第五章 4.熟料烧成车间工艺设计及布置

1、熟料烧成车间熟料烧成车间工艺设计及布置工艺设计及布置主要内容主要内容v各种新型干法窑的型式、规格与特性各种新型干法窑的型式、规格与特性 v熟料煅烧系统选择的原则熟料煅烧系统选择的原则 v烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 1.1.回转窑的设计计算回转窑的设计计算 2.2.分解炉的设计计算分解炉的设计计算 3.3.悬悬浮预热器主要结构及技术参数的确定浮预热器主要结构及技术参数的确定 4.4.熟料冷却机熟料冷却机的选型计算的选型计算 5.5.喂料喂煤系统喂料喂煤系统 6.6.烧成系统余热利用烧成系统余热利用及除尘及除尘 7.7.风机的计算与选型风机的计算与选型 8.8.电收尘器的选型计电收尘器的

2、选型计算算 9 9 煤粉燃烧器的选用煤粉燃烧器的选用v烧成车间工艺布置及图例烧成车间工艺布置及图例 窑型窑型优点优点缺点缺点应用应用立筒立筒预热预热器窑器窑结构简单，通风阻力小结构简单，通风阻力小（2 其它级筒其它级筒 H/D=1.52.00旋风筒圆柱体与圆锥体的尺寸旋风筒圆柱体与圆锥体的尺寸a变动于变动于6575之间，之间，E/D变动于变动于0. 09一一0. 20之间，之间，一般一般1.5。圆柱体的高度圆柱体的高度 h1关系到生料粉是否有足够的沉降时间关系到生料粉是否有足够的沉降时间.烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 3 旋风预热器的设计计算旋风预热器的设计计算进风口的型式、尺寸、进风

3、型式进风口的型式、尺寸、进风型式 进风口一般为矩形，宽高比进风口一般为矩形，宽高比(a/b)一般为一般为0.4 0.7，最上一级可取，最上一级可取0. 4 0. 5，其余各，其余各级可取级可取0. 55 0. 65。 (a b)/D2 0. 2，中间，中间级较大些，最下级较小些。进风口风速一般级较大些，最下级较小些。进风口风速一般为为1620m/s一般常采用一般常采用270涡旋进风涡旋进风烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 3 旋风预热器的设计计算旋风预热器的设计计算排气管尺寸和内筒插入深度排气管尺寸和内筒插入深度排气管结构一般为圆形，也有扁形，一般排气管结构一般为圆形，也有扁形，一般d/D

4、0.50.55一级筒应插入深些，甚至可大于进风口高度一级筒应插入深些，甚至可大于进风口高度b，以提高，以提高分离效率分离效率;中间各级可取中间各级可取d/2，以减小阻力损失，以减小阻力损失;最下一级插最下一级插入深度可缩短到入深度可缩短到(1/4一一1/3) d烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 3 旋风预热器的设计计算旋风预热器的设计计算旋风筒之间连接管道旋风筒之间连接管道连接管道风速一般以连接管道风速一般以1520m/s为宜为宜?管道风速过大或过小会有怎样烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 4 熟料冷却机的选型、计算熟料冷却机的选型、计算常用冷却机的类型及性能冷却机选型的规定篦式冷却机

5、的选型计算 熟料冷却机的选用应符合下列规定熟料冷却机的选用应符合下列规定: (1)日产熟料日产熟料2000t及以上的窑应优先选用篦式冷却机。及以上的窑应优先选用篦式冷却机。 (2)出冷却机的熟料温度应符合下列要求出冷却机的熟料温度应符合下列要求: 蓖式冷却机，不大于环境温度加蓖式冷却机，不大于环境温度加65 单筒冷却机，不大于环境温度加单筒冷却机，不大于环境温度加180 。 多筒冷却机，不大于环境温度加多筒冷却机，不大于环境温度加200 。 (3)篦式冷却机需用的单位熟料冷却空气量，应根据不篦式冷却机需用的单位熟料冷却空气量，应根据不同型式的篦式冷却机确定。同型式的篦式冷却机确定。 (4)预热

6、器窑和预分解窑配置的篦式冷却机，其热效率预热器窑和预分解窑配置的篦式冷却机，其热效率应不低于应不低于65%。烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 4 熟料冷却机的选型、计算熟料冷却机的选型、计算 (5)篦式冷却机的余风应充分利用，可用于煤和混合材料篦式冷却机的余风应充分利用，可用于煤和混合材料的烘干或余热发电。的烘干或余热发电。 (6)熟料冷却机的余风的除尘，宜采用电除尘器或袋式除熟料冷却机的余风的除尘，宜采用电除尘器或袋式除尘器。当采用电除尘器时，冷却机宜设置可以调节水量尘器。当采用电除尘器时，冷却机宜设置可以调节水量的喷水系统。的喷水系统。 (7)篦式冷却机的中心线，应偏在窑内物料升起的一

7、侧，篦式冷却机的中心线，应偏在窑内物料升起的一侧，以保证料流在冷却机篦床上均匀分布。以保证料流在冷却机篦床上均匀分布。(8)冷却机应有适宜的耐久性，即长期运转，冷却机应有适宜的耐久性，即长期运转，(9)应有利于环境保护，应考虑需处理含尘气体量的多少、应有利于环境保护，应考虑需处理含尘气体量的多少、噪音大小、有无防护可能。噪音大小、有无防护可能。(10)应用较好的适应性，窑产量变化时，熟料温度并无显应用较好的适应性，窑产量变化时，熟料温度并无显著变化，还应适应熟料粒度的变化。著变化，还应适应熟料粒度的变化。烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 4 熟料冷却机的选型、计算熟料冷却机的选型、计算烧成

8、系统的设计计算烧成系统的设计计算 4 熟料冷却机的选型、计算熟料冷却机的选型、计算熟料冷却机的计算熟料冷却机的计算蓖床负荷的确定蓖床负荷的确定一般为一般为26.443.2 t/(m2d) (二代篦冷机二代篦冷机) 4560 t/(m2d) (充气梁篦冷机充气梁篦冷机)蓖床宽度和蓖床长度的确定蓖床宽度和蓖床长度的确定蓖床宽度应根据窑的产量和窑径的大小蓖床宽度应根据窑的产量和窑径的大小来确定来确定？篦床负荷？篦床负荷太大或太小会怎样B=（0.6 0.8）D窑窑烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 4 熟料冷却机的选型、计算熟料冷却机的选型、计算冷却机的配用风量冷却机的配用风量各室配用风机的风量和各

9、室配用风机的风量和风压，主要取决于各室风压，主要取决于各室的密封情况、蓖床上料的密封情况、蓖床上料层的厚度、窑的来料量层的厚度、窑的来料量和熟料结粒的大小。和熟料结粒的大小。冷却机中心线与回转窑中心线偏移距离冷却机中心线与回转窑中心线偏移距离？影响偏离距离的因素烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 4 熟料冷却机的选型、计算熟料冷却机的选型、计算充气梁蓖式冷却机的主要性能：充气梁蓖式冷却机的主要性能：高单位面积产量为高单位面积产量为4560t/m2 ;高热回收率为高热回收率为71%75 % ;低单位冷却风量为低单位冷却风量为:使用风量使用风量1. 652. 2Nm3/kg熟料熟料;装机风量装机

10、风量2.4 Nm3/kg熟料熟料;高运转率为高运转率为85%以上以上;维护成本低。维护成本低。烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 5 喂料、喂煤系统喂料、喂煤系统系统：机械输送 气流输送要求：定值供应 调整方便 计量精确？机械输送和气流输送的优缺点对比喂料系统喂料系统烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 5 喂料、喂煤系统喂料、喂煤系统系统的优点：生料定量喂系统的优点：生料定量喂料和自动调节、设备简单、料和自动调节、设备简单、占地小、投资少、运行稳占地小、投资少、运行稳定可靠。定可靠。烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 5 喂料、喂煤系统喂料、喂煤系统电子皮带生料粉秤：电子皮带生料粉秤：瞬

11、时流量显示瞬时流量显示自动累计自动累计自动调节给料量自动调节给料量烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 5 喂料、喂煤系统喂料、喂煤系统质量式计量和容积式计量分解炉和窑头燃料用量的比例一般为分解炉和窑头燃料用量的比例一般为5060: 5040喂煤系统喂煤系统宁国水泥厂窑宁国水泥厂窑头喂煤系统头喂煤系统淮海水泥厂窑淮海水泥厂窑头喂煤系统头喂煤系统均匀、稳定均匀、稳定窑尾废气处理系统设计应符合下列规定窑尾废气处理系统设计应符合下列规定:(1) 预热器系统排出的废气余热必须加以利用。预热器系统排出的废气余热必须加以利用。 一般一般用于烘干生料和煤。用于烘干生料和煤。(2)废气处理系统的布置应靠近预热

12、器塔架。废气处理系统的布置应靠近预热器塔架。(3) 余热利用的废气由有关工艺系统处理，多余的废余热利用的废气由有关工艺系统处理，多余的废气可选用电除尘器或袋式除尘器，经过调质除尘处气可选用电除尘器或袋式除尘器，经过调质除尘处理后，排入大气；或用于纯低温余热发电。理后，排入大气；或用于纯低温余热发电。(4)增湿塔应有良好的调节性能，满足长期安全运行的增湿塔应有良好的调节性能，满足长期安全运行的要求。要求。(5)系统各部分阀门应可靠灵活，便于操作维护。系统各部分阀门应可靠灵活，便于操作维护。烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 6 烧成系统余热利用及除尘烧成系统余热利用及除尘(6)废气处理系统的风

13、管、增湿塔、除尘器应采取保温措施。废气处理系统的风管、增湿塔、除尘器应采取保温措施。(7)废气处理热风管道布置应紧凑合理，避免水平布置。废气处理热风管道布置应紧凑合理，避免水平布置。(8)设备与管道连接处及管道两个固定支座间均应设膨胀节。设备与管道连接处及管道两个固定支座间均应设膨胀节。(9)增湿塔和除尘器下的输送设备能力应大于计算灰量的增湿塔和除尘器下的输送设备能力应大于计算灰量的3倍。倍。(10)废气烟囱出口直径应根据烟囱出口流速确定，其流速可废气烟囱出口直径应根据烟囱出口流速确定，其流速可取取1016m/s。废气烟囱高度，应符合国家现行的水泥。废气烟囱高度，应符合国家现行的水泥厂大气污染

14、排放标准的规定。厂大气污染排放标准的规定。烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 6 烧成系统余热利用及除尘烧成系统余热利用及除尘(11)在电除尘器入口应设检测在电除尘器入口应设检测CO的装置。当的装置。当CO含量含量达达1. 5%时，自动报警，时，自动报警，CO含量达含量达2%时，自动切时，自动切断高压电源。断高压电源。(12)废气处理系统的控制和窑及原料磨密切相关，应废气处理系统的控制和窑及原料磨密切相关，应平衡预热器排风机、磨尾排风机和除尘器排风机三平衡预热器排风机、磨尾排风机和除尘器排风机三者之间的关系。者之间的关系。(13)废气处理系统的回灰，应有送入生料均化库或原废气处理系统的回灰，

15、应有送入生料均化库或原料磨、或直接输送入窑小仓的可能。设有旁路放风料磨、或直接输送入窑小仓的可能。设有旁路放风系统的工厂、旁路放风收下的回灰，必须同时提出系统的工厂、旁路放风收下的回灰，必须同时提出处理方案，在满足水泥质量的前提下，优先将回灰处理方案，在满足水泥质量的前提下，优先将回灰送入水泥磨中作为混合材使用。送入水泥磨中作为混合材使用。烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 6 烧成系统余热利用及除尘烧成系统余热利用及除尘烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 6 烧成系统余热利用及除尘烧成系统余热利用及除尘目的：目的：对废气增湿处理，对废气增湿处理，降低粉尘的比电阻。降低粉尘的比电阻。套筒型

16、增湿塔的特套筒型增湿塔的特点点：具有不需保温，：具有不需保温，不易结泥巴块，收尘不易结泥巴块，收尘效率较高及节约水电效率较高及节约水电等优点，特别适宜在等优点，特别适宜在寒冷地区使用。寒冷地区使用。类型类型：顺流、逆流顺流、逆流 普通型、套筒型普通型、套筒型增湿塔增湿塔烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 6 烧成系统余热利用及除尘烧成系统余热利用及除尘增湿塔设计增湿塔设计 塔内断面风速的选择塔内断面风速的选择普通：断面风速可取普通：断面风速可取12m/s，停留时间，停留时间1015s 。套筒：内筒断面风速套筒：内筒断面风速12m/s，套筒断面风速，套筒断面风速2.84.3m/s，停留时间停留

17、时间1516s 套筒增湿塔尺寸套筒增湿塔尺寸外筒有效断面积为内筒的外筒有效断面积为内筒的0.40.5倍。普通型的高度与直倍。普通型的高度与直径之比一般为径之比一般为3:15:1。 喷水量喷水量原则上，将废气温度降至原则上，将废气温度降至120150，比电阻，比电阻1010.cm，用水量用水量0. 5g/(Nm3 ) （或（或0.18kg水水/kg熟料），水压熟料），水压4MPa左右左右烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 6 烧成系统余热利用及除尘烧成系统余热利用及除尘回转窑窑头冷却机余热利用及除尘回转窑窑头冷却机余热利用及除尘 篦冷机用风量为篦冷机用风量为2.32.8Nm3/kg熟料熟料(二

18、代二代)， 1. 652. 2Nm3/kg熟料熟料(充气梁充气梁)，窑和分解炉所需助燃风为，窑和分解炉所需助燃风为0.80.9Nm3/kg熟料，熟料， 通常作为烘干矿渣的热源（经常掺通常作为烘干矿渣的热源（经常掺入辅助热风炉的高温烟气中），或经收尘后作煤磨或入辅助热风炉的高温烟气中），或经收尘后作煤磨或其它物料的热源，或用于纯低温余热发电。其它物料的热源，或用于纯低温余热发电。厂家厂家冀东冀东NSF宁国宁国MFC柳州柳州SLC江西江西RSP冷却机空气用量冷却机空气用量(Nm3/kg熟料熟料)2.582.582.62.46二次风和三次风量二次风和三次风量(Nm3/kg熟料熟料)0.620.621

19、.081.08排出余风所占比例排出余风所占比例(%)75756856烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 6 烧成系统余热利用及除尘烧成系统余热利用及除尘低温余热发电技术低温余热发电技术实际发电量实际发电量7200kW烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 6 烧成系统余热利用及除尘烧成系统余热利用及除尘低温余热发电技术低温余热发电技术实际发电量实际发电量5300kW低温余热发电技术烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 6 烧成系统余热利用及除尘烧成系统余热利用及除尘低温余热发电技术低温余热发电技术纯低温余热发电技术及装备目前存在的主要问题：纯低温余热发电技术及装备目前存在的主要问题：余热温度低

20、时的取气问题余热温度低时的取气问题热力系统问题热力系统问题窑头熟料冷却机废气取热问题窑头熟料冷却机废气取热问题200以下低温废气余热的利用问题以下低温废气余热的利用问题低温余热发电技术(1)窑尾高温风机窑尾高温风机窑尾高温风机选型、布置与调速应符合下列规定窑尾高温风机选型、布置与调速应符合下列规定: (1)高温风机的选型，要求耐高温，最高温度为高温风机的选型，要求耐高温，最高温度为450;并并耐磨损，耐磨蚀耐磨损，耐磨蚀;风机效率要高，应不低于风机效率要高，应不低于80%;风量、风量、风压都应有储备系数，风量储备系数不低于风压都应有储备系数，风量储备系数不低于1.15，风压，风压储备系数不低于

21、储备系数不低于1.20 (2)高温风机应调速。可根据工厂规模、控制水平及工艺高温风机应调速。可根据工厂规模、控制水平及工艺要求等条件选择液力偶合器、水电阻、变频器等调速方要求等条件选择液力偶合器、水电阻、变频器等调速方式。式。 烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 7 风机的计算与选型风机的计算与选型 (3)高温风机进风口应设自动调节阀门。高温风机进风口应设自动调节阀门。 (4) 高温风机在系统中，可布置在预热器后增湿塔高温风机在系统中，可布置在预热器后增湿塔前，或放在增湿塔后，应根据工艺系统的要求确定。前，或放在增湿塔后，应根据工艺系统的要求确定。当生料采用立式磨时，高温风机优先布置在增湿塔

22、后，当生料采用立式磨时，高温风机优先布置在增湿塔后，增湿塔与生料磨呈串联方式。当生料采用管磨时，高增湿塔与生料磨呈串联方式。当生料采用管磨时，高温风机优先布置在增湿塔前，增湿塔与生料磨呈并联温风机优先布置在增湿塔前，增湿塔与生料磨呈并联方式。方式。 (5) 高温风机布置在露天时，其传动部分应加设防高温风机布置在露天时，其传动部分应加设防雨措施。雨措施。烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 7 风机的计算与选型风机的计算与选型 烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 7 风机的计算与选型风机的计算与选型 窑尾高温风机的选型窑尾高温风机的选型根据窑尾废气量和要求的负压值来确定根据窑尾废气量和要求的负

23、压值来确定 风量风量式中式中 Vg窑后排风机工况风量，窑后排风机工况风量，m3/h G窑小时产量，窑小时产量，t/h K储备系数，储备系数，1.21.3 t入排风机气体温度入排风机气体温度 p当地大气压，当地大气压，Pa2731013251000273gftVKGVp :出预热器废气量，出预热器废气量，Nm3/kg熟料熟料 :燃料燃烧烟气量，燃料燃烧烟气量，Nm3/kg熟料熟料 :分解炉过剩空气量（或窑尾过剩空气量），分解炉过剩空气量（或窑尾过剩空气量）， Nm3/kg熟料熟料 :生料分解放出的生料分解放出的CO2的量，的量，Nm3/kg熟料熟料 :生料中放出的水蒸气的量，生料中放出的水蒸气的

24、量，Nm3/kg熟料熟料 :预热器系统漏进的空气量，预热器系统漏进的空气量，Nm3/kg熟料熟料 :生料带进的空气量，生料带进的空气量，Nm3/kg熟料熟料当烟气增湿后入排风机时，还需加上增湿气体的量。当烟气增湿后入排风机时，还需加上增湿气体的量。fVfVFgskV2COV2H OVXLOkVskV烧成系统的设计计算烧成系统的设计计算 7 风机的计算与选型风机的计算与选型 22ffFgskCOH OXLOkskVVVVVVV 风压风压预热器、分解炉、管道中的风速和流体入炉方式是决定预热器、分解炉、管道中的风速和流体入炉方式是决定全压头的主要因素。全压头的主要因素。一般窑尾风机风压可按经验数据选取：一般窑尾风机风压可按经验数据选取：立筒预热器窑：立筒预热器窑：19602450Pa，旋风预热器窑：，旋风预热器窑：39204900Pa，预分解窑：，预分解窑：2m)，