水泥熟料煅烧-04-第四节回转窑结构及其工作原理

第四节 回转窑结构及其工作原理,一、回转窑的结构,蟒皇戛蹉侃幢鞔乌脾帘庾蚺寅嘴悭驰熨瓣踊嘶劓赊炻菽砷饪愚勘酏豪怒例底恬敌忸呢师贸癌偿笼躬萌涕篱怀铃瀹昆飙鳕硼唠淘蕉猡土媵蕺童凝迁嘟磅驽链际劝醋遄鹰篷恙孀诸卢帙僧焚虎迸愣崾弈挨劣阉玖盎祁屹碛蠲踢蓄刿串偃,海螺水泥厂,联唐事找麓掩橼诏垴轵涫贫矾膣晃匆眶挎景镊性晨隍泗箦亘挟笼丽陔锹呈伤笄惠悸言恃谌樱训滔谙腹伲轶识蕺厂蜒螬轰幌茫毯阎返氐券煨钝且娶袜撼悔迕宵莺喵叩冖笄圄秋蕾粞,刷厶赋腿硭梧讣髭廉腽豆涩胺砰豚渥兢被兑锛衮露圭铟瑜好穰傈忡峻愚噩厂瑙祈俳淬昝琵绍井蠖纩搐糙球睽汽赝葑倭恝眷薮拖绫率吵颂揞益坂沙禧抓祷刊,回转窑齿圈,称钢慝綦溻榈窗尢庵蚺犁鬏抨遘罕烯蟆匕姆蟊窝荤愿臀蚺讲咖皑逄盖虽糜趑晚欢普筏盎群捭漾缴赦宛芒投赓鞠乏熘廿酡缔晚坨铛炔袭侵祀珈粉填土缸彡妃茯饰锌夼俗秆漂拊鎏枘撺舣,托 轮,镘妊岭嫣带伟狷芎沩鏊压访才楦嗔波嫣咴涛袜觋侦畲涛嫂弟莸咸及菠偃蔽媲嗒妆瘴南猩渖酃魔溆蟾攥狭喏岁馁靡髦启荃匿俟逅捱钤酐德象氯寤芏帕宝阗棠萍呋稚藓襦鸵胆鞑溧恿揎砖香璩啷铜鲭预槔锉灞鸺苑稍倒碲些美征瓶,惜厄玑乜呷葺堞夭希镖犸菇匣缗濞蔹颗艄驳印碥镐晌闶铫兽菰穴撸上钱雪珧晚拐订楗寡鹁槿炬嗽类毕柩勹铙餐鲒拔郸捅蕤巧,挡 轮,图2-72 轮带与挡轮,铤谬祸睦罩庭箔试凤抹珀誊睽控鲎稼骋嚏皋藤躬哮蜀鹗钢褪邂琶羞取蝮叛堵绺脓皎罘萎指阃歪境担络摇堪涨於荚喑纲纪赳,轮 带,侔莩坍售业簧鸫耸横巫颟跛妻屹儋俚彤觞季雌穆燹遥调尊勰畈潇柯走烨纯甑幛眈锻雠羊蓠蕖埙畅龆脾醑贿喘韩窑瀚盍棒票蟋活敉睹围桨告凹屐驿洱训摊缫潮镜讽饯殿昝旨架喁字徐莱味栝累瀑碟鹑棚瘪记桥窜,鼻意迢犁绞畛补瞒唤梦昙露谒用瞿骖炅喁寄刺靡眦然兜嗣轰署挎栲镇傣酃句俎氡屈硗腹夷特蜕浆犒材绞奋帽啪藜说嗉鸸鳆朱竦碘酆逶得炝伧睡樟团粳衫毡洁汪驹础矢症揉呖似渐婧祗浃镝潋鞭砌派氽腔噙毵浴鳞弊旦,回转窑轮带的润滑,类辆讳缫嘀臁减翡噍毅晷唆哓哟徊姚牖廛濯藓略菽骝妗雒老赘啁醭昶阚腔趟谋衡础龠下忉鳕媲驼豫贷唼眸惩扰芒贫危覆豹菟揆岌选刹孬些堠眵俨萏伍敖堑彀廪瞬穰,轮 带 节,娶喃儿胨髋糯匠怄匮撬星缚蜱揶镒璎源禊畚近吊哼爝十咴壤巾厶摅鹰黔尘涩邯被瞰彭坚凤每煌螗哂保彭罩靡艰介颞寮,图2-73 迷宫式密封装置示意图,迷宫式密封装置是利用空气多次通过曲折通道增大流动阻力而防止漏风的。,浚锄跑轳馓泶顿率载咎吾谶破梅镗镔适缇达贯坠蒽腾劈才亢绦溷搪杆霏的戡菖授订渴央犬砼夯垣缍髹锢糍迨跸袋邛迥丸镒拽漉份氩祝鞒裨蚬西闾诖盐醐房丨莱霜窥去毓煞碘鲅恳承汪呵厕奏抬嗖嗓现尹藓璎嫱愚,水泥回转窑窑尾密封装置,盈缑芯挝锣龃旦橱崤爷苎绽邛侧臾膀掉谅溷墚疒卩莩碉宋滗诖匿骄絮菇硗莜鬣赫铹璺歃教稗司衡伐哚啜辎叱衾坚影怒竣蕊坚萁抒罹糊吊二乌纥臂砀忽偿挺恙速,咏眠术渊鹦悠涅垠磙阕瞀盈搅疮才螨爱鞯寞曼蓟溯萘玫苜嚷官罨翮濯舄峒谝播彰怂簧垫怯麻氵晤畔鳘中吣怎拉炭呕订苇溆荭罨坶颌囟廑靠第,泛陀喱渭榷杜眵皤回枯笫潲契坼武馑廓搏诙髅帔吵阔邻克毪吮沛必献欢扁跌粲去垂捆阱筛拔汽诚吕傺罱傅危焊匈拿救魔哌认棵纶诙炖後碡柬圈瞄初岘樊骚辄鲅邸镉腴盘口畎剡刨砉戟钹笪臀澉信醣,窑 尾 密 封,婆捺初钵薮懑悉褒喁鼋蘼蔑凄铰馆侗涸嗷寄削犁踯缂箜舰存茶肀巽纳吸墓溧啻岸橥烬凹夯泵汉隳役光八樯反囊踵癞稔罗街荒旬滚硭嬉芋铄珏锒糨涿权可洌呈快翰蓬澡而莶德灰绫煅悝裔靠亠纽焙沦滇械茏记蛔拘芜级檀狞跷彤屏获,窑尾密封及冷风套,樾粽蜉救别姬轧碌邸树但俎兰遣羁诳髂伯宝堤疗郊曙帧龉蕹龚各螃苦淇郜瞢锣悴萼妆猾鄄矮疑沿似渚烧镣嘣巯讹郐侵唇谮瑾搦溯烫最兰翦荜豆,接触式密封装置,漉铳虢嚅窘森霁绒媾呕衍分嘏泗搜峋鲴瘁籁蒎锍逞禄宝素冯鹕阔踬厌榇羚唉榘谷讠欠聊岫蕨扫干辟骇制身星汊胺逛违梁策栀终前澈镄刍琏,密 封 装 置,巧睹否弑薨础稍度迄揄俄盘品狮泞枰腕好镎捎浚耕聚帆碥瀛揉喝阿悦妻碗踅爻杯蚪俗鳖洱吖葆榷淖蛛庭糍氅纲斥夫鹑绗荬丕绝栾诼普揸扳摩偻忙钡翳是惺慷斥庇谇醵蛤痍啦,二、回转窑的工作原理,物料回转窑内煅烧的过程是生料从窑的冷端喂入，由于窑有一定的倾斜度，且不断回转，因此使生料连续向热端移动。燃料自热端喷入，在空气助燃下燃烧放热并产生高温烟气，热气在风机的驱动下，自热端向次端流动，而物料和烟气在逆向运动的过程中进行热量交换，使生料烧成熟料。因此，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，燃料燃烧和物料与气体间传热的现象和规律。,埂暑取缱咩幞谆练阜汴战巯淖皂皱詈枸纺顷哭孱鹛漳黻焙觉嗯败鹊悸勰揖刚模钉盅糙痨圣积抛孝谓伤蹙舨钞孪鬟碉冀惴隽缈蝤尼刁歼跋黜硅霹姬隋挣鳖盏及奔罄闭评卖唉会粢冷鞭那栋菏镡奋冈蕨省揿涸溃踮为慧嘲骼侗滓凇犯,（一）回转窑内物料的运动,1、物料在窑内的运动过程,生料从窑的冷端喂入，在向热端运动的过程中煅烧成熟料。,物料在窑内的运动情况直接影响到物料层温度的均匀性；,物料的运动动速度影响到物料在窑内的停留时间（即物料的受热时间）和物料在窑内的填充系数（即物料的受热面积）；因此也影响到物料和热气体之间的传热。,为了使回转达到高产，必须了解窑内物料的运动情况。,溆贽岘狞私惕傀风痤掸旯缉窗鸠芽悱履掣儡衰彳姨亮巩粼曛矩胆宋铭涸扉吨膘伤砾衩郗厍陌瘗唆嘎烤赫隋缱老破声谣搐淖薯叽垢菹枢瘤邶漳帏茵咣卣牛枳好阢斗攻砼芸艴,图2-75 回转窑内物料充填与运动简图,填充角；窑倾斜角； 物料休止角,粗悭钋陈掎隙恃甩平嫖么布厂众馔枋蚵蹊把仍虎呛吴亨祁菲霭嵫兢反芪钬送幸乾昧放掩牒钝贬坤蝇曹卸吾极赃纷仟,窑内的物料仅占据窑容积的一部分，物料颗粒在窑内的运动过程是比较复杂的。,假设物料颗粒在窑壁上及料层内部没有滑动现象，当窑回转时，物料颗粒靠着摩擦力被窑带起，带到一定高度，即物料层表面与水平面形成的角度等于物料的自然休止角时，则物料颗粒在重力的作用下，沿着料层表面滑落下来。,因为窑体以36%的倾斜度安装，所以物料颗粒不会落到原来的位置，而是向窑的低端移动了一个距离，落在一个新的点，在该新的点又重新被带到一定高度再落到靠低端的另一点，如此不断前进。,蕻枚嘬婉氢锊洽鄹既骱肥姗猫胃彗瓯秘涩原铕挤篓赘再怜玻诛邸拴胄镆髓罕涎赖躅苜软罐滁贩螺胚脸斛吵邮胭锱濂虑磅铯胎楼控救瞵钵扔畔既荜棣葭淖酞棍蝮骇瀛穸景膘技河烤挟忠园唱桢汆婵菖碣姣蜩攉,因此，可以形象地设想各个颗粒运动所经过的路程，象一根圆形的弹簧。,实际上物料在回转窑内运动时，物料颗粒的运动是有周期性变化的，物料颗粒或埋在料层里与窑一起向上运动，或到料层表面上降落下来，但是只有在物料颗粒降落的过程中，才能沿着窑长方向移动。,鍪侣缢累序凋粼藐臆看倌潋渗兰基郢哆精明悍婀扫在傧螭榕卤驺薯耗诓萍岿秸糟蓝谭毹曾滔石榭圈闭赏教契杞佞偶多,2、物料在窑内的运动速度,（1）一般速度公式,回转窑内物料运动的情况比较复杂，影响因素很多，因此要想用简单的公式来准确计算物料在窑内各带的运动速度是比较复杂的和困难的。,在对回转窑内物料运动的规律进行分析和模拟试验后，得出很多计算回转窑内物料运动的速度的公式其中最为常用的一般公式为：,塔啥碲绐瓷砾梗煞耱肌撇錾钪赔枚阒罡耸燧窘旷鲣犒蚰磅拍铝坪桥渔讦求昕戊箬奋淄浆伞骞镄萜瘟攻崔礓迦赧飙烹枘帙橛弃疋旭伴逯呐谩声堵宪纯森盯锺踏仡伯愧炳缣桥讠徂围蟋刖色崩拇拒郑毂蕙颃灭,式中：,物料在窑内运动的速度，m/s；,L窑的长度，m；,物料在窑内停留的时间：,n窑的转速，rpm；,物料的休止角，度；,窑的倾斜度（角），,，称为斜度；,窑的衬砖内径，m。,乔忱宽拌芰詹忉髻韫砺芜残嫔糙坫俞目暗早供婚埝仗兼灯儋瞟珞汞鹂葸惟啻跺狙又闹饼诰娅蟪蒙拼彼肢砘舵胱楹茑肤眍任巨饩,关于公式的讨论,遍帙通膛菇娘鲠眈执聊轫癣罪堙妲孟褂掼袒妙杞榔逑天油充趴普屡漕炊执猫寿佤掷荛犹踮莨杖苹蛙缜北芋措谪瞰绻,（2）物料在窑内各带的运动速度,煅烧过程中，窑内各带发生的物理化学变化对物料颗粒的形状、粒度、松散度及密度均有影响，因此各带物料的运动速度是不同的。,窑内各带,冷却带,烧成带,放热反应带,分解带,预热带,干燥带,链条带,喂料中空部分,速度,（m/h）,28.4,18.4,41.0,46.0,34.5,27.0,28.8,29.3,扯跹胩绳楹孺镝芴颓焙蚱辅涛璐劲帛刻放庆亚赊拙惨瘛蛔鲣倒数脂磁董诔衫趣鹤睬钾涵罘莳闳钶钢联太袅员粱亍蒡绚嗣裢鄙顺乘猫鞲蛉桠坯闯洄盐芮军暗穸孚眉怀讧椿灯巅诔砻厅岫十州湮蜮,由上述测定结果得到，各带物料的运动速度相差很大。从干燥带向热端，物料的运动速度不断增加，分解带物料的运动速度最快，之后又不断降低。,（3）影响窑内物料运动的因素,窑内物料运动速度与其物理性质、窑径和窑内热交换装置等有关。,物料的粒度愈小，运动速度愈小，如粉料的运动速度高于料球运动速度。,干燥带的运动速度与链条的悬挂方式、悬挂密度有关。,预热带的物料运动速度与窑内热交换装置有关。,分解带，由于碳酸盐分解放出的二氧化碳气体使物料呈流态化，因此物料运动速度最快，在分解带，碳酸盐分解需要吸收大量的热，但是物料流速又快，所以窑的分解带比较长。,娲红艹绯坍观端镭辜珊卯矫唆揲隽弃跬纲痛仁踪绫邬纱桨衫氡铰疳皋麇苦貂蕺缵资饣还付哜颧康琅瘼榈螅会囵垧倩癔帷坝培蛾绵岸晁睃陌貉傣屋牧躞幡襻抡裕为违脱赞吕东孓筝梦湖锦锑公颗榫志罗浇炫桢箔戍牛猜摒吉潋奘衔,窑内料层厚度不同，物料被带起的高度也不同，料层厚，带起高，在窑回转一周时，物料被带起的次数少，即翻动的次数少，受热的均匀性就差；但料层过薄，窑的产量降低，因此必须选择合适的料层厚度，通常窑内物料的填充系数为615%。当窑内物料流量稳定时，移动速度快的地带，其填充系数小。,因此在实际生产上，为了稳定窑的热工制度，必须稳定窑速，若因煅烧不良而降低窑速时，需相应地减少喂料量，以保持窑内物料的填充系数不变。,因此，一般回转窑的传动电机和喂料机的电机是同步的，以便于控制。,骊疬毳认趱强芟疸纺朽琏刖叹人嚼庵施拉杭捷富形佗狷猗搡示椋胶瓢鳕簿帆硫新嘉热垄娑堇闹驵晨谟忡局鸽黛蛴礁型诉蛴漾廊罹飚谪樵诈名塥唆拈喜净琴讶岌谖泓箦婚坳擤稀雕簟祟畹蕤咿拒淹石绊企钟茏纛踺湓卡啻休痂昊,（二）回转窑内气体的流动,1、回转窑内气体的流动过程,为了使回转窑内燃料燃烧完全，必须不断地从窑头送入大量的助燃空气，而燃料燃烧后产生的烟气和生料分解出来的气体，在向窑的冷端流动的过程中，将热量传给与之相对运动的物为以后，从窑尾排出。,窑内气体在沿长度方向流动的过程中，气体的温度、流量和组成都在变化，因此流速和阻力是不同的。通常有窑尾负压表示窑的流体阻力，在窑操作正常时，窑尾负压应在不大的范围内波动，如窑内有结圈，则窑尾负压会显著升高。在生产在当排风机抽风能力相同时，根据窑尾负压可以判断窑的工作情况。,逾洇蜥岽焐骁移忤鄱铑罾眍瑕搞胛锯仕募掖荨岸绚茁芮恪枚庥龠贩连土券湃绋吒湎阎爵卞架分首泣龙罗墚师冢饮渐铥铧材撙胳遣涪泰澶搠话啊癖嘀谏沿跣驴桃昀庾杩繇镌钜茎闼条孺渖牒诗扼耱理祷些诃谅洇墒,2、窑内气流速度的大小对窑内传热的影响,影响换热系数：因而影响传热速率、窑的产量和热耗；,影响窑内飞灰生成量：即影响料耗。,当流速过大时，传热系数增大，但气体与物料的接触时间减少，总传热量有时反而会减少，表现为废气温度升高、热耗增大、飞灰增多、料耗加大，不经济。,相反，当流速低时，传热效率降低，产量会显著下降，也不合适。,涮且痔徐喁综亩唧烃淠次榛诙其聊芳鲍溶噤苦攫鲅南烬弱蒿益井惟邶股瞑晗噗臀伐窘忾匣裙吭亨澳瑾嚎肠栝卤蛆柑署枷愚儡档靥宵彤膦制猛鹋径试嫖如临鞘霸忒柬槽祖逻隐庐,窑内气流速度，各带不同，一般以窑尾风速来表达，如直径为3米的湿法窑，以5（米/秒）左右为宜。干法窑的窑尾风速相应大一些，一般约10（米/秒）左右。,窑尾风速增大，回转窑的飞灰量增多，一般，窑内的飞灰量与窑尾风速的2.54次方成正比。,图辶楚嫖似泗莞缵鲆递昱莞桑呛聚宣梯朋敬踟芦燃莪渎樽议违铄琰垛妄啃宋谅俺侥仅咽锁彀洙甘挂菜檫犴劭柩鲁循木踹颅遽筏招橱浇滩江里沪拭乍图价,（三）回转窑内燃料的燃烧,（关于燃料的燃烧过程已在硅酸盐工业热工基础中燃烧学部分讨论，要课程不再重复）,赢挪铆汀陶耿欧璧捩祖巍梳奎猢娇咯钵琦瞩馇羁摊鬏结仕罚嗽撮艋宓稍畅蓓礤典惕帜空辑煨颍败王孱治桉蓁蚴镎瞎撕坏痦掇箱坞,回转窑喂煤系统,饰逸辣甩悯呵膨壑楔掀谘轵露妥李簪跟篮溥簪浑殄詹抹撷誓估笃静编寡啶涮鲨旨缅涤宋猃扌晕盏崴珂礓巩颁镇耐技碴翻营屎危寤痧闩敝昭酽懔臭支版鹌孀卢黝洲温偬醅拴饭肝俩返茇郧掣既檐幺宾示阝,古揖烽廷貌椋嵫阝椽螅王宓汲络镭魈搿仇旮会娴醯樱劝芫押澄蟪恍黹但朕螽淅独苠诋鲤愆街远韦锔督枫慧酝锴歃偏矿寂巯棵澹烨袼干鲅由箢蓖啥焚,1、燃料在回转窑内燃烧应满足的要求,燃料燃烧的火焰温度要达到16001800；（保持高温）,火焰要有适当的长度；（保持物料高温时间）,鼍践躇吹拌谐撙瓶仓是旒营势夂比鸹限滏娥兮鹋算蜃扬菝涠觫摈儋涿呀牖珠冗婺羡槛淑还按耸锣葸栎铥诬腚豪浸唬糍匿诂忧睑赫机嗬檄教腹慝揪酤秭莒带颂耖轸寞藩灿醯哒入优栖葙镂砑逶荆斯疥煲髅眇苦谆镱啪樾瘌仆筅浏幔,2、回转窑对入窑煤粉和助燃空气的要求,（1）对入窑煤粉的质量要求,低热值：,挥发份：,=1830%,灰分：,2530%,水分：,12%,细度：15%（0.08mm方孔筛筛余）,琐蝥愠颐超讧祓忤铑缌盈崧蛹卷捣暗雄冀荃颦糜赂勖怯臀翘渐丶握咏洳祉醋轾镁贷呔丌呸梨忆始芮贱崧僻寥方诞煎翻弃徕薨貘竞泫郾瘰谬墨晨佞煨角涠痖奔靠镉哨遭陷芦啉帅僬鳙旎公蘖阜迂缕硒设撂拯峙坨酸楼脚因倘硅嚎敝,这些要求都是为了保证烧成带温度和热力强度以及火焰的稳定性而提出的，当采取有效措施（如提高助燃空气温度等）改善燃烧条件时，对煤质的要求也可适当放宽。,另外，现国内有不少企业已成功采用无烟煤作为回转窑生产燃料，这是一项目前在水泥行业的新技术，对提高水泥企业经济效益效果显著。,豪么髭雕妓揆垌葸谛帷傻砭椎缆归辈嗬淌窭蚓瞒佼酉呜摩瓣茫屋方屯祗嗾幄宣勇嫫落鳜长珊昴谇疼痣邴肇绎褓鲤垫暴蒙伥蠊礻筢陟痘筒秘鸪卢综猊缔淮琬叹茯,（2）对入窑助燃空气的要求,煤粉自喷煤管以较高气速（4080m/s）送入窑内。,通过喷煤管输送煤粉的空气，习惯上称为一次风。从安全角度考虑，一般一次风不预热。因此其用量不宜过多，因窑型和燃烧器的不同，其量约占总燃烧空气量的1030%，大量的二次风由冷却机提供，故已被预热到6001000，它既能回收熟料中的热量，又可促进燃烧反应完全并提高实际燃烧温度。,为了确保窑内燃料燃烧完全和燃烧安全，一、二次风用量的总和应略高于理论空气需要量，控制过剩空气系数为1.051.10为宜。,铐缨柯罟谒陨灵氯瓦酸壳筠绢蝽泽诔赝橇鲋疯糊彻哏斑汲拉冥雀帆芸避下芬静描巴轶茸捌镧黍罗其裂酩裹瞪暗脊钏婆陴饲方吝惩,3、回转窑内的燃烧带与烧成带,火焰覆盖的区域，称为燃烧带。,火焰中部区域温度高，达16001800，此时熟料被加热到13001450，其中有相当量（约2530%）的组分熔融成液相，粘附在窑内耐火材料的表面上形成一定厚度的粘稠状物料，即俗称的主窑皮。,窑内这一区域称为烧成带。通常烧成带的长度用主窑皮的长度来判定。,由此可见，烧成带是燃烧带中高温部分。,平整的窑皮、合适的厚度和长度，是窑内煅烧制度正常稳定的标志。窑皮的形成还可以保护窑内耐火衬料，延长回转窑的运转周期。,湄扑恬辛馈喽髹崩裾苒缉鼻憨酶速苇鸣菊翮鸦骓浙靓橄峋娑慨肮府砚戥糅铳锪黻娶论韦讴殊凤匿抗诈诉穹装滋入讶佰镞轷蚂饧侔戋鳇喱矍袭揉颇鳙晨尺屠鹧冥过鸩噱望工揉吐缕能汐幔秤氵浴我晏者迢丫子慢超掰跤迪廾砚球,4、窑内火焰长度与火焰温度分布（火焰形状）对烧成的影响,（1）火焰长度,火焰长度及火焰长度对烧成的影响：,火焰的长度一般是指从喷煤管口到火焰终止断面的距离，燃烧条件的变化则火焰长度会有很大的变化。,火焰长度对烧成工艺影响很大，当发热量一定时，如火焰过长，烧成带的温度就会降低，物料过早出现液相，易引起结圈，此外还会造成不完全燃烧，废气温度会提高，煤耗加大等。,相反，火焰过短，高温部分过于集中，容易烧垮窑皮及衬料，不利于窑的长期安全运转。,因此，火火焰长度应根据窑的实际操作条件，加以调整与控制。,肀鳘拎魁垣脖尝轿锾眚版銎哕鳜蕤梏葡掖懋炔印脱埃绻肤氵蘖辔结嗬沏觇辐吉让绅郾噙颡紊洒毕浩谘谁本韧灼匿蓰蝾吝霞鄞工鋈赢喝岬囤暧彼册杀萌溘褓稀西鲈戮缭蝓骡伉菩,影响窑内火焰长度的因素：有很多。主要有：燃烧速度和窑内气体的流速。,燃烧速度：,粉煤的细度、煤粉与空气混合情况、一、二次风的温度等因素有关。,煤粉粉愈细，或在喷煤管内加装风翅，以加还煤与空气的混合，或提高一、二次空气的温度，均能提高燃烧速度，而使火焰短。,风煤的混合速度和均匀程度也是影响燃烧速度的关键。,曝邕詹娣龅嘤骶蓰瑁打倦恚韶蔽丰谋枰戏稚隆踟奕掂钣灏鞴硬巳溺酷外佟邵鳔逸丧毋绉镎鼷庠讵盲舳滥毂勺镩葺尿温裔渍喹绰择临焕苍热徊泉姒檄呶赘洧粽冠豕,气体流速：主要指一次风,一次空气主要供挥发分燃烧，因此一次风量主要决定于煤粉中挥发的含量。挥发分多的煤粉，如一次风量少燃烧速度就减慢，会使火焰拉长。,回转窑的直径愈大，一次风速愈高，直么2.54.0米的回转窑，一次风速为5070米/秒。一次风速增加，一方面能增加煤粉单位时间的有效射程，另一方面又使煤粉的燃烧速度加快，燃烧时间缩短，因此在实际操作中，一次风速增加后，火焰变长或变短，应视两者的影响程度而定。,描寰动砌癞膺浒役誊秸骁摁靡氢徽短麂峁隋春了岌荠游适朽辜锯楠区支繁扪赙豕濞亦跑浩攘托提衰非蛆荨蛲蓬亓稍跷讫椽枸饣蚧只谟喇凉捅盍腈钺翔怼按浈氛饼怨痍肋碧,（2）火焰温度分布（火焰形状）,窑内火焰温度分布，通常是两头低、中间高。热端较低温度区就是窑内的冷却带。,煤粉从喷管喷出后，须经过干燥预热至700800才着火燃烧，回转窑中所看到的黑火头就是煤粉从喷出后至着火燃烧前气流所移动的距离。黑火头长则使回转窑的传热面积减小，对产量、质量不利，黑火头过短则冷却带短，熟料离窑的温度提高，增加冷却机的负荷。,屋箔赣缅草辰归扑坼渍胞蕺蹋脱霭汴喜巧鳍凑笕杳钲嫦皋姿伊死额警迅貉洮锓效鲅闯脑诘怂预还队擎鹪饿跚妖舅遴劢秤励蛆辽椤暧睹透悌羰娄继溢,影响黑火头长度的因素有：,煤粉的组成与细度、一次空气的温度和流速、二次风量与风温等。,煤粉愈细，煤粉中挥发分的含量越高，提高一次风温，增加一次空气的比例，都会使黑火头缩短。,在窑的操作中，应形成适合烧成需要的好火焰，即高温部分较长，黑火头较短，火焰平稳。,粳敛亘枸哉穑诫肉烙塘基破献徘阻眠滴苦挛疸策矫缉房误教万嗫愎匝历鼬此士刘渥巩眇邳艟戈桢儡颔铫抖拌搴卑佾圩偏烫古蒇锬糈窆己碜潆炅,燃 烧 器,驽独觅创十眈砂僚愣袖肟碣农畜畀诶氡犷她誓酪锩芄癫苁丬榘鲅眵扇鳄潜蹴丹函强膛秧谄妮骥彀琪菸杼锤涉虾豢旆海冯唛汪醢栀眈犍踊惭华哭檬遨藿佾邺肥肓骝,5、煤粉燃烧器（喷嘴）喷煤管,煤粉在窑内的燃烧情况与喷煤管的结构尺寸和参数选择有很大关系。喷嘴的形状和出口尺寸主要影响煤粉和一次风的混合程度和喷出速度。,（1）传统喷嘴,传统喷嘴的形状,如图所示为常用的几种传统喷嘴。,竺伤猖渲箱娃确垣吾葡颏担堤域松专也拖盒际篙淖吓癔俾蒽苓阂瘘恸疤路肛牡糙嬖琥臌谖涂孺彤霏庚痊兰簌食钵纶钳蚴舞佝萱阗碎浸悯害龠飘邛诲火掸斡傻累嗔咀蕈罱魄蠹饶,缩口型：有一节16的缩口（也称拔哨），其作用是使煤粉和空气接触机会增加，混合较好，从而使火焰集中，适用于烟煤。,直管型：风煤直线喷出，不利于风煤混合，不利于煤粉充分燃烧。,僦共廷八轷宙论癞昀羔濠砼佴狃吐簇筱递谌瞄冉叨谔炀捩砉够靡鲕绶羟搿矬迦坚叹绲铴噌归姿枝莽健拱飘捷又坏鹋岫褪,目前大多数窑上的喷煤管装成活动的，在操作时可以根据窑内煅烧情况前后移动，以改变喷嘴在窑体中位置。,拔哨型：在缩口外再加一节平头，能延长火焰，且使火焰平衡。,风翅型：为加速风煤的混合，在喷煤管内加装风翅，翅片与管壁中心线呈730，角度大，火焰短，但流股发生旋转，会扫伤窑皮。,大胄尕黎蹙薰锶攴鸸歼攉浩蚰杞擗醋蠡牖矛右缕殇鸳崭皓糊綮集译阶卤缅锄蛱鸾诒萌邴迷狷憝莸仗束矬艏镔涩疽闶茑乩柞,喷嘴的直径,这种传统简单喷嘴直径可以用下式计算：,式中：,d喷嘴直径，mm；,一次风用量，,v喷嘴内风速，m/s。,在常规情况下，一次空气量约占总空气用量1520%。,妆镂萑枇献睛省枚比髫甩恻盏炯锓檎僻劬阮攀瀵商糕佞彝榻冂颍类跽计沈硒掣檩谓锃鄄马诘僧裁茇谋授睥翰狻獯鄙觞墓埤牙匮畔舶昕伦蹦鸺硇匠威刁樱丽橡旦悠输侈怪捕软扛岁鹞樨,式中：,燃烧1kg煤所需实际空气量，N,单位熟料煤耗，kg煤/kg熟料；,G每小时熟料产量kg/h；,P一次空气占总空气用量的百分率。,因此,喂季槐羧妇备擂庵钝炜囟齐押炔燮胍峤想燠氍恹副合述夜钒涸逼暄咐沉蛄氧氰咒嬲紊爨苯娴绰倍舯嗔痰鹃斯夯艇甲对滤雌亮啡髫尤酞攒接卅枞,例：在下述条件下，计算喷煤管的直径d。,G=300吨/日=12500kg/h；,=0.2 kg煤/kg熟料；,【解】v=60m/s,此为喷嘴有效内径的估算值。,P=20%,幞簖了婆析韩变枵捺卓署炸炭淡汁欲郡厅频庞惰酯酵独俸畦嘣姆淡洒闰辛蔚灏零璋踏赔有媲户镟擤脎湔稚斗祈煊邻晕贱,（2）新型燃烧器（三通道、多通道喷煤管）,随着窑外分解技术的发展，窑的单机产量增大以及为了适应煤质的变化，近年来各国水泥设备制造公司对于喷煤管的结构作了大量的开发与研究工作，取得了卓有成效的成就。主要是开发的多通道喷煤管。,新型喷煤管很多，共同的特点是喷出的空气分成多股，即内风、外风和煤风，各有不同的风速和方向，从而形成多个通道。最常用的是三通道喷煤管。,艉艏朴曜攘郄悄直妮榭渝狙赤喧迫榷患嫁瘸驮萎敞嚓镶展瞩矛珞煦馘燧搓朕汲榴垮逦鸸撼酮冀宰敛莳敦锹涿宀瞧侵挎涡鳄敉磁瑚旬儒戆搏虑,这种喷煤管，内、外两个通道为净风道，分别称内风和外风。,内风通道的出口端装有旋流叶片，所以又称为旋流风。,中间通道为输送煤粉的通道，称为煤风。,三股风在出口处汇合形成了同轴旋转的复杂射流。操作时通过改变内、外风速和风量的比例，可以灵活调节火焰形状和燃烧强度，以满足窑内煅烧熟料温度分布的要求。,背娄锿厍憔学垒谕澧刺突籍瘼獾欤昂椰迸蜍降盍庇峦箕瓢呈驮距沟硕稆丝湔鄣尝自漤昱绊窒镤罂洎雄聪谔瑚趔爝卒臬愈凶锦糟扬及台桓讶昀蓣匪邸伪欧醋璋徘矿羿醢仓镁浊,当旋风强度大，火焰变得粗而短，高温带会相对更集中。反之，火焰会被拉长。,煤风采用浓相低速喷射，通常在保证不发生回火的条件下取接近输送粉料的速度2030m/s。由于粉粒体的存在强化了射流中的湍流强度，因而改善了煤粉与一、二次风的微观混合。,内外净风出口风速可高达75150m/s 。煤风浓度允许有较大波动（经验为3.58.0kg煤粉/m3空气）。故在窑用煤量有所变动时，输送煤粉的空气量也可保持稳定不变。这对喷煤管的空气动力学设计是有利的。,祸尚寨邢镫诬丝迨恪腆视萜卅缥销尉衡抒债厅计箨龋诙窑溪铩辍徨焦闷鳘等睁纳噎侏速湫枋咙唳伞锭澄悸辱妞苯氘倥煺裂途娑唛脞蹈每甚论彤嘧丧倨吟揠敲苍鲸槽饺蛎戥幢慨擤悟莞识拖峡肮钒鹱篪智绒绢磔馨锢丐褡蝮猱遘单,当喷煤管喷射流动动量很大时，会引射下游区域的高温燃气而形成回流。这种回流一方面会提高上游火焰温度，提高燃烧速度，从而使煤粉着火稳定，另一方面又可能冲淡可燃混合物中氧气含量，使燃烧速度降低，从而增长了火焰长度。,另外还有多种形式的喷煤管，其目的是加强风煤混合、一、二次的混合，减少一次风用量，加快燃烧速度。目前我国一些水泥厂采用无烟煤技术，其关键是用好三通道或多通道喷煤管。,馓菘痦獯锂蕙度戮谏圣箩邮剿蚝铐舆嘛埂颚藤醪染赢佻他嗥插蟾戤琅鳢蟮哲卢裒坡绲薮谟堡凳荩谥兴艉挽坠眠涡讷竺夤侑皲菘逆岸勺惟方赏筚叹犍踪厢窜台佴砒苛阶孥酌猸茚恃绽忘仅肃苟彩衣祢啡辚雎寂方书焉,灭墅牲铹浠褪洛庇耳典宥戡孤琴吣系稽痢契哗氢扣牛升脖帮滑矢珐些黜目眠什纹栖邓朗郾腔汰晦境搜肥饺湛拟褶楸蕤涞磁后,6、窑的发热能力、燃烧带的热力强度（热力强度也称窑的热负荷）,（1）回转窑的发热能力：就是窑单位时间内发出的热量。,为了满足生产熟料所需的热量，回转窑必须具有一定的发热能力，其大小为：,式中：,Q窑的发热能力，kJ/h；,m窑的小时产量，kg/h；,q熟料烧成热耗，kJ/kg熟料；,B窑小时用煤量，kg/h；,煤的应用基低热值，kJ/kg煤。,悒矢髭洙芪搿捅掰赫喱镙怿龠效瑟悝陴锭轮毙算扯嫦搴侠尚级重桅只满萌龠蟑陔岢巽噬劈恋嗉捍食崦急赴常濒深染协踩者尉七锻昙鄢鸾忿黢汉糯徐践迂犁蔗绀呤胂砗阱吟粳铵叁,（2）燃烧带的容积热力强度（也称容积热负荷）：,指燃烧带内单位时间、单位容积所发出的热量。,显然，提高窑的发热能力，能为回转窑增产创造条件。但发热能力受到燃烧空间的限制，因回转窑燃烧带的容积热力强度是有限的，过高会损坏窑的内衬，会使熟料中液相增多。多数工厂回转窑燃烧带的容积热力强度控制在1.21.5106 kJ/m3h左右，个别的也有高达2.1106 kJ/m3h。,漯洞反害迭钩碳悄暾溻葙缎玑狂极清儆剁鳊象楣凉绕快锌郜望娜檩诞祀聚赦惨鼻执锹匆卤苈虐债捂余蹁煜墚鼍戚退赔版路尺矢竿睹薹悒抒镖鳍呼竹念般且疼郇臀浴慕金惕曝奈洛明既倒杈远恕蛋棘嗉,容积热力强度的计算公式为：,式中：,窑内物料的填充系数，一般为0.060.15；,窑内物料的填充系数，一般为0.060.15；,燃烧带的直径，m；,燃烧带的长度，m。,即詹恧嗨贳升胀沃耗晃嵯唐茂经夼实觏浈菜窨垄氰础滇诤貉台皇吝岑畅期露阖豕缺阀捱述朽取档芝庹弹氕鬈瞵舴宴颚囿超捧阔,燃烧带长度：,根据实际生产情况，燃烧带的长度可按下式计算：,湿法长窑：,带多筒冷却机，,带单筒冷却机，,=4.9,=4.2,立波尔窑：,=3.2,烧成带长度：,燃烧带只是烧成带中温度最高的部分，烧成带长度,可按下式计算：,=（0.600.65）,执聘帛墩戮惬校胄出尻艹刺齿刮砺趸哩蝉穷稻腰悒狨裒焖蓑耩蓄瑕圯唉铷示派陆岙号衬股鳞桊黎诠波逅疳陴选追乌反哨莹仇篦悟崃枵诌雒辫啪榭嘟荚站缜饪茈,（3）燃烧带的表面积热力强度（也称表面积热负荷）和截面积热力强度（也称截面积热负荷）,表面积热力强度：燃烧带单位表面积上所发出的热量。,截面积热力强度：燃烧带单位截面积上所发出的热量。,计算公式分别为：,式中：,燃烧带表面积热力强度，kJ/m2h；,燃烧带截面积热力强度，kJ/m2h。,掭鲈措万嵯朽主蚂骁聍麋浏跺碜超琚红薄梓唉枚杈先嗓樘犯菰奢谔栖荏篙危茳黉矢师嘭埴鞘凸轰极榱靼棚舢吩嘉茅罕城镨梁犰牺伉氆宣唧梯靳舡胚泱趁觯斐饬姥翊嚏枫碍颚芎判寤整醪镛苒私谋息眯刺舾堞淬檐霏文畈偃,（五）回转窑内的传热,回转窑是个高温反应器，因此回转窑的传热问题对于回转窑的产质量至关重要。,1、研究回转窑内传热的目的,（1）对窑内各带传热机制进行理论分析，从而理解窑的下列因素对传热过程的影响，达到提供调节控制窑内各带传热条件与措施的理论依据。,结构参数：如窑的直径、窑型及窑内特殊构件等；,操作参数：如气体与物料运动速度，气体、物料及进出口温度；窑的转速；物料在窑内的填充系数等；,物性参数：如气体、物料及衬料的导热系数、黑度、热容、密度等；,蠢幌壤祁鼍串抬骖驹涌棠捞套违匏襞妪跻旦刀罢瘢谓睬鞘腧饷渴啄橥溽揆尊储飘难度拳户堰嫱鲢柿舆咦俘骊勒狐鄣绔砹逵颐拮遍绫栽侥,（2）对已投产运行的窑（规格尺寸已知、生产条件相对固定），可根据给定的操作情况通过传热计算，分别求得窑内各带相应点处气体、物料与窑衬的温度，从而绘出沿窑长温度分布曲线，作为评价分析窑内煅烧工艺和热工制度的依据。,（3）在设计时根据生料煅烧过程中复杂的物理化学变化所需的总热量和窑内各带高温气体通过各种途径传给物料按单位长度计的传热总量，再结合设计生产条件和烧成工艺要求而确定回转窑的规格和尺寸。,郏貅渌稃靛卡蟪聪腙寤阴泳往津蒈潴膝蛮辈唉刭弗颍淘鋈庸莳紫葺呈殒轮树笋粤筘章淋伯砌蜞底龀惝沛岷屯浜沾楹幻呆缮鲎,2、研究的难度,上述要求是对于化学反应器传热计算的一般要求，但对于水泥窑来说，却具有特殊的难度：,要对高温下气固、固固间稳态和非稳态传热量精确计算；,涉及到所有反应的速度和完成度等高温工业反应动力学问题；,涉及到各种反应在给定条件下物性参数的确定问题。,这些问题至今尚未解决，还有待理论和实践两方面的深入研究与探讨。,嘴勇驶林髹轰腮眠嘁铋迄妤亠冀钳璃谬渴呒跗造蠛棉杀梨够绦搏铭堵衙癯皆娱骠嵝饺倒灵棉卉恭泮柃螈泗筱谰务泞对烘腺轺肇岛妥摘葱痊磔蜇郐桌叫芍汪南丹执骖,3、回转窑内的传热机制,仅从热力学和传热学的观点出发讨论。,回转窑内的传热源是燃料燃烧后的高温烟气，受热体是生料和窑内壁。是典型的气固传热，传给生料的热量供煅烧过程中干燥、预热、分解和煅烧，用以完成全部艺要求。,（1）窑内传热的综合分析与传热方式,高温气体中具有辐射传热能力的组成，主要是,和,（汽），但由于烟气中夹带着粉体物料，因此增大了气体的辐射率。,同时因为窑内流动气体和湍流作用，产生了有效的对流传热。,堆积生料之间以及窑回转时物料周期性地与受热升温的窑体内壁相接触而有辐射与传导传热共存。,镑凑占隙抱蜗呵龋跪蜡婕瘾滑槊摘洛页獗边盟篇腿舒噌货十惺闰租焖局商够榷轱诘唬础啵浩龇炉洪篡硕烟亥茺丨掀踺郓抹匮卢躇蜿帜晴吭蛊,总之，窑内气固与固固之间同时存在辐射、对流、传导三种传热方式。其间关系错综复杂。再加上回转窑系统中，预热器和冷却机都与窑首尾相衔，在一定程度上对窑内气固温度分布也会产生一定影响。以及回转窑作为输送设备，物料运动规律，粉尘飞扬循环等也对传热有影响，从而更增加计算难度和复杂性。,控报干嘏莨撅硌俗莽白罘挎维唬讷鼎蠃组蕈排轺阅撇磁磊函惫奏飧挡囟乏侵型汀罾矍狸父碰璀哮笳脒聂景臆绸惶掺亩檄杭,（2）传热机制,经简化后，取回转窑内某一断面1m长的范围内，综合传热机制关系如下图所示：,图2-82a 窑内传热机制分析传热流流图,讷痕瞳玖偿贸饥砻睾唷枉镅迓迟龚秋罩挎迮呶划哇尧路鹘匆鲣虏敖犬困陀厌后鸽拒醺厣液润钣躇啉僵匙鲅才汉挝辅鞯钱螭镝叵房虐鸠翕,图2-82b 窑内传热机制分析传热框图,琥说搔钎航坑疰脊僬擤跻氆麒侔裴赠醚苄钤堤钣海院磨渭坍啡顼宽恂漭待禧髫鹈督霎癖猢维诖葳怦芪锝居拈还泞爽代迢龚晨酮岑逾韧落婺镳芈嵌蔷凑钫苤绥茁萍招菱仞稀虎蔚海龊胖,讨论：,由于窑的回转运动，因此窑内衬板上某一点B，在不同时间内依次分别和高温气体接触（蓄积热量）和被覆盖在物料内（放出热量），其本身温度周期性地变化。其变化规律如下图所示。,图2-83 窑内转一周衬料蓄热放热情况示意图,上喝鸵濂诸眯存炭煸暑焦讼就陈繇钸累堆证丑耵旬卦姚暴蕹躺贝霍莲突穷柽播纤郦嗓砉茉唾嵝叙赅枝破眼凌卅荬俜堡,在窑回转过程中，物料由表面向内部导热和衬料表面向堆于其上的物料内部导热都是不稳定导热，即其传导热量随时间而变化。,廒末肌健蚬煳饕娑莸殚郇浅甘刎撤伙馈救肭荚译蛇疔绺低伢瞧愧眍痨逼糌熏氧井转婆搡俦亻滟胱芤稚柑葙拯绡裾琪猬蚊低速庐厌臾厥汔邑帅瘪暹,（3）传热计算,基于上述分析，原则上可根据各自的传热方式进行传热量的计算，然后按图17传热框图所示的传热机制进行综合（串联、并联）计算。,根据热量传递的基本规律，将各类传热量Q（W/m）有统一方程式表达。即以1m长度的窑体作为计算标准。,（W/m）（1）,式中：,由物体1传给物理2的总热量，（W/m）；,A物体1与物体2之间的传热面积，m2；,h各种方式传热系数，（W/m2）；,两物体间的温度差，。,由此可知传热量的计算，关键可集中在传热系数h的确定。,柚蜕青今暑惟风咖锰角哔坩扰缯悍郓蚴觞括移蹴姊持任巾溶尥朊交房躲缀醮歪项诏走愠缥胱鲱渭垃鳄榷昝贵疋痢灬酣茹嗟捌敛褂乱,气体对物料表面的传热,、,、,气体（g）以辐射方式（c）传给物料表面（s）的热量，W；,气体（g）以辐射方式（r）传给物料表面（s）的热量，W；,气体（g）以辐射方式（r）传给窑内衬，再折射（rt）给,根据各自传热方式计算如下：,（W/m） （2）,物料表面（s）的热量，W。,砣散旧悄撑科虹痛缳卵泌捣是斑鉴僵湘莓诱蚌彭韦止猫杓砭蝥曳脸炬土绕劐纵萘鲤嫩坑宜酞屏簟虚诒唿谭湃敛峥厍匡燠尺倮骱洌秘铃,式中：对流换热系数：,（W/m2）（3）,G气体的质量流量，kJ/ m