旋风预热器热效率的研究分析
旋风式预热器分离效率的模拟仿真研究
离效率达到９ ％以上。在此要求下 ，为达到旋风式 ５ 预 热器 高 的分离效 率 ，对其 研究 就具 有 十分重 要 的
意 义… 。
据 ，建立 三维计 算模 型 （ １ 图 ）。
在 设 计 旋 风 式 预 热 器 时 ，主要 依 据 已知 的操
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Ｎｏ． ２ １ ３ ０ ２
新 世 纪水 泥 导报
Ｃｅ ｍｅｎ ｄ ｏｒＮｅ Ｅｐ ｈ ｔＧｕｉ ｅｆ ｗ ｏｃ 铁 豁 与研 究
中 图 分 类 号 ：Ｔ ７ ．３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １０ —４ ３２ １） １ ０ ００ ＤＯＩ 码 ： １ ． ６ ／ｉ ｎ１０ —４ ３ ０２０ ．１ Ｑ１２６ ３ ０ ８０ ７ （０ ２１ ．３０２ ９ ．ｓ ２
奠定基础 。
关键词 旋风式 预热器 数值模拟 分离效 率
０ 引言
５ ％ ～６ ％ ）对 收集 分 离 不 起作 用 ，而 经 验公 式 ０ ０ 】 无 法解 释这 种现 象 。所 以需 要进 一 步对旋 风式 预热
器 内流 场进 行分 析 。
随着社 会 的发 展 和人们对 环境 污染 问题 的 日益
料 ，旋 风式 预热 器 的压 力损失 中 ，很 大 一部 分 （ 约
４ ０
图 １旋 风 式 预 热 器 ＣＡ ：寸 ＤＪ ￣
旋 风式 预热器ｃ旋 风筒具体尺寸分布 见表ｌ ． 。
旋风式预热器分离效率的模拟仿真研究
潘丽萍 周 涛
１ 武汉市建筑材料工业设计研 究院有限公 司，４０ ７ ；２ 安世亚 太科技 北京有限公 司， ４ ０ ７ ． ３０ １ ． ３０１
影响预热器换热效率及收尘效率的因素
一、悬浮预热技术的优越性传统干法回转窑生产水泥熟料，生料的预热、分解和烧成过程均在窑内完成。
回转窑作为烧成设备，由于它能够提供断面温度分布比较均匀的温度场，并能保证物料在高温下有足够的停留时间，尚能满足要求。
但作为传热、传质设备则不理想，对需要热量较大的预热、分解过程则甚不适应。
这主要由于窑内物料堆积在窑的底部，气流从料层表面流过，气流与物料的接触面积小，传热效率低所致。
同时，窑内分解带料粉处于层状堆积态，料层内部分解出的二氧化碳向气流扩散的面积小、阻力大、速度慢，并且料层内部颗粒被二氧化碳气膜包裹，二氧化碳分压大，分解温度要求高，这就增大了碳酸盐分解的困难，降低了分解速度。
悬浮预热技术的突破，从根本上改变了物料预热过程的传热状态，将窑内物料堆积态的预热和分解过程，分别移到悬浮预热器和分解炉内在悬浮状态下进行。
由于物料悬浮在热气流中，与气流的接触面积大幅度增加，因此传热速度极快，传热效率很高。
同时，生料粉与燃料在悬浮态下，均匀混合，燃料燃烧热及时传给物料，使之迅速分解。
因此，由于传热、传质迅速，大幅度提高了生产效率和热效率。
二、悬浮预热窑的特点悬浮预热窑的特点是在长度较短的回转窑后装设了悬浮预热器，使原来在窑内以堆积态进行的物料预热及部分碳酸盐分解过程，移到悬浮预热器内以悬浮状态进行，因此呈悬浮状态的生料粉能与热气流充分接触，气、固相接触面大，传热速度快、效率高，有利于提高窑的生产能力，降低熟料烧成热耗。
同时它尚具有运动部件少，附属设备不多，维修比较简单，占地面积较小，投资费用较低等优点。
三、悬浮预热器的构成及功能悬浮预热器主要有旋风预热器及立筒预热器两种。
现在立筒预热器已趋于淘汰。
预分解窑采用旋风预热器作为预热单元装备。
构成旋风预热器的热交换单元设备主要是旋风筒及各级旋风筒之间的联接管道（亦称换热管道）。
悬浮预热器的主要功能在于充分利用回转窑及分解炉内排出的炽热气流中所具有的热焓加热生料，使之进行预热及部分碳酸盐分解，然后进入分解炉或回转窑内继续加热分解，完成熟料烧成任务。
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= ( Q - Q1 - Q2 - Q3) / Q × 100%式中η——预热器的热效率（%）；Q——输入预热器的热量（kJ/kg熟料）；Q1——输出预热器废气带走的热量（kJ/kg熟料）；Q2——预热器废气中浮尘带走的热量（kJ/kg熟料）；Q3——预热器表面散热损失（kJ/kg熟料）；(2)升温系数ε物料在预热器内实际提高的温度与气体温降之比。
ε= ( t m2 - t m1) / ( t g1 - t g2)式中ε——预热器升温系数，以小数表示；t m1，t m2——分别表示进出预热器物料的温度（℃）；t g1，t g2——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。
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。
提高4000td悬浮预热器热效率的途径 材料无机非金属材料专业毕业设计
武汉理工毕业设计设计题目：提高4000t/d悬浮预热器热效率的途径系别：材料工程系班级：材料无机非金属材料姓名：指导教师：2014年5月26 日提高4000t/d悬浮预热器热效率的途径摘要悬浮预热器的构成由旋风筒和连接管道（换热管道），具有使气、固二相能充分分散均布、迅速换热、高效分离等功能预热系统的控制对水泥的烧成有着重要的影响，本文综合叙述了对怎样来提高旋风预热器热效率进行了深一步的研究，分析了分离效率、固气比、系列数、级数、悬浮效率、漏风、堵塞对热效率的影响情况为正确处理预热器、分解炉、回转窑和冷却机之间的关系，稳定热工制度、提高热效率、实现优质高产低耗和长期安全运转的生产目的而提出了一些解决办法。
关键词：旋风预热器；热效率；分离效率；固气比Ways to Improve Thermal Efficiency of 4000t/d Suspension PreheaterAbstractSuspension preheater composed of cyclone and connecting pipe (heat pipe)，with the control of gas，solid phase can fully disperse uniformly，rapid heat transfer，efficient separation of functions of heating system has an important influence on the cement sintering，this paper describes how to improve the thermal efficiency of cyclone preheater for further research，analysis of the separation efficiency，ratio of solid to gas，series，series number，suspension efficiency，air leakage，blockage effects on thermal efficiency for the correct handling of the relationship between the preheater，precalciner，rotary kiln and cooling machine，thermal system，improve the thermal efficiency，realize the stable high yield and low cost the long-term safe operation of the production and put forward some solutions.Key words: cyclone preheater; thermal efficiency; separation efficiency; solid gas ratio目录1 引言 (1)2水泥工艺流程方块图 (2)3悬浮预热器的组成 (3)3.1悬浮预热器的功能 (3)3.2悬浮预热器的分类 (3)4.旋风预热器的工作原理 (5)4.1旋风预热器的效率指标 (5)4.2影响旋风预热器换热效率的因素 (5)4.2.1粉料的悬浮效率 (5)4.2.2系统固气比 (6)4.2.3旋风预热器的系列数和级数 (6)4.2.4气、固相的分离效率 (7)4.2.5漏风的影响 (7)5预热器堵塞的原因分析 (8)5.1 结皮造成的堵塞 (8)5.2回灰的影响 (8)5.3有害元素的影响 (8)5.4局部高温造成结皮堵塞 (8)5.5漏风造成的堵塞 (9)5.6 操作不当造成的堵塞 (10)5.7 外来物造成的堵塞 (11)5.8设计不当，先天不足造成的堵塞 (11)6提高悬浮预热器热效率的途径 (12)6.1使物料充分悬浮 (12)6.2增加固气比和级数 (12)6.3增大气、固分离效率 (12)6.5加强窑的检验管理 (12)6.6合理配料 (13)6.7完善工艺设施 (13)7.结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1引言悬浮预热器是实现气（废气）、固（生料粉）之间的高效换热为了提高悬浮预热器热效率应从分离效率、固气比、系列数、悬浮效率、漏风对热效率的影响等方面考虑研究，除此之外还必须最大限度的减少系统漏风，是废气量降低到最低限度。
旋风预热器窑预热过程仿真模型的研究
第ｉ 级系统上升管单元气相质量平衡
Ⅷ ①
式中，‰ 广 上升管进 口 Ｉ 气体质量流量； ” 一 上升 管单元气固两相 间交换 的质量 ； ＾ 一旋风筒与上升管连接处气体质量流量。 第． 系统上升管单元固相质量平衡 峨
第ｉ 级系统 Ｅ 升管物料进口温度； 第 ＿ 系统旋 风筒与上升管连接处温度 。 觑 第ｉ 级系统旋风简单元 气相能量平衡 方程
一 —
（ ｑ ｒ ， ） ｎ ， ， ％ Ｍ￣ ＋ｔＣ ｔ ｋ ｊ＝ ｎｃ＋ ｋ ｍｉ ＇ ＋ ｃ
‰ ｌ ： Ｌ ＋ 肘 ⑦
级系统，将该级系统划分为两个单元，其中旋风 筒为一个单元，各级旋风筒间的连接上升管道为一
一
式中，‰ ． 一上升管进 口 物料质量流量： ， — 目牛 管进 口气体携带飞灰质量流量； ＾ 一旋风筒与上升管连接处固相质量流量。 第ｉ 级旋风简单元气相质量平衡
＋ Ｆ ． 】 ④
个单元。
基本假定 ：
式中， ｍ 第ｉ 一 级旋风筒漏风质量流量 。
＿
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维普资讯
２ ０ 年 第蝴 ０２
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余超等：旋风预热嚣窑预热过程仿真模型的研究
维普资讯
２ ０ 年 第３ ０２ 期
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《 世犯 水泥导禳 》 斯
Ｃ ｍｅ ｔ ｉｅｆ ｒ ｅ Ｅ ｏ ｈ ｅ ｎ Ｇｕｄ ｏ Ｎ ｗ ｐ ｃ
截齄 与研 完
中图分 类号
Ｔ ７ ． ２ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ —４ ３２ ０ ）３０ ２ —４ ＱＩ２６ ２２ ＊ ４ ０ ８０ ７ （０ ２０ －０ ００
旋风预热器热效率的研究分析
Ｙ ＮＧ Ｐ ｉａ ， Ｌ Ｕ Ｎｉｇ ｈ ｎ Ａ ｅｈ ｏ Ｉ ｎ ｃａｇ
大固气 比是提高旋 风预热器热效率的三大 主要途径 。 内容 其
简述 如下 ： ¨
该理论推 导基 于如下假设 ： 以大气环境为基态 来计 算 ①
有效 能或 理想功 ； 气 固两 项 的热 交换 足 以在换 热管 中完 ②
Ａ（１ 叮
） 时 ， 有极大值 。当 ｚ＜ Ｉ Ａ（
ｌ ｌｖ 一 ０ ｜
） 时， ∽
０ 前Βιβλιοθήκη 言 ｌｌ — ｎ单级单系列旋风预热器 的热效率 随着 固气 比的增加而增 加 旋风筒 自 １８ ８ ５年 Ｏ Ｍ． ｏｓ ． Ｍ ｒｅ申请发 明专利 以来 ，因其
结构简单 、造价 低 、维 护管 理方 便、分离 效率 高 、固体颗
随着 固气 比的增加而减小 ， 对于一定的体 系存 在着最 佳加料
量 （ Ａ ＝ １ １ ， ＝２ 当 ．３ Ｔ ５℃ ，ｇ ９ ０℃ ，ｐ ４ Ｔ０＝ ０ Ｔ０＝ ０℃ 时 可
得 Ｚ ＝８ ６ ） 对任何旋风预热器而言 ， ≤ １ 所以 ．３ 。 ，
Ｉ． ｌ Ｉ ： 二
就 是衡 量预热器 内高 温气体 和粉体物料热交换进 行的程度。
当ｚ＞ （ ＿ ） 时， 级 列 预 的 率 Ａ 』 ÷ 单 单系 旋风 热器 热效 ’
１ ０ ， 一 』“
粒负载适应性 强 、可 在高 温下使 用等 特点 ，广 泛地应 用于
各行各业 。水泥行业 所用 的旋 风预 热器就 是把 单体旋 风筒 串联起来 ，作为水泥 生料 粉的 预热 （ 预分解 ） 装置 。热 效率
ｂ ｔ ｔｇ ｕ ｅ ，ｓ ｓ ｅ ｓｏ ｆ ｃ ｅ ｃ ｎ ｉ ａ ａ ｅｉ ａ ｔ ｅ ，ｓａ ｅ ｎ ｍｂ ｒ ｕ ｐ ｎ ｉｎ ｅ ｉｉ ｎ ｙ ａ ｄ ａｒ ｅ ｋ ｇ ｍｐ ｃ ｓ ｌ
高温高固气比条件下旋风预热器总分离效率的研究
５ ４
西
安
建
筑
科
技
大
学
学
报（ 自然 科学 版 ）
第４ ３卷
Ｉ． ’ 一 ｝ ２
∽
｛ ＩＩ ｆ
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１ ｕ ｃ（ 风 炉 ） － ｍａｅ热 ｆ ３ｃ ｃ ｎ ｒｈ ａ （ 风 预热 器） －ｙ ｌ ｅｐｅ ｅｔ 旋 ｏ ｅ ５ｏｉｃ ｔ （Ｌ －ｒ ｅｍｅｅ － 板流 计） ｉ ｆ ｒｆ ７ｃｎｒｌ ａ ｅ调节阀） －ｏ ｔ ｌ （ ｏｖ ｖ
中 图分 类 号 ： ＴＱ１ ０ ２ ７ ． 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６７ ３ （ ０ １ ０ — ０ ３０ １ ｏ —９０ ２ １ ）１０ ５—５
旋 风预 热器 自 １ ８ ８ ５年 ０． Ｍ．Ｍｏ ｓ ｒｅ申请 发 明专 利 以来 ， 因其 结 构简 单 、 价低 、 造 维护 管 理方便 、 分
中 ， 泛 采 用 旋 风 筒 作 为 水 泥 生 料 粉 的 预 热 装 置 一 旋 风 预 热 器 ． 旋 风 预 热 器 总 分 离 效 率 研 究 的报 告 文 广 对
献很 多 ＿ ， 么是 高温 低 固气 比 ， 么是 常 温 高 固气 比 ， 既 是 高温 又 是 高 固气 比的 条件 下 的 研 究 还 １ 要 。 要 在 未有 报 道． 高温 高 固气 比的条 件 下 ， 风预 热器 的 总分离 效率 有什 么变 化 呢？作 者对 此做 了研究 ． 在 旋
表 １ 旋 风 预 热 器 结 构 尺 寸 表
Ｔａ １ Ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｉｅ ｏ ｈ ｙ ｌ ｎｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｒ ｂ． ｔ ｕ ｔ ｅ ｓｚ ｆｔ ｅ ｃ ｃ ｏ ｒ ｈ ａ ｅ
旋风预热器结构性能的研究
１ｍ ｓ 的分 离 效 率 （ 为研 究 分 ８／时
析依 据 。 ３ １ 操 作 参 数 对 旋 风 预 热 器 性 能 的 ．
摘 要 ： 过 旋 风 预 热 器 的 冷 态 模 拟 试 验 ， 究 旋 风 预 热 器 的 操 作 参 数 通 研
和 结 构 参 数 对 其 性 能 的 影 响 规 律 ， 开 发 新 型 旋 风 预 热 器 提 供 技 术 依 据 为
的方 次 迅 速 增 加 ，基 本 范 围在 １ ～ ． ５
在新 型干 法 预 分 解 窑 系 统 中 ， 旋 风 预 热 器 是 烧 成 系 统 重 要 的 设 备 之
一
简称 为 Ｆ型 ） 预热 器 为研 究 对 象 ， 辅
以 斜 顶 型 （ 下 简 称 为 Ｐ型 ） 二 心 以 和
，
ｃ ｃｏ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｒ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｉ ｈ ａ ｅ ． ｙ ｌ ｎ ｒ ｈ ａ ｅ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ
Ｋｅ ｗｏｒ ： Ｃｙ ｌ ｎ ｐｒ ｈ ａ ｅ ； Ｃｏｄ ｉ ｌ ｔｏ ｙ ｄｓ ｃｏ ｅ ｅ ｅ ｔｒ ｌ ｓｍｕ ａ ｉｎ；Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｔｕ ｔ ｒ ；Ｐｅ ｏ ｍａ ｃ ； ｆ ｒ ｒ ｎ ｅ
其 性 能 的好 坏 直 接 关 系 到 整个 预
大蜗 壳 型 （ 以下 简 称 为 Ｋ 型 ） 预热 器 ，
根 据 旋 风 预 热 器 本 身 结 构 参 数 的 变
分解 系统 的技 术 经 济 指 标 ， 风 预 热 旋
器 的 性 能 指 标 主 要 包 括 分 离 效 率 和
化 ， 过 测 量 不 同风 速 不 同 浓 度 下 旋 通
中 图 分 类 号 ： Ｑ１ ２６ ２２ 文 献 标 识 码 ： Ｔ ７ ．２ ．９ Ａ
5500t／d顶级旋风预热器的综合研究与评述
ｐｏ ｅ ｙ ｔｅ ｐａ ｔ ａ ｒｄ ｃｉｎ ｉ Ｙ ｅ ｎ ｌｎ． ｒｖ ｄ ｂ ｈ ｒｃｉｌ ｐｏ ｕ ｔ ｎ Ｊ Ｃ ｍｅ ｔＰａ ｔ ｃ ｏ
比稍 大于 １ ２ ：。
研 究 和分 析 ， 以在 在 高 起点 上提 高 可
我 国新 型 干 法水 泥 生 产 技术 的水 平 ， 对 于促 进 行业 进 步 是 有 益 的 。为 此 ， 我们对 Ｊ Ｙ厂新 型干 法 生产 线 的顶 级
预 热 旋 风 筒 进 行 了 系统 全 面 的综 合
显 降低 ． 些 与 实 际 生 产 情 况 都 是 相 吻 合 的 。 这
关 键 词 ： 风 预 热 器 ； 模 试 验 ； 离 效 率 旋 冷 分
中 图 分 类 号 ： Ｑ１ ２６ ２２ 文 献 标 识 码 ： Ｔ ７ ．２ ．６ Ａ
文 章 编 号 ： ０ １ ６ ７ （ ０ ６） ３ ０ ３ — ４ １０ — １ １２ ｏ ０ — ｏ ３ ０ Ｓ ｎ ｈ ｔ ａ ｔ ｄ ｎ ａ ｕ ｔｏ ｙ ｔ ｅ ｉ ｌ Ｓ ｕ ｙ ａ ｄ Ｅｖ ｌ ａ ｉ ｎ ｃ
Ｋｅ ｗｏｒ ｓ Ｃｙ ｌｎｅ ｒ ｈｅ ｔｒ Ｃｏ ｄ ｙ ｄ： ｃ ｏ ｐ ｅ ａ ｅ ； ｌ ｍｏ ｅ ； Ｓｅ ｒ ａｉ ｎ ｄｌ ｐａ ｔｏ ｅｆｃｅ ｃ ｆｉ ｉｎ ｙ
旋 风 预 热 器 是 新 型 干 法 水 泥 生 产 过程 的核 心 设备 之 一 ， 担 着气 固 承 分 散 、 料 加热 、 固分 离 、 物 气 物料 输 送 及部 分 物 理 、化 学 反 应 等 多项 功 能 。 分 离 效 率 和 阻力 损 失 是 设 计 预 热 旋 风 筒 主要 考虑 的两项 性 能指 标 。 世 界 上 最 早 的旋 风 预 热 器 窑 于 １５ ９ １年 由 德 国 洪 堡 公 司 （ ｍｂ ｌｔ Ｈｕ ｏｄ ）
旋风预热器热态性能模拟研究——风速的选择
验值 。因此本气 相采 用雷诺应力模型来模拟流场 。
雷诺应力模 型包括用不 同的输运方 程计算雷诺压 力 ， 从 而得 到封 闭的雷诺平均动力方程 。雷诺应力输运方程如下 ：
颗粒 的力平衡方程为 ：
＝ ｕ ） （一 ＋
ｄ ＋
式 中 ：ｏｕ ｕ） 颗粒 的单位质量拽力 ， Ｆ（ －￣— ， 另外还 考虑颗粒受到热 泳力 ，ａ ｍ ｎ升力等。 ｓｆ ａ
采 用单 耦 合 模 型 ， 只 有 连续 相 对 离 散 相 有 作 用 。 外 颗 粒 轨 道 即 另
１ 学模 型 数
１１ ．气相模型
模 拟旋风分 离器湍 流模型 学者们对 气相 的研 究一般选 用 ｋ ｓ模 型和雷诺应力模型 ，事实也证明这两 中模 型较 其它模 型 —
好， 但是将标准 ｋ ｓ模型 与雷 诺应 力模 型分别用 于旋 风分 离器 模 型采 用随机轨道模型 ，应用随机方法来 考虑 瞬时湍流速度对 — 的内流场计算， 与实验值 比较后可以发现后者 比前者更接 近实 颗 粒 轨 道 的影 响 。
热效率 、 系统阻力和系统 收尘效率 。 目前对于不同风速下预热器 定 义 项 。这些 项 中 ， 、
力 产 生项 ； 广 浮力 产 生 Ｇ
巍 散项 ； 一系统旋转产 生项 和用户
、 不 需 要 模 型 ，而 Ｄ Ｇ 、 、
的性能模拟研 究主要 集中在冷态『１ １， ２ 因此其性能研究 主要是分 需 要 建 立 模 型 方 程 使 上述 方 程 封 闭 。
旋 风 预 热 器热 态性 能模 拟研 究一 风 速 的选择
陈作炳 李 波 豆海建 史红 霞 （ 武汉 理工 大学 机 电学 院 ， 汉 ４０ ７ ） 武 ３ ００
Ｈｏ ｕ ｅ ｉａ ｉ ｕａ ｉｎｏ ｙ ｌ ｎ ｒ ｈ ａｅ ｅＩｆ ｅ ｃ ｂ ｕ ｎ ｅｏ ｉ ｔ ｍ ｒ ｌ ｍ ｌｔ ｆ ｃｏ ｅｐ ｅ ｅ ｔ ｒ ｈ ｌ ｎ ｅａ ｏ ｔ ｎ ｃ ｓ ｏ ｃ ｔ ｎ ｕ ｗｉｄｖ ｌｃｔ ｙ
旋风预热器热态性能模拟研究_风速的选择
热 效 率 、系 统 阻 力 和 系 统 收 尘 效 率 。目 前 对 于 不 同 风 速 下 预 热 器
的 性 能 模 拟 研 究 主 要 集 中 在 冷 态［１，２］， 因 此 其 性 能 研 究 主 要 是 分
离效率， 压力损失等而未考虑换热效率。
１ 数学模型
１．１ 气相模型
模拟旋风分离器湍流模型学者们对气相的研究一般选用
Ｔｈｅ ｄｅ ｓ ｉｇｎ ａ ｎｄ ｄｅ ｖｅ ｌｏｐｍｅ ｎｔ ｏｆ ｎｅ ｗ ｈｉｇｈ－ ｐｒｅ ｓ ｓ ｕｒｅ ｗａ ｔｅ ｒ ｄｅ ｓ ｃａ ｌｉｎｇ ｓ ｐｒａ ｙ ｎｏｚｚｌｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａ ｎｄ ｔｅ ｓ ｔｉｎｇ ｓ ｙｓ ｔｅ ｍ
ＳＨＥＮ Ｊｕａｎ， ＺＥＮＧ Ｌｉａｎｇ－ ｃａｉ， ＷＡＮＧ Ｙｉ， ＣＨＥＮ Ｘｉｎ－ ｙｕａｎ （ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ ＭａｃｈｉｎｅｒｙБайду номын сангаасａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００８１， Ｃｈｉｎａ） !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
ｋ－ ε模型和雷诺应力模型， 事实也证明这两中模型较其它模型
好， 但是将标准 ｋ－ ε模型 与 雷 诺 应 力 模 型 分 别 用 于 旋 风 分 离 器
的内流场计算， 与实验值比较后可以发现后者比前者更接近实
验 值 。因 此 本 气 相 采 用 雷 诺 应 力 模 型 来 模 拟 流 场 。
雷 诺 应 力 模 型 包 括 用 不 同 的 输 运 方 程 计 算 雷 诺 压 力 ｕｉ＇ｕｊ＇， 从而得到封闭的雷诺平均动力方程。雷诺应力输运方程如下：
设计旋风预热器心得体会
设计旋风预热器心得体会保山地区水泥厂φ2.5X50 米带余热发电干法中空回转窑,自1985 年10月建成投料试车以来,累计生产水泥熟料23.23万吨,发电1348万度,填补了保山不能生产高标号水泥的空白,满足了保山地区工农业建设事业的需要,促进了保山地区经济的发展。
但是,因受当时历史条件和技术条件的限制。
工艺过程设计不尽合理,导致熟料能耗较高,每吨熟料标准煤耗高达289. 14kg/t;加之自该窑投产以来水泥销售市场较好，一直处于严重供不应求的状况,正常的计划检修无法落实,导致设备长期带病运行,运转率和产量急剧下降,从某种程度上讲,是在拼设备,应付市场,主体损坏严重,到停窑改造之前，煤耗再度大幅度上升,到了不改遣无法继续运行的地步了。
经陕西省建材设计院设计,并经多方考察论证。
对我厂1 #窑进行新增五级旋风预热器，三通道喷煤管及煤磨除尘器等项目的比较系统全面的技术改造,自1992 年8月26日起停窑改造,至1993年1月17日点试车成功。
技改总投资700万元。
到1993年5月底止,连续试生产130天,累计生产熟料1.8万吨,实现利润450万元。
台时产量8.08t/h.比技改前的5. 88t/h提高2. 20t/h,标准煤耗187.53kg/h.比技改前的5.88kg/t降低了101. 91kg/t;熟料标号比技改前提高了103#.所不足的是因处于试车调试阶段、管理和操作技术水平还难于适应新设备新工艺的要求,设备故障及工艺操作管理故障较多.造成运转率较低,影响了各项技术经济指标不能达到最佳值。
另外,除尘效果较差.电耗较高,尚待进一步努力解决。
本次技改的主要目的.是为了有效地提高产量。
适当地减少工艺环节,大幅度地降低煤耗。
本次技改的主要内容可以分为以下五个部分:(1)窑体本身+(2)窑尾及五级旋风预热器,(3)冷却机;(4)煤磨除尘;(5)其它配套，工艺。
我们做为处在云南边远落后地区的水泥厂，结合本厂实际情况，大胆引进较为先进的五级旋风预热器技术改造原有带余热锅炉发电干法中空回转窑、经过半年多来的试生产结果完全可以证明,技术上是可行的、效果是好的.改造是成功的.基本上达到了预期的目标。
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。
旋风预热器的作用工作原理组成部分
旋风预热器的作用工作原理组成部分一、作用：1.提高燃烧效率：旋风预热器将进入炉窑的冷风和燃料进行充分混合和热交换，有效提高了燃烧气的温度，从而使燃料燃烧更充分，提高燃烧效率。
2.降低燃料消耗：通过对冷风进行预热，可以降低炉窑所需燃料的温度，减少燃料的消耗量，节约能源。
3.降低排放物排放：旋风预热器能够降低炉窑的排烟温度，减少烟气中的氮氧化物和二氧化硫等有害物质的排放，对环境保护具有积极意义。
二、工作原理：1.燃烧过程：燃料和空气在燃烧器中充分混合，并通过点火器点燃，形成燃烧气，然后进入旋风预热器。
旋风预热器内有一个涡轮状结构，使得燃烧气在其中发生高速旋转，从而增加了燃烧气与预热器内壁的接触面积，加快了热交换速度。
2.热交换过程：燃烧气在旋风预热器内与通过加热器内壁通过热对流进行热交换。
预热器内壁表面覆盖着一层高效隔热层，减少了热量的散失，保证了预热器的高效运行。
冷风从预热器的底部进入，并在与燃烧气的接触中进行热交换，被加热至一定温度后进入炉窑进行使用。
热交换后的燃烧气在旋风预热器的顶部被排出，经过进一步处理后排入大气中。
三、组成部分：1.燃烧器：包括燃料喷嘴，空气调节装置和点火器，用于混合燃料和空气，并点燃形成燃烧气。
2.旋风室：由导流板和导流锥构成，用于引导燃烧气在旋风预热器内进行高速旋转，增加热交换的有效性。
3.加热器：是旋风预热器的核心部件，通常采用沿水平方向布置的管束，燃烧气流经过管束与加热器内壁进行热交换。
4.冷风管：用于引入冷风，冷风通过加热器与燃烧气进行热交换。
5.排气管：用于排出经过热交换后的燃烧气，排放至大气中。
6.隔热层：预热器内壁覆盖着一层高效的隔热材料，减少热量的散失，提高预热器的热效率。
以上是关于旋风预热器的作用、工作原理和组成部分的详细介绍，通过对冷风进行预热，提高燃烧效率，降低燃料消耗，旋风预热器在工业炉窑中发挥着重要的作用。
提高旋风预热器换热效率的分析
提高旋风预热器换热效率的分析旋风预热器是一种常见的换热设备，可以在工业生产过程中对烟气进行预热，以降低能源消耗。
提高旋风预热器的换热效率对于实现节能减排、降低生产成本具有重要意义。
本文将对提高旋风预热器换热效率的分析进行探讨。
首先，提高旋风预热器的换热效率需要从设计上进行优化。
合理的设计能够增大换热面积，提高传热系数，减小烟气侧的阻力损失。
具体来说，可以采用多级旋风预热器的结构，增大烟气侧的换热面积，增加烟气与传热介质的接触时间，提高换热效率。
此外，还可以采用高效的换热材料，如陶瓷材料，提高换热效率。
其次，提高旋风预热器换热效率还需要从操作上进行优化。
首先，需要调整烟气和传热介质的流速，以提高传热效率。
烟气和传热介质的流速过高会导致局部过热，而流速过低则会导致传热效果差。
其次，可以适当增加传热介质的温度，提高换热温差，从而增大换热量。
同时，还可以通过控制烟气侧的阻力损失，减小能量损失，提高换热效率。
此外，提高旋风预热器的换热效率还需要从维护和管理方面进行优化。
首先，需要定期清洗和维护旋风预热器，保持换热面的清洁，减少结垢和污垢的积累，提高换热效率。
其次，要确保旋风预热器的正常运行，及时发现和修复故障，避免能量泄漏和能量浪费。
同时，还可以通过减小漏风和损失烟气量的措施，提高能量利用率，提高换热效率。
此外，提高旋风预热器的换热效率还可以通过应用新技术进行优化。
例如，可以采用先进的计算流体力学（CFD）模拟方法，研究旋风预热器内部的流动状况和换热特性，进而优化设计。
另外，可以考虑采用辅助设备，如增加旋风预热器的辐射面积，提高辐射传热效果。
此外，还可以考虑应用先进的燃烧技术，如低氮燃烧技术或氧化铝燃烧技术，减少烟气中的有害物质，提高换热效率。
综上所述，提高旋风预热器的换热效率需要从设计、操作、维护和管理以及应用新技术等多个方面进行优化。
通过合理的设计，调整操作参数，加强设备维护和管理以及应用新技术，可以提高旋风预热器的换热效率，实现节能减排、降低生产成本的目标。
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。
影响旋风预热器实际分离效率的因素
影响旋风预热器实际分离效率的因素
谭永梅
【期刊名称】《内蒙古石油化工》
【年(卷),期】2003(029)003
【摘要】列举了旋风预热器分离效率的影响因素.并对这些影响因素一一做了分析.【总页数】2页(P13-14)
【作者】谭永梅
【作者单位】内蒙古建材工业学校
【正文语种】中文
【中图分类】TK22
【相关文献】
1.NC型6000t/d规模预热器系统C1旋风筒分离效率影响因素的数值模拟研究[J], 丁苏东;宁建根;吴建军;陈翼;刘志国;蔡玉良
2.对影响旋风收尘器实际收尘效率几个非结构因素之浅析 [J], 赵幼琨
3.影响旋风预热器实际分离效率的因素 [J], 崔晓红
4.蜗壳结构因素对预热器旋风筒分离效率的影响 [J], 薛勇
5.影响旋风分离器分离效率的因素 [J], 张荣;王小玲
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提高产量、降低煤耗的旋风预热器试验成功
提高产量、降低煤耗的旋风预热器试验成功
佚名
【期刊名称】《中国建材》
【年(卷),期】1958(0)12
【摘要】旋风预热器是一种用在干法水泥窑上的余热利用装置,1950年底西德汉堡特公司首先采用了这种装置.1953年4月,该公司又将第二座旋风预热器投入生产.从此旋风预热器便在世界范围内,特别是西德和美国,广泛地被采用.据1956年的统计,世界上已经有34座窑,安装了或正在准备安装这种装备.
【总页数】5页(P24-28)
【关键词】旋风预热器;下料管;煤耗;试验成功;提高产量
【正文语种】中文
【中图分类】F4
【相关文献】
1.旋风预热器粗糙内壁对其性能的影响试验 [J], 嵇鹰;徐德龙
2.2500t/d五级旋风预热器冷模试验 [J], 陈思维;豆海建;彭建新;陈作炳;杨世宏;黄继全;崔亚伟;李福州
3.提高我矿回转窑产量和降低煤耗的探讨 [J], 翟慎俭;吕和亭
4.旋风预热器预热过程数值模拟试验研究 [J], 余超;徐讯;谭克峰
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万方数据
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旋风预热器热效率的研究分析
作者：杨沛浩， 刘宁昌， YANG Peihao， LIU Ningchang
作者单位：西安建筑科技大学粉体工程研究所,陕西西安,710055
刊名：
四川建材
英文刊名：SICHUAN BUILDING MATERIALS
年，卷(期)：2010,36(4)
参考文献(7条)
1.郑育新不同分离效率下悬浮效率对旋风简中物料预热效果的影响
2.夏国涛;李志;徐德龙旋风预热器预热过程的模拟研究[期刊论文]-海南大学学报(自然科学版) 2005(03)
3.陈延信;胡亚茹;徐德龙三系列悬浮预热系统热效率的理论研究 2007(06)
4.肖国先;徐德龙;嵇鹰高固气比下粉体预热器系统的热效率研究 1998(02)
5.李昌勇;胡道和各级预热器特性对系统热效率影响的计算与分析 1988(02)
6.孙义燊多级旋风预热器热效率分析 1998(04)
7.徐德龙水泥悬浮预热预分解技术理论与实践 2002
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