA
G
4
D
2 i
（t/ m2h）
4、单位熟料产量指标与窑径的关系：
根据国内外大量已投产的统计资资，计算各窑的单位 产量指标，再建立与窑内径之间的关系，可以作成以上三 项指标与窑直径的关系。
mbr
QrR mrQDy W 29270 29270
（kg/kg熟料）
3、影响单位熟料热耗的因素
熟料烧成过程所消耗的实际热量与煅烧全过程有关，除 涉及到原、燃料性质和回转窑（包括分解炉）外，还与废气 回收（如预热器、锅炉、烘干）和熟料显热回收（如冷却机） 等有关。因此往往需从总的煅烧系统加以考察。
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。
3、计算公式与实际产量综合标定
在进行产量标定时，还可采用公式计算与实际生产 产量相结合的办法进行标定，一般也取平均值。
四、回转窑系统热耗与热平衡计算
（一）窑的热耗、发热能力和热负荷 （1）回转窑烧成系统热耗分析
1、热平衡计算的目的
进行热平衡计算的主要目的： 是对新建窑确定燃料消耗量，计算单位熟料热耗； 对生产窑分析系统热工技术性能，为优质、高产、低耗 及节能技改提供科学的依据。
GKD 2.52L0.762
式中： G——熟料小时产量，t/h； K——系数，K=0.114～0.119。
4、南京化工学院推荐公式
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。
L24mA/mv L/D i 25 m A 0/m F
（m） （m）
三、回转窑产量的标定
回转窑的产量是确定工厂生产规模、原料、燃料消耗定 额，和全厂设备选型设计的依据，是水泥厂工艺设计的重要 指标。
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。
然后根据图可推导得到各项指标与窑尺寸的相关关系。 参见P111表2-30，9个公式。
6、窑的长径比与窑径的关系：
悬浮预热器窑：
L/Di 2.109 Di0.002208
立筒预热器窑
L/Di 1.772 Di0.04162
预分解窑：
L/Di 1.536 Di0.07923
7、窑尺寸的计算公式：
D i 0.09 m F 6/m v
3、标定的方法
（1）根据公式计算： 可以根据同类型窑的理论与经验公式计算，如前所述计
算窑产量的公式很多，标定时，应进行多个公式的计算，一 般以各公式计算的平均值确定为标定产量。
（2）根据同类型同规格窑产量标定 可根据国内外已投产的同类型同规格窑的实际产量进行
标定，最好是综合多家厂生产数据，一般也采用平均值。
2、单位熟料热耗
窑的单位熟料热耗是指窑系统生产单位熟料产量的实际烧 成热耗。
由于熟料在煅烧过程中，损失了大量的热量，如废气带走 的热焓，窑体向外界散失的热量等，因此，窑的实际热耗比理 论热耗高得多。
单位熟料热耗的实际热耗，由下式计算：
Q rR m rQ D y W M rQ D y /W 10 G （0 kJ/k0 g熟料）