1、 绵阳职业技术学院 水泥生料制备 选择回转窑 项目报告书 第五组 项目负责人：张 莉 成 员：王 亮、吉训萍、 李 永、王一飞。 1合理选择回转窑，说明选择依据；选择与回转窑相适宜的燃烧器，说明该型燃烧器的结构特点；（张莉） (1)合理选择回转窑，说明选择依据； 回转窑分为湿发窑干法窑两种 ：干法回转窑，湿法回转窑。 干法回转窑 类 型 中空干法回转窑 带余热锅炉的回转窑 立波尔窑 带悬浮预热回转窑 带分解炉和预热器的窑 特 点 筒体内砌有窑衬 窑尾设余热锅炉进行发电 热气可用于发电，可用于发热 悬浮于热烟气中进行热交换 预热器上加一个分解炉，分解炉上加一把火 湿法回转窑 类型 湿法长窑 带料
2、浆蒸发机回转窑 特点 窑长，传热面积长 长度可以缩短 我们组选择 新型 干法回转窑 中的带悬浮预热回转窑 ，干法回转窑与湿法回转窑相比，在规模大型化、单位容积产量、热耗等方面具有显著优点，已成为 20 世纪 70 年代以来水泥窑发展的主要方向。 (2)选择与回转窑相适宜的燃烧器 我组选用 TC 型旋流式四风道煤粉燃烧器。 (3)说明 该型燃烧器的结构特点； TC 型旋流式四风道煤粉燃烧器 有以下结构特点： 四通道是指中间的煤通道、内部的中心通道和外部的旋流通道及旋流外部的轴流通道。 （ 1） 与普通三通道煤粉燃烧器相比，其旋流风与轴流风风速均提高了百分之三十到百分之五十，在不改变一次风量的情况
3、下，燃烧器的推力得到了大大提高。 （ 2） 旋流风与轴流风的出口截面可调节比大，达到六倍以上，即使对外风出口飞速调节比大。所以对火焰的调整非常有效。 （ 3） 喷头外 环前端设有拢焰罩，以减少火焰扩散，对保护窑皮、点火有好处，能起到稳燃保焰的作用。 （ 4） 喷头部分采用耐高温、抗高温氧化的特 殊耐热钢铸件加工制成，提高了头部的抗高温变形能力。 （ 5） 煤粉入口处采用抗磨损的特殊材料，并且易于更换。 燃烧特点： （ 1） 火焰形状规整适宜，活泼有力，窑内温度分布合理。 （ 2） 热力集中稳定，卷吸二次风能力强。 （ 3） 火焰调节灵活，简单方便，可调范围大，达 1:6 以上。 （ 4） 热工
4、制度合理，对煤质适应性强，可烧劣质煤、低挥发分煤、无烟煤和烟煤。 2. 合理选择回转窑密封装置 （李永） （ 1） 回转窑对密封装置的要求 1、 密封性要好 2、 能适应窑体上下窜动，摆动 3、 耐高温，耐磨，结构简单，便于维修等。 （ 2） 回转窑的密封性的好坏直接关系到生产能否顺利进行 ，所以做好回转窑的密封是很重要的，我组选择的是气封式密封 气封式密封构造特征是： 通过固定在头尾罩上的金属鳞片与旋转筒体上摩擦环的接触完成密封的。此种密封是目前各种回转窑广泛运用的较先进且密封后果较好的密封情势。但因为回转窑向大型化方向开展，目前消费的窑型较大，窑体状态较差，窑头、窑尾径向偏摆大，窑线曲折，
5、高低行不稳固等特别因素，依据现场运用状态反应，与窑体接触的鱼鳞片很快破坏，无法运用，后果只保存了其迷宫构造，失去了组合密封的意义，未到达预期的密封后果。 （ 3） 由于以上的不足，我们又选择了石棉绳端面摩擦式 密封装置来补充其不足。 优势；密封效果好，构造简单，制造容易，安装方便，能够有效适应窑体的上下窜动和窑温的变化。 3 计算出回转窑的发热能力和燃烧带的热力强度；（王一飞） 发热能力 :指窑单位内发出的热量 燃烧带的热力强度：反映了窑燃烧发热的强化程度。 10000T 熟料的煤耗指煅烧生料时所需的煤 煤耗 =热耗 /发热量 P=(q/Q)*1000 =(3015/25978)*1000 =
6、116(kg/t) 采用分解炉和窑头燃煤比列为 60%和 40%，煤粉和 生料可在分解炉内得到充分燃烧和分解。 (116 0.40) 10000 23.55=19702.7（ kg） 发热能力 :Q=MQnet,ar =19702.7 29270 =576698029(kg/h) 燃烧带的热力 强度 : = =22154000(kg/m2.h) =5.3(4.18 106) 四、回转窑所需功率和选用待机的功率 （王 亮） 一：回转窑所需的功率： = 1 . 3 4 2 0 5 4 6 kOP K N w No:选用电动机功率 K：储备系数，大约 1.151.35 二 :选用待机的功率 : 因为
7、产量 117t/h，装机功率 276kw，所以根据公式得：窑产量 10000t/d 即 416t/h 时计算装机功率： 11276 4 1 6 9 8 1 k w117NNGG 五 、 说明回转窑内所需物料、气体和运动特点，燃料燃烧和传热特点（ 吉训萍） 回转窑的工作原理 研究回转窑的工作原理，主要 是研究物料在窑内的运动，窑内气体的流动。燃料的燃烧和物料与气体之间传热的基本定律。 1 、窑内物料运动特点 预分解窑将物料预热和分解移到预热器和分解炉，窑内只进行小部分分解反应，窑内一般可分为 过渡到 烧成带，从窑尾起至物料温度达 1300的区间为过渡带，主要任务是保证物料升温及部分碳酸盐分解和固
8、相反应，物料温度为 1300到 1450度的区间为烧成带。 影响因素：一当窑定后，影响因素为窑的转速 二物料的填充率，物料性质，窑壁的光滑程度 三窑的直径和斜度 四静休止角，动休止角，窜料问题 2、 气体的运动特点 气体在回转窑内流动时，伴随有燃料的燃烧，物料的煅烧，气体的温度，组分随时都在变化，因此气体的流动是相当复杂的，特别是燃烧 带内的气体流动更为复杂，回转窑燃烧带内的气体流动，可以近视为射流流动，根据流体力学得知，该射流是指流体由喷煤嘴喷射到较大空间并带动周围介质（二次风）流动形成流股（火焰）的流体，流体喷入到有限空间（燃烧带空间）显然回转窑内火焰的射流应属于限制射流，绝大多数的射流都
9、属于紊流流动，在 射流内气体质点有不规则的脉动，气体由喷嘴喷出后由于紊流质点的脉动扩散和分子的粘性扩散作用使得喷出的一次空气质点和周围的二次空气质点发生碰撞进行动量交换把自己的一部分动量传递给相邻的气体，并带动其他向前流动又由于回转窑是一个直径有限的筒体，当前面的气体被推向前进时，后面的气体变得稀薄而压力下降即在喷煤嘴处造成一定的负压（抽力）使二次空气连续不断被吸入流股内，与一次空气混合并逐渐向中心扩散，射流截面逐渐扩大，气体量逐渐增多。 3 、窑内燃料燃烧 回转窑内煤粉燃烧所形成的火焰属于湍流扩散火焰，燃烧过程基本上可以分 4 个阶段： （ 1）燃料与空气混合 (2)燃料与空气加热至一定温度
10、，释放挥发分 (3)挥发分着火燃烧放出 热量，为固定碳着火燃烧创造高温环境条件 (4 固定碳着火燃烧及燃尽，释放燃烧产物 煤种的课燃质主要是挥发分和固定碳，还有部分硫分，加热煤的颗粒，挥发分首先释放出来，这部分气体着火温度低，极易与周围空气混合并迅速燃烧，一般这一过程可在 0.1s 的时间内完成，余物便是具有微孔的残炭或残焦颗粒，氧与燃烧产物向焦炭颗粒表面逆向流动并在该处化合生成 co和 co2 。 4、 回转窑内的传热特点 在燃烧带内，火焰以辐射传热形式（包括对流传热）把火焰中的热量传递给表层物料，以传导传热形式把窑衬和窑皮吸收的热量传给与其接触的物料，前者传递的热量约占整个烧成带传热的 9
11、0%，后者约占 10%。 燃烧带火焰温度最高（约 1800）燃料的燃烧产物中含有大量的二氧化碳。同时含有大量的煤灰，细小熟料等固体颗粒及正在燃烧的灼热的焦炭粒子，而且火焰具有一定的厚度，因此火焰具有较强辐射能力。所以在燃烧带内，主要是火焰向物料和窑壁进行辐射传热，其次也有对流和传导传热，高温火焰以辐 射和对流方式传热给窑壁衬料，窑壁衬料随着窑的转动，有时被埋在物料之下，有时又暴露在火焰的周围，并直接接受火焰辐射和对流传给的热量，使其温度升高，当被埋在物料之下层的下表面，当暴露时再次受热，升温，随着窑的转动这样周而复始地将热量传递给物料，因此窑壁衬料在传热过程中，起到蓄热体的作用。 燃烧带内物料
12、的受热情况是，在上表面接受火焰和对流传给的热量使其温度升高下表面接受窑壁衬料传导传给的热量，使其温度升高，看起来物料层的中心温度似乎较低，但是由于药的转动，物料不断上下翻动，物料层的温度基本趋于一致。 六、合理选用 回转窑内各带的耐火砖 （王亮） 卸料口和卸料带所用的衬料，机械磨损和化学侵蚀都很严重，所以卸料带一般选用高铝质砖、尖晶石砖和镁铬砖；卸料口使用高铝质砖，有时也用碳化硅砖。 烧成带一般采用镁铬砖、耐碱砖等高温及超高温烧成的直接结合镁铬砖。 过渡带温度变化频繁，温度较高，化学侵蚀也比较严重。常采用高铝质砖、直接结合镁铬砖、普通镁铬砖和尖晶石砖等。 冷却带温度依然较高，但化学侵蚀不如前带
13、严重。一般选用镁铬砖高铝质砖及镁铝尖晶石砖等。 预热带衬料需足够的耐碱和隔热性能，一般使用耐碱隔热黏土砖。 分解带与预热带相连的部 分，由于热应力和化学应力较小，可使用各种质量的黏土砖，高铝质砖，轻质砖或普通镁铬砖；在与过渡带相连的高磨损，高温区域内，可采用 Al2O3含量 50%-60%的高铝质砖、普通镁铬砖或尖晶石砖。 问题一： 对窑用耐火材料的要求： （ 1） 耐高温性强 （ 2） 热振稳定性好 （ 3） 抗化学侵蚀性强 （ 4） 耐磨性及机械强度好 （ 5） 耐火砖要具有良好的挂窑皮性能 （ 6） 孔隙率低 （ 7） 热膨胀安定性要好 问题二： 窑砖砌筑最后砖环处理 ： 根据实际的情形选择收尾砖，但是一定要保证耐火砖底部与窑壳贴紧，前部、底部不可留有缝隙，砖彼此之间要整面抵紧。 如果普通的砖 收尾，收尾砖可以从边部放入，影响不大，如果是最后一块砖收尾，耐火砖必须从下部进入到砖缝中，首先要将砖的下端尺寸量好。假设有 5 块砖要砌，要 4 块砖的小端与另一块砖的大
