新型干法水泥回转窑系统.ppt

新型干法新型干法水泥水泥回转窑系统回转窑系统 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，又能在水中硬化在空气中硬化，又能在水中硬化(硬化后要达到一定的强度硬化后要达到一定的强度)，并能把砂、石，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料。等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料。水泥生产的过程水泥生产的过程是要经过是要经过“二磨一烧二磨一烧”：即生料磨，水泥：即生料磨，水泥窑窑 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。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。水水泥泥窑窑回转窑回转窑立窑立窑干法中空回转窑干法中空回转窑湿法回转窑湿法回转窑立波尔窑立波尔窑(半干法生产半干法生产)悬浮预热器窑悬浮预热器窑(SP窑窑)窑外分解窑窑外分解窑(NSP窑窑)新型干法水泥新型干法水泥回转窑系统。回转窑系统。1.1 系统系统概述概述1.1.1工作原理工作原理：1）生料）生料2）燃料）燃料3）气体）气体入分解炉煤入分解炉煤(60%-70%)入窑煤（入窑煤（40%-30%）一次空气：输送煤粉的一次空气：输送煤粉的二次空气：来自冷却机的二次空气：来自冷却机的三次空气：进入分解炉的三次空气：进入分解炉的1.1.2重要的技术指标重要的技术指标p两个主要的评价指标：产量、热耗两个主要的评价指标：产量、热耗p几个典型的技术指标：几个典型的技术指标：1）回转窑的发热能力：）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。回转窑内的燃烧带内单位时间燃料燃烧所放出的热量。arnetryrQGkmQ.G-回转窑的产量（回转窑的产量（kg熟料熟料/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（生产每千克熟料所需要的燃料量（kg煤煤/kg熟料）熟料）(kJ/h)2）水泥熟料的实际烧成热耗）水泥熟料的实际烧成热耗arnetrQmq.（kJ/kg熟料）熟料）3）回转窑内燃烧带的）回转窑内燃烧带的截面热力强度截面热力强度（燃烧带的截面热负荷）：（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燃烧带单位截面面积、单位时间内所承受的热量)/(422hmkJDQqiyrA4）回转窑内燃烧带的）回转窑内燃烧带的表面热力强度表面热力强度（燃烧带的表面热负荷（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燃烧带单位表面面积、单位时间内所承受的热量)/(2hmkJLDQqiiyrF5）回转窑内燃烧带的）回转窑内燃烧带的容积热力强度容积热力强度（燃烧带的容积热负荷（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燃烧带单位容积、单位时间内所承受的热量)/()1(4322hmkJLDQqiiyrV物料填充系数物料填充系数6）回转窑内燃烧带的）回转窑内燃烧带的空气过剩系数空气过剩系数 根据生产经验已煤粉为燃料的水泥回转窑根据生产经验已煤粉为燃料的水泥回转窑=1.04-1.10=1.04-1.10范围较合理范围较合理7 7）回转窑内的热效率回转窑内的热效率%100qQshQsh-水泥熟料理论热耗（在没有热量损失和物损失时，由水泥熟料理论热耗（在没有热量损失和物损失时，由0的干生料的干生料烧成烧成1kg1kg水泥熟料所需要的热量（水泥熟料所需要的热量（kJ/kgkJ/kg熟料）熟料）)/(47.240.2110.3210.2719.1732232shkgkJmmmmmQshOFeshSiOshCaOshMgOshOAlsh8）入窑生料分解率）入窑生料分解率:两种表示方法两种表示方法 （1）表观分解率）表观分解率e:指从窑尾取得入窑料样指从窑尾取得入窑料样,分析其烧失量计算而得的分解率分析其烧失量计算而得的分解率.所取所取样品即有预热生料又有窑尾循环飞扬的飞灰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。是两种料的综合分解率。（2）真实分解率）真实分解率:生料在预热器内预热和分解的真实数据生料在预热器内预热和分解的真实数据,不考虑飞灰对所取不考虑飞灰对所取样品分解率的影响样品分解率的影响.(%)100()(100002121LLLLe(%)100()(100(100(%)10000)100)(100212111LLLLLmeeLLeemeefhfhfhfhfht1.2.1旋风预热器的工作原理旋风预热器的工作原理(1)生料粉在废气中分散与悬浮生料粉在废气中分散与悬浮(2)气、固之间换热气、固之间换热 （在联结管道内完成）（在联结管道内完成）(3)气、固相的分离，生料粉的收集气、固相的分离，生料粉的收集 （在旋风筒内完成）（在旋风筒内完成）1.2悬浮预热器悬浮预热器分类：分类：旋风筒旋风筒和立筒和立筒基本流动方式：基本流动方式：旋转流旋转流和喷射流和喷射流功能：分散、换热、分离。功能：分散、换热、分离。p影响旋风筒气固分离效率的主要因素：影响旋风筒气固分离效率的主要因素：（1）旋风筒的直径：）旋风筒的直径：在其他条件相同时，筒径越小，分离效率越高在其他条件相同时，筒径越小，分离效率越高（2）旋风筒进风口的类型与尺寸：）旋风筒进风口的类型与尺寸：l 进风口结构应以保证能沿切向入筒，减小涡流干扰为佳。进风口结构应以保证能沿切向入筒，减小涡流干扰为佳。l进风口的形状现多采用多边形。进风口的形状现多采用多边形。l进风口的尺寸应保证进口处工况风速在进风口的尺寸应保证进口处工况风速在1525m/s范围为宜范围为宜(3)(3)出风管出风管(内筒内筒)的尺寸和插人深度的尺寸和插人深度:一般来说，一般来说，出风管出风管(内筒内筒)的直径越小，插入深度越深，旋风的直径越小，插入深度越深，旋风筒的气固分离效率越高。筒的气固分离效率越高。(4)旋风筒的高度：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一般地：增加旋风筒的高度有利于气固分离效率的提高p影响旋风筒气固分离效率的其他因素：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。粉料颗粒的大小、气流中的粉料浓度、锁风阀的严密程度。注意：注意：分离效率的提高会影响到流动阻力损失的增大。在具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。要高分离效率有要地阻力损失。1.2.2 影响旋风预热器预热效率的因素影响旋风预热器预热效率的因素因素之一因素之一：粉料在管道中的悬浮：粉料在管道中的悬浮 保证悬浮效果的几项措施：保证悬浮效果的几项措施：（1）选择合理的喂料位置：）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一般情况下，喂料点距出风管起始端应有大于大于1m多的距离，此距离还与来料落差、来多的距离，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料均匀程度、内筒插入深度以及管内气体的流速有关。的流速有关。(2)选择适当的管道风速选择适当的管道风速l 一般要求粉料悬浮区内的风速一般要求粉料悬浮区内的风速在在1025m/s之间，通常要求大于之间，通常要求大于15ms以上以上l气流的冲击悬浮能力，可在悬浮气流的冲击悬浮能力，可在悬浮区局部缩小管径，使气体局部加区局部缩小管径，使气体局部加速以增大冲击力。速以增大冲击力。(3)在喂料口加装在喂料口加装撒料装置撒料装置 -目的是促使物料分散目的是促使物料分散（4）来料均匀性）来料均匀性 l换热方式已对流换热为主换热方式已对流换热为主l悬浮换热效果取决于生料悬浮换热效果取决于生料在气流中的分散程度。在气流中的分散程度。l用多个旋风换热单元相串用多个旋风换热单元相串联组成旋风预热系统。联组成旋风预热系统。因素之二：因素之二：气、固相的传热气、固相的传热因素之三：气、固相的分离因素之三：气、固相的分离 气、固相的分离的效果直接影响到换热效率。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：提高分离效率的措施：（1）开发新型高效、低阻的旋风筒）开发新型高效、低阻的旋风筒（2）开发新型换热管道）开发新型换热管道（3）开发新型锁风阀）开发新型锁风阀（4）开发新型撒料装置）开发新型撒料装置1.2.4 各级旋风预热器性能的配合（以各级旋风预热器性能的配合（以5级为例）级为例）（1）各级旋风筒的气固分离效率）各级旋风筒的气固分离效率23451ccccc（2）各级旋风筒的表面散热损失）各级旋风筒的表面散热损失12345cccccLLLLL（3）各级旋风筒的漏风量）各级旋风筒的漏风量12345cccccLokLokLokLokLok1.2.5 各级旋风预热器串联级数的选择（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旋风预热器分类以及几种典型的旋风预热器分类：分类：传统的传统的洪堡型旋风预热器洪堡型旋风预热器（阻力大）（阻力大）新型的新型的低压损旋风筒低压损旋风筒（阻力小）（书上表（阻力小）（书上表1.5）旋风筒改进的几个方面：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；）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；）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；）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）旋风筒下料口结构的改进5）旋风筒旋流方式的改进）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。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：其流速分布比较较合理，气固分离效率较高试验研究证明：其流速分布比较较合理，气固分离效率较高 (9096)，处理气体量较大，流体阻力较小。，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 阻力和框架稿度。阻力和框架稿度。缺点：气固分离效率较低，适用于作为旋风预热器系统的缺点：气固分离效率较低，适用于作为旋风预热器系统的 中间级中间级特点：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，其排气管用的是低压损旋风筒，其排气管(内筒内筒)部位采用了导部位采用了导向向 板，以便使旋风筒内的大部分循环气流由导向板直接板，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。下，降低旋风筒中的阻力损失。1.3 分解炉分解炉1.3.1窑外分解技术窑外分解技术在悬浮预热器与回转窑之间增加一在悬浮预热器与回转窑之间增加一个新热源个新热源分解炉，将生料中碳分解炉，将生料中碳酸钙分解过程提到窑外进行，加快酸钙分解过程提到窑外进行，加快其分解提高其分解率，如要分解率其分解提高其分解率，如要分解率课提高到课提高到85%-90%预分解窑的特点预分解窑的特点(与其它窑相比）与其它窑相比）1）结构特点：）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；碳酸钙分解的任务；2）热工特点：）热工特点：窑尾增加窑尾增加“第二热源第二热源”，大部分燃料从分解炉内加入，改善，大部分燃料从分解炉内加入