回转窑课程设计.pdf

武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 1 工程设计任务书工程设计任务书 学生姓名 学生姓名 朱石磊朱石磊 专业班级 专业班级 材科材科 0901 指导教师 指导教师 李洪斌李洪斌 工作单位 工作单位 材料学院材料学院 题题 目目 日产日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 一一 初始条件 初始条件 1 原料的化学分析结果 物料 烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O H2O 石灰石 42 55 1 73 0 64 0 32 54 24 0 52 1 00 粘土 4 72 64 15 17 45 5 90 4 72 0 95 1 11 1 01 1 00 铁粉 1 05 38 02 2 42 53 29 3 53 1 69 4 00 煤灰 57 53 26 69 9 23 3 23 1 21 2 11 2 燃料煤的元素分析结果 Cad Had Nad Oad Sad Aad Mad 65 5 5 1 1 1 6 0 0 4 20 5 1 4 3 各种物料损失均按 3 计算 4 其它资料 本设计工厂有自己的矿山 其它条件均符合建厂要求 工厂气象条件符合 设计要求 大气压强 夏季 720 mmHg 温度 4 40 相对湿度 70 80 地下水位 2m 2 5 m 二二 要求完成的主要任务要求完成的主要任务 包括课程设计工作量及其技术要求 以及说明书撰写等具体要求 1 设计计算说明书应包括以下内容 配料计算 燃烧计算 物料平衡计算和热量平衡计算 有关设备的选型计算或结构尺 寸计算 附属设备的选型计算 耐火材料选材计算与散热计算 有关性能指标计算 设计 及附属设备一览表 设计评述 参考资料 2 画出有关设备的工艺布置图和主要剖面图 A2 图纸 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 2 三三 设计要求设计要求 1 要求每个人独立完成 允许讨论 但不能抄袭 鼓励创新 2 说明书要求 设计说明书必须包括有关计算部分的方法 步骤和结果 有关设备的选型 设计说明书中应说明其选取依据 有关经验数据的选取 亦应 说明其来源 3 图纸的要求 图纸必须按工程图标准绘制 鼓励用计算机绘图 图纸上必须注明设备主要尺寸及有关说明 图面应清洁 整齐 四四 时间安排 时间安排 2011 6 18 2011 6 22 第 1 周 查阅有关资料 进行有关设计计算 2011 6 25 2011 6 29 第 2 周 绘制相关的图纸 2011 7 2 2011 7 6 第 3 周 整理提交计算说明书 图纸以及其它设计资料 答辩 指导教师签名 指导教师签名 李洪斌李洪斌 2011 年年 6 月月 18 日日 系主任 或责任教师 签名 系主任 或责任教师 签名 文进文进 2011 年年 6 月月 18 日日 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 3 目录目录 1 配料计算 5 1 1 煤灰掺入量 5 1 2 熟料矿物组成的计算 6 1 3 计算白生料成分 7 1 4 计算各原料配比 7 2 燃烧计算 9 2 1 理论空气量 9 2 2 实际空气量 9 2 3 理论烟气量 9 2 4 实际烟气量 10 2 5 烟气组成 10 3 物料与热量平衡计算 10 3 1 相关条件参数 10 3 2 物料平衡计算 11 3 2 1 收入项目 11 3 2 2 支出项目 15 3 3 热量平衡计算 17 3 3 1 收入项目 17 3 3 2 支出项目 18 3 4 物料平衡表 20 3 5 热量平衡表 20 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 4 4 回转窑的选型计算或结构尺寸计算 21 4 1 回转窑的原始数据 21 4 1 1 对回转窑的要求 21 4 1 2 回转窑规格 21 4 2 风速核算 23 4 2 1 烧成带标准风速 23 4 2 2 窑尾工况风速 23 5 附属设备的选型计算 24 5 1 燃烧器结构及选型 24 5 2 冷却机选型 24 6 耐火材料的选择和散热计算 25 6 1 耐火材料的配置 25 6 1 1 预分解窑窑用耐火材料的配置 25 6 1 2 预分解窑系统不动设备耐火材料的配置 25 6 2 散热计算 26 7 有关性能指标计算 27 7 1 熟料单位烧成热耗为 27 7 2 熟料烧成热效率为 27 7 3 窑的发热能力为 27 7 4 燃烧带衬砖断面热负荷为 27 8 设计评述 27 9 参考资料 28 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 5 日产 3000 吨熟料预分解窑的 回转窑系统设计 1 配料计算 1 1 煤灰掺入量 根据参考资料 1 P29 得 100 式中 gA 熟料中煤灰掺入量 q 单位熟料热耗 Qnet ad 煤的低位热值 Aad 煤的空气干燥基灰分含量 S 煤灰沉落率 考虑有电收尘 P 煤耗 kJ kg熟料 由任务书可得 Aad 20 5 由参考资料 1 P30 表 2 3 选取 q 3000kJ kg 由参考资料 1 P29 表 2 2 选取 S 100 根据设计任务书给出的煤元素分析结果得 32793 98320 9100 2450 32793 69 1 98320 3 5 9100 4 2 0 1 2450 1 5 25691 3 煤 将数据代入式 1 1 中 100 3000 20 5 100 25691 3 100 2 39 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 6 1 2 熟料矿物组成的计算 若 KH 过高 CaO 含量超过酸性氧化物的需求 必然以游离 CaO 形态存在 游离 CaO 含量高时将引起水泥安定性不良 造成危害 若 KH 过低 则熟料中 C3S 过少 熟料强度 必然很低 故提高 KH 有利于提高水泥质量 但 KH 过高 熟料煅烧困难 必须延长煅烧 时间 否则会出现 f CaO 同时窑的产量低热耗高 窑村工作条件恶化 若 SM 过高 则由于高温液相量显著减少 熟料煅烧困难 C3S 不易形成 如果 CaO 含量低 那么熟料含 C2S 量过多而粉化 SM 过低 则熟料因硅酸盐矿物少而强度低 且 由于液相量过多易出现结大块 结炉瘤 结圈等 影响窑的操作 若 IM 值过高 熟料中 C3A 多 液相粘度大 物料难烧 水泥凝结快 若 IM 值过低 虽然 液相粘度小 液相中的质点易扩散 对 C3A 形成有利 但烧结范围窄 窑内易结大块 不 利于窑的操作 综上述 为使熟料既顺利烧成 又保证质量 保持矿物组成稳定 应根据原料 燃料 和设备等具体条件来选择三个率值 使之互相适当配合 通常 不能三个率值同时都高 或同时都低 三个率值的选取采用 两高一中 方案 根据参考资料 2 P36 表 3 7 中 窑型 KH SM IM 预分解窑 0 86 0 90 2 0 2 6 1 3 1 8 取 KH SM IM 0 90 0 02 2 0 0 1 1 5 0 1 设熟料中其他项为 2 5 则 97 5 643 2 35 165 2 1 18 2 975 0 32 IMSMIMKH OFe 965 3 3232 OFeIMOAl 216 13 32322 OFeOAlSMSiO 676 77 975 0O 32322 OAlOFeSiOCa 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 7 1 3 计算白生料成分 按上述计算所要求的熟料成分 扣除煤灰渗入 即求出要求的白生料成分 序 号 项目 计算式 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 其它 合计 1 要求的熟料成分 1 2 中计算 13 22 3 97 2 64 77 68 2 50 100 0 0 2 掺入 2 39 煤灰 2 39 煤灰中各氧化物组分 1 37 0 64 0 22 0 08 0 08 2 39 3 灼烧生料 各氧化物组分 序号 1 序号 2 11 85 3 33 2 42 77 60 2 42 97 61 4 要求生料成分 序号 3 中各氧化物组分 1 5 7 90 2 22 1 61 51 73 1 61 1 4 计算各原料配比 使用递减试凑法计算 计算当量煤灰渗入所带入 S A F C 量 以 计 并将上列各项加在各原料的相应氧 化物中 调整后各原料主要含量列表 当量煤灰渗入量 K 设生料烧失量 L烧失量 35 K 100 生料 100 2 39 100 35 100 2 39 1 59 计入当量煤炭掺入原料主要氧化物含量调整值计入当量煤炭掺入原料主要氧化物含量调整值 项目 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO 当量煤灰带入 1 59 各氧化物成分 0 91 0 42 0 14 0 05 石灰石 干基组分 当量煤灰带入 2 64 1 06 0 47 54 29 粘 土 干基组分 当量煤灰带入 65 06 17 87 6 05 4 77 铁 粉 干基组分 当量煤灰带入 38 93 2 84 53 44 3 58 用设定熟料三率值计算熟料中 S A F C 相对含量 KH 0 92 SM 2 0 IM 1 5 令 A IM F 1 5 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 8 S SM A F 2 1 5 1 0 5 C 12 77 KH 1 65A 0 35F 14 57 进行递减运算 用调整后氧化物成分计 直至各项余数很小 一般 0 10 为止 列表 递减法计算程序表 项目 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO 调整值估算 熟料成分相对含量 5 00 1 50 1 00 14 57 14 57 54 29 0 2684 取 0 264 26 4 石灰石 0 70 0 28 0 12 14 33 余数 V1 4 30 1 22 0 88 0 24 6 20 粘 土 4 03 1 11 0 38 0 30 4 03 65 06 0 0619 取 0 062 余数 V2 0 27 0 11 0 50 0 05 0 91 铁 粉 0 35 0 03 0 49 0 03 0 49 53 44 0 0092 取 0 0091 余数 V3 0 08 0 09 0 01 0 09 计算原料配比 重量 25 8 7 3 0 65 33 75 重量比 石灰石 粘土 铁粉 25 8 7 3 0 65 百分比 76 44 21 63 1 93 列表 项目 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 其它 烧失量 78 78 石灰石 1 36 0 50 0 25 42 73 0 41 33 52 18 50 粘 土 11 87 3 23 1 09 0 87 0 18 0 87 2 72 铁 粉 1 03 0 07 1 45 0 10 0 05 0 03 100 生 料 14 26 3 80 2 79 43 70 0 63 34 42 灼烧生料 21 75 5 79 4 26 66 64 0 96 97 61 灼烧生料 21 23 5 65 4 15 65 05 0 94 2 39 煤 灰 1 37 0 64 0 22 0 08 0 08 熟 料 22 60 6 29 4 37 65 13 1 02 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 9 验算率值 KH 1 65 0 35 2 8 65 13 1 65 6 29 0 35 4 37 2 8 22 60 0 84 SM 22 60 6 29 4 37 2 12 IM 6 29 4 37 1 44 均在符合范围以内 2 燃烧计算 燃料煤的元素分析结果 燃料煤的元素分析结果 Cad Had Nad Oad Sad Aad Mad 65 5 5 1 1 1 6 0 0 4 20 5 1 4 取 1 2 粉煤燃烧 根据参考资料 2 P285 表 6 12 空气过剩系数 1 05 1 25 2 1 理论空气量 V 0 8 9 26 7 3 3 8 9 0 655 26 7 0 051 3 3 0 004 0 06 7 01 3 烟煤 2 2 实际空气量 V 0 7 01 1 2 8 41 3 烟煤 2 3 理论烟气量 V0 C 12 2 18 32 28 22 4 0 0 79 0 0546 0 0255 0 00078 0 000125 0 000393 22 4 7 01 0 79 7 361 3 烟煤 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 10 2 4 实际烟气量 V0 1 0 7 36 0 2 7 01 8 762 3 烟煤 2 5 烟气组成 2 22 4 12 0 655 22 4 12 8 762 100 13 95 2 22 4 32 0 004 22 4 32 8 762 100 0 032 2 2 18 22 4 0 0255 0 00078 22 4 8 762 100 6 72 2 1 0 0 21 1 2 1 7 01 0 21 8 762 100 3 36 2 28 22 4 0 79 0 000393 22 4 8 41 0 79 8 762 100 75 93 3 物料与热量平衡计算 3 1 相关条件参数 窑型 预分解窑 基准 1Kg 熟料 温度 30 平衡范围 系统 预热器 分解炉 回转窑 冷却机 温度 1 入预热器生料温度 50 2 入回转窑回灰温度 50 3 入窑一次空气温度 30 4 入窑二次空气温度 950 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 11 5 环境温度 30 6 入回转窑和分解炉燃料的温度都为 60 7 入分解炉三次风温度 740 8 气力提升泵输送生料空气温度 50 9 熟料出窑温度 1360 10 废气出预热器温度 370 11 飞灰出预热器温度 330 入窑风量比 一次空气 k1 二次空气 k2 窑头漏风 k3 15 80 5 燃料比 回转窑 分解炉 40 60 出预热器飞灰量 0 1kg kg熟料 出预热器飞灰烧失量 35 20 各处过剩空气系数 窑尾 y 1 06 分解炉出口 L 1 20 预热器出口 F 1 35 其中 预热器漏风量占理论空气量的比例k4 0 16 气力提升泵喂料带入空气量占理论空气量的比例k5 0 09 折合料风比为19 8kg Nm3 分解炉及窑尾漏风占分解炉用燃料理论空气量的比例k6 0 05 电收尘和增湿塔综合收尘效率为99 6 系统表面散热损失 480kJ kg熟料 生料水分含量 Ws 1 057 窑的产量 G 3000t d 125t h 3 2 物料平衡计算 3 2 1 收入项目 3 2 1 1 燃料总消耗量 m kg kg熟料 其中 窑头燃料量 m 熟料 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 12 分解炉燃料量 m 熟料 3 2 1 2 生料消耗量 即入预热器物料量计算 a 干生料理论消耗量 m 100 100 100 20 5 1 100 33 57 1 505 0 309 熟料 式中 m 干生料理论消耗量 kg kg熟料 A 燃料应用基灰分含量 燃料灰分掺入量 取 100 L 生料的烧失量 33 57 b 出袋收尘飞损及回灰量 mFh mfh 1 0 1 1 0 996 0 0004 kg kg熟料 myh mfh mFh 0 1 0 0004 0 0996 kg kg熟料 myh 入窑回灰量 kg kg熟料 mfh 出预热器飞灰量 kg kg熟料 mFh 出收尘器飞灰损失量 kg kg熟料 收尘器 增湿塔综合收尘效率 c 考虑飞损后干生料实际消耗量 100 100 1 505 0 309 0 0004 100 35 2 100 33 57 1 505 0 309 熟料 式中 mgs 考虑飞损后干料实际消耗量 kg kg熟料 Lfk 飞灰烧失量 取 35 2 d 考虑飞损生料实际消耗量 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 13 ms mgs 100 100 1 505 0 309m 100 100 1 507 1 528 0 314m 熟料 式中 ms 考虑飞损后生料实际消耗量 kg kg熟料 W 生料中水分含量 1 507 e 入预热器物料量 入预热器物料量 m 1 528 0 314 0 0996 1 628 0 314 熟料 3 1 1 3 入窑系统空气量 a 燃料燃烧理论空气量 0 7 01 3 煤 空气 7 01 1 293 9 064 kg 煤 燃料燃烧理论空气体积 3 煤 燃料燃烧理论空气质量 kg 煤 b 入窑实际干空气量 V 1 06 7 01 0 40 2 972 3 熟料 空气 1 293 2 972m 3 843 熟料 其中入窑一次空气量 二次空气量及漏风量分别为 1 1 0 15 2 972 0 4458 3 熟料 2 2 0 80 2 972 2 3776 3 熟料 1 3 0 05 2 972 0 1486 3 熟料 式中 窑尾过剩空气系数 y 1 06 入窑风量比 一次空气 K1 二次空气 K2 窑头漏风 K3 15 80 5 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 14 c 分解炉从冷却机抽空气量 分解炉混合室过剩空气量 1 1 1 20 1 7 01 1 40 式中 分解炉出口过剩空气系数 L 1 20 分解炉燃料燃烧空气量 2 7 01 0 6 4 21 3 熟料 燃料比 回转窑 分解炉 40 60 窑尾过剩空气量 3 1 1 1 06 1 7 01 0 40 0 1682 3 熟料 折合料风比为19 8kg Nm3 分解炉及窑尾漏入的空气量 4 6 6 0 05 7 01 0 60 0 2103 3 熟料 式中 分解炉及窑尾漏风占分解炉用燃料理论空气量的比例 6 0 05 分解炉从冷却机抽空气量 3 1 2 3 4 1 4 4 21 0 1682 0 2103 5 2315 3 空气 3 1 293 5 2315 6 764 d 气力提升泵喂料带入空气量 5 0 09 7 01 0 6309 3 熟料 空气 1 293 0 6309 0 816 熟料 式中 气力提升泵喂料带入空气量占理论空气量的比例 5 0 09 e 漏入空气量 预热器漏入空气量 5 4 0 16 7 01 1 122 3 熟料 式中 预热器漏风量占理论空气量的比例 4 0 16 窑尾系统漏入空气总量 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 15 2 4 5 0 2103 1 122 1 332 3 熟料 2 空气 2 1 293 1 332 1 722 熟料 全系统漏入空气总量 1 2 0 1486 1 332 1 481 3 熟料 空气 1 293 1 481 1 915 熟料 3 2 2 支出项目 3 2 2 1 熟料 1 3 2 2 2 出预热器废气量 生料中物理水含量 100 1 528 0 314 1 057 100 0 0162 0 003 熟料 0 804 0 0162 0 003 0 804 0 0201 0 004 3 熟料 生料中化学水含量 0 00353 2 3 0 00353 1 505 0 309 4 31 0 0229 0 005 熟料 0 804 0 0229 0 005 0 804 0 028 0 006 3 熟料 式中 2 3 为干生料中 Al2O3的含量 由 1 4 中结果可得 2 3 4 31 生料分解放出 CO2 气体量 2 2 2 42 55 44 56 0 64 44 40 3 34 13 2 2 100 100 1 505 0 309 34 13 100 0 0004 35 2 100 0 514 0 105 熟料 2 2 1 977 0 514 0 105 1 977 0 260 0 053 熟料 其中 分别为干生料中CaO MgO的含量 由 1 4 中结果可得 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 16 42 55 0 64 燃料燃烧生成理论烟气量 2 0 0187 0 0187 65 5 1 225 3 熟料 2 0 79 22 4 28 100 0 79 7 01 22 4 1 1 28 100 5 547 3 熟料 2 22 4 2 100 22 4 18 100 22 4 2 5 1 100 22 4 18 1 4 100 0 5886 3 熟料 rrr ad T SO mmm S V0028 0004 0 32 4 22 10032 4 22 2 3634 7 0028 05886 0547 5225 1 熟料 3 T S T OH T N TT 2222 kgNmm m VVVVV r r OCO 859 9 100 5 20 1064 9 100 1 熟料 kgkgmmm A mm rrr ad LK T 烟气中过剩空气量 454 201 7 135 1 1 熟料 3 kgNmmmmVV rrrLKf k 713 3293 1454 2293 1 熟料 kgkgmmVm rr kk 其中 1 939454 279 079 0 熟料 K N2 kgkgmmVV rr k 423 2 4 22 28 1 939 4 22 28 熟料 22 kgkgmmVm rr k N k N 515 0454 221 021 0 熟料 3 2 kgNmmmVV rr kk O 736 0 4 22 32 515 0 4 22 32 熟料 3 22 kgNmmmVm rr k O k O 总废气量 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 17 754 93081 0 0028 0515 0 5886 0006 0028 0004 00201 0 1 939547 5 225 10 0530 260 熟料 3 22hsws ks 22 222 22222 kgNmm mmmmm mmmm VVVVVVVVV VVVVVV r rrrrr rrrr T SO k O T OHN T NCO T CO SOOOHNCOf 3 2 2 3 出预热器飞灰量 100 0 熟料 kgkgmfh 3 3 热量平衡计算 3 3 1 收入项目 3 3 1 1 燃料燃烧生成热 3 25691 熟料 kgkJmQmQ radnetrrR 3 3 1 2 燃料带入物理热 240 6960154 1熟料 kgkJmmtCmQ rrrrrr 0 60 时熟料平均比热 r C 1 154kgkJ 3 3 1 3 生料带入物理热 19 1454 69 50182 4 003 00166 0 878 0 309 0505 1 熟料 kgkJm mm tCmCmQ r rr swwssgss 0 50 时 水的平均比热 Cw 4 182kgkJ 干生料平均比热 Cs 0 878kgkJ 熟料 3 3 1 4 入窑回灰带入热量 163 450836 00996 0 熟料 kgkJtCmQ yhyhyhyh 0 50 时 回灰平均比热 Cyh 0 836 kgkJ 3 3 1 5 空气带入热量 a 入窑一次空气带入热量 359 17 30298 1972 215 015 0 熟料 111111 kgkJm mtCVtCVQ r rykykykykykykyk 0 30 时 空气平均比热 Cyk1 1 298 kJ Nm3 b 入窑二次空气带入热量 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 18 3169 0 950403 1972 280 080 0 熟料 222222 kgkJm mtCVtCVQ r rykykykykykykyk 0 950 时 空气平均比热 Cy2k 1 403 kJ Nm3 c 入分解炉二次空气带入热量 3 5331740377 1232 5 熟料3333 kgkJmmtCVQ rrKFKFKFKF 0 740 时 空气平均比热 CF3K 1 377 kJ Nm3 d 气力提升泵喂料空气带入热量 977 4050299 16309 0 熟料 kgkJmmtCVQ rrsksksksk 0 50 时 空气平均比热 Csk 1 299kJ Nm3 e 系统漏风带入热量 670 5730298 1481 1 熟料 kgkJmmtCVQ rrLOKLOKLOKLOK 0 30 时 空气平均比热 CLOK 1 298kJ Nm3 总收入热量 34362 7703 73 670 57977 403 53310 3169 359 17163 4 19 1454 69 240 693 25691 熟料 3k 21 kgkJm mmmm mm mm QQQQQQQQQQ r rrrr rr rr LOKskkFkyyyhsrrRzs 3 3 2 支出项目 3 3 2 1 熟料形成热 5 25 14 1726 37 447 260 2240 21 69 6501 3202 110 2729 619 17 47 204 2101 3210 2719 17 熟料 32232 kgkJ mmmmmQ sh OFe sh SiO sh CaO sh MgO sh OAlsh 考虑碱的影响 修正如下 28 1739 64 83 09 71 90 107 熟料 sh 33 2222 sh KgKJ SOSO OKOKONaONaQQ S shsshS sh 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 19 3 3 2 2 蒸发生料中水分耗热量 04 1906 93 2380 005 00229 0003 00162 0 熟料 kgkJm mmqmmQ r rrqhhswsss 50 时 水的汽化热 qqh 2380kJ kg 3 3 2 3 废气带走的热量 6 508033 212 370 965 1003 0370 1515 0 550 1 577 0048 0 319 1486 7921 1 172 1260 0 熟料 2 222222222 kgkJm mm m mm tCVCVCVCVCVQ r rr r rr fSOSOOOOHOHNNCOCOf 0 370 各气体平均比热 CCO2 1 921kJ kg CN2 1 319kJ kg CH2O 1 550kJ kg CO2 1 370 kJ kg CSO2 1 965 kJ kg 3 3 2 4 出窑熟料带走热量 08111 熟料 kgkJtCQ shshysh 0 1300 时 熟料平均比热 Csh 1 078kJ kg 3 3 2 5 出预热器飞灰带走热量 43 30340895 0100 0 熟料 kgkJtCmQ fhfhfhfh 0 340 时 飞灰平均比热 Cfh 0 895kJ kg 3 3 2 6 系统表面散热损失 480 熟料 kgkJQB 支出总热量 56 50612 4021 48043 3008 1466 6 508033 212 04 1906 93 3 1739 熟料 kgkJm mm QQQQQQQ r rr Bfhyshfssshzc 列出收支热量平衡方程式 zczs QQ 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 20 求得 1378 0 熟料 kgkJmr 即 烧成 1kg 熟料需要消耗 0 1378kg 燃料 3 4 物料平衡表 单位 kJ kg熟料 收入项目 数量 支出项目 数量 燃料消耗量 0 138 4 04 熟料量 1 000 28 48 入预热器生料量 1 585 46 40 出预热器飞灰量 0 100 2 85 入窑实际干空气量 0 410 12 00 出预热器废气量 分解炉抽空气量 0 933 27 31 生料中物理水量 0 016 0 46 气力提升泵送空气量 0 113 3 31 生料中化学水量 0 022 0 63 窑尾系统漏入空气量 0 237 6 94 生料分解 CO2 量 0 500 14 24 燃料燃烧理论烟气量 1 361 38 76 烟气中过剩空气量 0 512 14 58 合计 3 416 100 00 合计 3 511 100 00 3 5 热量平衡表 单位 kJ kg熟料 收入项目 数量 支出项目 数量 燃料燃烧热 3545 73 61 熟料形成热 1828 2 36 85 燃料显热 9 555 0 20 蒸发生料水分耗热 90 432 1 92 生料带入热 67 58 1 40 废气带出热量 913 45 19 35 回灰带入热 4 163 0 09 熟料带出热量 1466 080 31 06 入窑一次空气带入热 2 396 0 05 飞灰带出热量 30 430 0 64 rr mm56 50612 40217 34362703 73 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 21 入窑二次空气带入热 437 3 9 081 系统散热损失 480 000 10 17 入分解炉空气带入热 735 7 15 28 气力提升泵送风带入热 5 65 0 117 系统总漏风带入热 7 958 0 165 合计 4815 30 100 00 4719 7 100 00 4 回转窑的选型计算或结构尺寸计算 4 1 回转窑的原始数据 设计回转窑的原始数据 根据窑的额定产量及工艺技术性能要求 确定窑的规格 4 1 1 对回转窑的要求 窑的额定产量 G t d 窑的最大连续产量 G 1 1 窑的最小连续产量 G 0 95 4 1 2 回转窑规格 确定回转窑的耐火砖直径 3 3000 55 3 3 792 m 式中 窑耐火砖内径 m 窑额定产量 t d 与窑型有关的系数 根据参考资料 4 P399 表 5 1 1 取 55 确定回转窑筒体内径 2 耐火砖 3 792 2 0 23 4 252 m 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 22 式中 窑筒体内径 根据我国建材行业标准 JC 333 91 水泥工业用回转窑标准 其第 1 系列为 2 5m 3m 3 5m 4m 4 5m等 以0 5m为间隔 第 2 系列是 以 0 2m 为间隔 m 窑耐火砖内径 m 耐火砖 窑最小耐火砖厚度 与窑筒体内径有关 mm 跟据参考资料 4 P399 表 5 1 2 取230mm 确定 4 55m 确定回转窑筒体长度 现代回转窑多采用直筒型窑 因为其结构比较简单 部件和衬砖的规格较少 便于制 造与维护 水泥回转窑可分为干燥 预热 分解 放热反应 烧成和冷却带 各带具有一 定长度 不同窑型要求窑内物料温度和反应不一样 其包括带数也不一样 湿法窑有干燥 带 干法窑没有干燥带而从预热带开始 根据参考资料 4 P401 表 5 1 4 确定窑各带及全窑长度与直径比 L D 窑型 分解带 放热反应带 烧成带 冷却带 全窑长 NSP 窑 4 2 8 0 5 14 5 根据上述尺寸 结合查阅参考资料 4 P446 表 5 1 22 选择规格为 4 55m 68m的预分解回转窑 其保证产量为3200t d 故满足要求 回转窑斜度和转速 根据参考资料 4 P446 表 5 1 22 可取 窑斜度 4 窑转速 r min 3 物料通过窑所需要的时间 11 4 11 4 68 3 3 972 2 291 28 40 min 式中 运动时间 min 窑长度 m 窑转速 r min 窑衬内径 m 窑斜度 回转窑筒体厚度 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 23 为保证回转窑各处筒体具有足够刚度 根据参考资料 4 P402 要求 轮带 0 015 0 0683m 烧成 0 007 0 0319m 一般 0 006 0 0273m 回转窑功率的计算 Kw N0 0 03 3 0 75 0 03 3 7923 30 75 68 253 56 轮带的外径 为 1 2 1 2 4 55 5 46 m 托轮的外径 为 D 3 5 5 46 3 5 1 56 筒体出料端悬臂长 根据参考资料 1 P403 对 NSP 窑去或小于等于 1 25D 比较合适 取 1 2D 较为合适 筒体进料端悬臂长 根据参考资料 2 P404 根据回转窑窑尾密封允许偏摆值以及我们长期积累的经验 我 们去进料端悬臂长小于 3 3D 取 3D 比较合适 4 2 风速核算 4 2 1 烧成带标准风速 一般要求 2 Nm s w 1000 4 2 3600 1000 125 2 922 0 138 3 14 4 3 7922 3600 1 24 符合要求 4 2 2 窑尾工况风速 一般要求 10 m s w 1000 4 2 3600 273 273 1000 125 0 464 3 14 4 3 7922 3600 273 740 273 8 538 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 24 符合要求 V 窑尾烟气量 m3 kg熟料 T 窑尾温度 1360 V K 7 363m 1 7 01 m 0 464 m3 kg 5 附属设备的选型计算 5 1 燃烧器结构及选型 喷嘴直径计算 1000 1 3 1000 1 3 0 0615 70 33 80mm 式中 d 喷嘴直径 mm V 一次空气量 m3 s 据 3 1 1 3 计算可得 喷嘴的内风速 m s 取70m s 单位空气量 3600 100 8 41 0 138 125000 0 06 3600 100 0 024 3 式中 V 单位空气量 m3 s q 燃烧 1kg 煤所需的空气量 含过剩空气 m3 kg 煤 W 烧成 1kg 熟料所需的煤粉量 kg kg 熟料 Q 窑的生产能力 kg h P 一次空气对全部燃烧空气的比率 取 6 煤粉燃烧器的选型 选用丹麦史密斯四通道燃烧器 型号为 Duoflex 5 2 冷却机选型 根据参考资料 4 P607 表 5 4 19 选择第四代固定篦板蓖式冷却机 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 25 6 耐火材料的选择和散热计算 6 1 耐火材料的配置 6 1 1 预分解窑窑用耐火材料的配置 根据参考资料 1 P322 选择耐火材料 部位名称 耐火材料品种 长度 窑出口 刚玉质浇注料 700mm 冷却带 白云石砖 1D 烧成带 白云石砖 6D 过度带 尖晶石砖 3D 分解带 抗剥落高铝砖 3D 入料口 抗剥落高铝砖 800mm 6 1 2 预分解窑系统不动设备耐火材料的配置 根据参考资料 1 P322 选择耐火材料 部位名称 隔热层 工作层 预热器 分解炉 上升烟道 硅酸钙板 抗剥落高铝砖 三次风管 硅酸钙板 高强耐碱砖 窑门罩 硅酸钙板 抗剥落高铝砖 篦冷机 硅酸钙板 抗剥落高铝砖 喷煤管 刚玉质浇注料 武汉理工大学 日产 3000 吨熟料预分解窑的回转窑系统设计 课程设计说明书 26 6 2 散热计算 耐火砖厚度为 230mm 筒体钢板厚度为 24mm 钢板导热系数为45 36W m 环境温度为 30 风速为 0 9m s 设 3 200 用环境风速和温差查表 参考资 料 1 表 11 11 22 101