1、12.6 回转窑系统的设计计算2回转窑系统的设计回转窑系统的设计窑的类型和尺寸窑的类型和尺寸产量标定产量标定单位产品的燃料消耗单位产品的燃料消耗主要配套设备：主要配套设备： 冷却机冷却机 预热器预热器 分解炉分解炉 煤磨煤磨 收尘器收尘器 喂料装置喂料装置 通风设备通风设备32.6.1 回转窑筒体尺寸与产量的关系回转窑筒体尺寸与产量的关系影响窑产量的主观因素：影响窑产量的主观因素： 窑的规格尺寸窑的规格尺寸-直径、长度直径、长度客观因素：其它客观因素：其它回转窑日产量回转窑日产量M M（t/dt/d）回转窑直径回转窑直径D D（m m）回转窑产量与直径的关系回转窑产量与直径的关系窑有效容积窑有
2、效容积V Vi i/m/m3 3回转窑产量与有效容积的关系回转窑产量与有效容积的关系45产量、直径常用计算公式产量、直径常用计算公式日本水泥协会推荐公式，日本水泥协会推荐公式，19741974G=KDG=KD1.51.5L LG-G-窑的小时产量，窑的小时产量，t/ht/hD-D-窑窑烧成带烧成带筒体内径，筒体内径，m mL-L-窑有效长度，窑有效长度，m mK-K-系数，因窑型而异，见系数，因窑型而异，见P108P108表表2-282-28窑的生产能力主要与气固传热能力有关窑的生产能力主要与气固传热能力有关6水泥工业设计院，湿法窑生产能力水泥工业设计院，湿法窑生产能力响系数窑的长径比和斜度的
3、影窑型系数，一般为有关的系数，与操作条件和物料性能数和热交换类型有关的系与窑内热交换装置类型表面积之比积与整台窑鹅蛋有效内窑内热交换装置传热面窑尾废气温度，），浆入窑应当计入料浆中入窑料浆水分（窑灰成回转窑长度，湿法窑生产能力，22aV0.230.821105 . 1210/DDDD12.112.90.70,0.6bt%m/)752(),570370)(65100)(1 (018. 0KKKWLhtGtWbLDKKKGi7产量、直径常用计算公式产量、直径常用计算公式日本池田，计算日本池田，计算SP窑生产能力，窑生产能力， 1973 G=1.425Di2.88 G-熟料小时产量，熟料小时产量，t
4、/h Di-回转窑烧成带衬砖内径，回转窑烧成带衬砖内径，m 为反映窑长影响，该式附带要求窑长与为反映窑长影响，该式附带要求窑长与内径内径Di的关系应符合：的关系应符合： L=23Di-208北京建材院，北京建材院，NSP窑生产能力：窑生产能力：G=KD2.5L0.762G-熟料小时产量，熟料小时产量，t/hK-系数，系数，0.1140.119产量、直径常用计算公式产量、直径常用计算公式南京化工学院南京化工学院新型干法窑产量计算经验公式新型干法窑产量计算经验公式 1986 1986年，南京化工学院汇总了世界上年，南京化工学院汇总了世界上5454个国个国家、从家、从19511951年到年到1984
5、1984年投产的年投产的617617台各类悬浮预热台各类悬浮预热器窑和预分解窑的生产数据或设计资料，利用微器窑和预分解窑的生产数据或设计资料，利用微机进行产量回归分析，得到表机进行产量回归分析，得到表2-292-29所示的悬浮预所示的悬浮预热窑、立筒预热器窑和预分解窑三组产量计算公热窑、立筒预热器窑和预分解窑三组产量计算公式。鉴于在同一规格下，立筒预热器窑产量一般式。鉴于在同一规格下，立筒预热器窑产量一般稍低于旋风预热器窑的产量这一事实，因此专门稍低于旋风预热器窑的产量这一事实，因此专门建立了一组立筒预热器窑产量公式。建立了一组立筒预热器窑产量公式。南京化工学院，新型干法窑产量计算经验公式南京
6、化工学院，新型干法窑产量计算经验公式p109n-统计样本数，r-相关系数1011其中：其中：G-窑的台时产量，窑的台时产量，t/hL-窑的长度，窑的长度，mD，Di-分别表示窑筒体内径、窑筒体衬砖内径，分别表示窑筒体内径、窑筒体衬砖内径，mVi-窑的有效容积，窑的有效容积，m3DiD-2；窑衬砖厚度按经验值计算：窑衬砖厚度按经验值计算：D4m，=0.15m； 4D5m，=0.18m；5D6m，=0.2m；D6m，=0.23m1984年前统计数据，对规模较大的窑结果偏低年前统计数据，对规模较大的窑结果偏低2.6.2 回转窑筒体尺寸的确定回转窑筒体尺寸的确定窑的规格尺寸窑的规格尺寸 直径，长度或长
7、径比直径，长度或长径比窑的类型、规格不同窑的类型、规格不同则窑的单位产量指标则窑的单位产量指标也不同也不同确定尺寸时，一般根确定尺寸时，一般根据选取合理的单位熟据选取合理的单位熟料产量指标计算窑的料产量指标计算窑的尺寸尺寸)962(),h/(4)952(),h/kg( ,1000)942(),/(42422232mtDGmmLDGmmtLDGmiAiFiv单位截面积产量：单位表面积产量：日单位容积产量：单位熟料产量指标1213回转窑筒体尺寸的确定回转窑筒体尺寸的确定2-100 回转窑回转窑mv与与Di关系关系2-101 回转窑回转窑mA与与Di关系关系Di/mmA t/m2 hmv t/m3
8、d回转窑筒体尺寸的确定回转窑筒体尺寸的确定2-102 回转窑回转窑mF与与Di关系关系MF kg/m2 hDi/m1415由统计分析结果、单位产量指标定义与窑尺寸的关系，可推导结果如下表由统计分析结果、单位产量指标定义与窑尺寸的关系，可推导结果如下表16窑的长径比窑的长径比L/DL/Di i的关系的关系 悬浮预热窑：悬浮预热窑： 立筒预热窑：立筒预热窑： NSPNSP窑：窑： 按单位产量指标确定窑产量，由定义可推以按单位产量指标确定窑产量，由定义可推以下关系：下关系： D Di i=0.096m=0.096mF F/m/mv v ，m m （2-1092-109） L= 24mL= 24mA
9、A/m/mv v ， m m （2-1102-110） L/DL/Di i=250m=250mA A/m/mF F （2-1112-111）108)-(2 15.36D=L/D107)-(2 17.72D=L/D106)-(2 21.09D=L/D0.07923ii0.04162-ii-0.002203ii水泥回转窑规格确定步骤水泥回转窑规格确定步骤根据设计任务，按窑单机要求产量根据设计任务，按窑单机要求产量G G，查图，查图2- 2-9898或表或表2-292-29中计算公式中计算公式（2-822-82）, ,（2-862-86）, ,（2-902-90）计算估计新窑的直径计算估计新窑的直径
10、D Di i参照图参照图（2-1002-100），（），（2-1012-101），（），（2-1022-102）选取合理选取合理的单位产量指标的单位产量指标m mF F，m mv v， m mA A，或根据国内外，或根据国内外同类型窑的生产数据计算同类型窑的生产数据计算m mF F，m mv v， m mA A据公式据公式（2-1092-109），（），（2-1102-110），（），（2-1112-111）计算计算D Di i，L L和和L/DL/Di i，确定窑的尺寸，确定窑的尺寸1718窑型窑型筒体型式筒体型式:直筒型、热端扩大型、冷端扩大型、直筒型、热端扩大型、冷端扩大型、哑铃型哑铃型
11、延长物料在窑内的停留时间延长物料在窑内的停留时间增加窑的有效容积增加窑的有效容积降低窑内截面风速降低窑内截面风速提高窑发热能力和熟料产量，降低料耗和热耗提高窑发热能力和熟料产量，降低料耗和热耗解决回转窑内烧成能力与预烧能力的矛盾解决回转窑内烧成能力与预烧能力的矛盾19直径扩大型窑的缺点直径扩大型窑的缺点扩大处形成不规则通道，破坏了物料在窑扩大处形成不规则通道，破坏了物料在窑内运动的均衡性，不利于窑的操作内运动的均衡性，不利于窑的操作大直径到小直径的过渡段，易出现物料堆大直径到小直径的过渡段，易出现物料堆积现象，并且产生扬尘积现象，并且产生扬尘窑内耐火砖易损坏，筒体制造和维修困难窑内耐火砖易损坏
12、，筒体制造和维修困难 例例 试确定一生产能力为日产试确定一生产能力为日产2000t2000t熟料的预熟料的预分解回转窑筒体的尺寸分解回转窑筒体的尺寸 解解 据要求生产能力，查图据要求生产能力，查图2-982-98（p107p107）得：得： 回转窑筒体内径回转窑筒体内径D D3.8m3.8m； 则回转窑衬砖内径：则回转窑衬砖内径： D Di iD D223.83.82 20.150.153.5m3.5m；再由图再由图2-1002-100、图、图2-1012-101、图、图2-1022-102查得：查得： MMv v2.4 2.4 3.53.5，取平均值，取平均值2.95t/m2.95t/m3
13、3日；日； MMF F8686 132132，取平均值，取平均值109kg/m109kg/m2 2hh M MA A6.16.1 8.68.6，取平均值，取平均值7.4t/m7.4t/m2 2hh20再由公式再由公式(2-109), (2-110) , ( 2-111):(2-109), (2-110) , ( 2-111):D Di i=0.096 m=0.096 mF F/m/mv v =0.096=0.096109/2.95109/2.95 =3.55m=3.55mL= 24 mL= 24 mA A/m/mv v = 24= 247.4/2.95=60.27.4/2.95=60.2 m
14、m L/DL/Di i=250 m=250 mA A/m/mF F =250=2507.4/109=177.4/109=17考虑衬砖厚度考虑衬砖厚度则筒体内径则筒体内径D DD Di i + + 223.553.55 + + 2 20.150.153.85m3.85m；考虑窑体数据应取整，确定回转窑筒体内径为考虑窑体数据应取整，确定回转窑筒体内径为3.9m,3.9m,长度为长度为60m60m21222.6.3 回转窑产量的标定回转窑产量的标定回转窑产量是确定工厂生产规模，原、燃回转窑产量是确定工厂生产规模，原、燃料消耗定额，全厂设备选型的依据，是水料消耗定额，全厂设备选型的依据，是水泥厂设计重
15、要指标泥厂设计重要指标产量的标定产量的标定:确保优质、低消耗、长期安全确保优质、低消耗、长期安全运转的前提下，窑所能达到的合理产量运转的前提下，窑所能达到的合理产量232.6.3 回转窑产量的标定回转窑产量的标定产量标定的意义产量标定的意义:除了窑的类型和尺寸外，影响回转窑产量除了窑的类型和尺寸外，影响回转窑产量的因素很多，特别是随着生料预均化系统的因素很多，特别是随着生料预均化系统的逐步完善，悬浮预热与窑外分解技术的的逐步完善，悬浮预热与窑外分解技术的不断发展，电子计算机过程控制的广泛应不断发展，电子计算机过程控制的广泛应用，科学管理的加强，使窑的单位产量指用，科学管理的加强，使窑的单位产量
16、指标有所提高，因此对设计中已确定的回转标有所提高，因此对设计中已确定的回转窑，必须进行产量的标定。窑，必须进行产量的标定。242.6.3 回转窑产量的标定回转窑产量的标定产量标定的要求产量标定的要求:标定过低，在设计计算其他附属设备时，标定过低，在设计计算其他附属设备时，可能出现选型小，投产后出现限制窑生产可能出现选型小，投产后出现限制窑生产能力的发挥。能力的发挥。标定过高，附机选型偏大，而窑实际产量标定过高，附机选型偏大，而窑实际产量达不到，造成设备能力浪费，同时给窑生达不到，造成设备能力浪费，同时给窑生产达标带来困难产达标带来困难252.6.3 回转窑产量的标定回转窑产量的标定产量的标定产
17、量的标定方法：方法：据经验公式计算据经验公式计算据工厂具体条件及我国生产水平综合考虑据工厂具体条件及我国生产水平综合考虑计算公式与实际产量结合计算公式与实际产量结合2.6.3 回转窑产量的标定回转窑产量的标定据经验公式计算据经验公式计算可根据同类型窑的理论与经验公式计算，标定时可根据同类型窑的理论与经验公式计算，标定时多个公式计算，以平均值为标定产量多个公式计算，以平均值为标定产量据同类型同规格窑产量标定据同类型同规格窑产量标定根据国内外已投产的同类型同规格窑的实际产量根据国内外已投产的同类型同规格窑的实际产量标定，综合多家生产数据取平均值；标定，综合多家生产数据取平均值；同时结合国内生产条件
18、、生产实际情况综合考虑同时结合国内生产条件、生产实际情况综合考虑26说明说明 为检验表为检验表2-292-29建立的公式在标定产量中的精确建立的公式在标定产量中的精确度，用不同公式对度，用不同公式对1212种大小不同规格的三类窑种大小不同规格的三类窑的产量进行标定，结果表明，的产量进行标定，结果表明，对对19841984年前投产年前投产的窑都较接近于实际窑产量的平均值的窑都较接近于实际窑产量的平均值。综合标定结果，发现三类窑的计算公式中，窑综合标定结果，发现三类窑的计算公式中，窑产量产量G与与Di，L之间的相关关系，即之间的相关关系，即Gf(Di，L)更接近实际窑的平均产量值，更接近实际窑的平
19、均产量值，其相关系数比其其相关系数比其他公式的相关系数要高些，故他公式的相关系数要高些，故计算产量时，使计算产量时，使用用Gf(Di，L)较较合理和可靠合理和可靠。通常实际能力比计算能力高出至少通常实际能力比计算能力高出至少10%10%2.6.4 回转窑系统热耗与热平衡计算回转窑系统热耗与热平衡计算窑的单位热耗：窑的单位热耗： 窑系统生产单位熟料产量的实际烧成熟耗窑系统生产单位熟料产量的实际烧成熟耗 由于熟料煅烧时损失了大量热量，如废气、由于熟料煅烧时损失了大量热量，如废气、熟料带走的热焓，窑体向外界散失的热量，湿熟料带走的热焓，窑体向外界散失的热量，湿法生产中蒸发料浆水分的耗热量等，因此窑的
20、法生产中蒸发料浆水分的耗热量等，因此窑的实际热耗比理论热耗高很多。实际热耗比理论热耗高很多。282.6.4 回转窑系统热耗与热平衡计算回转窑系统热耗与热平衡计算窑的热平衡计算：窑的热平衡计算：主要目的，对主要目的，对新窑新窑确定燃料消耗量确定燃料消耗量，计算，计算单单位熟料热耗位熟料热耗，对，对生产窑生产窑分析窑系统热工技术分析窑系统热工技术性能，为优质、高产、低耗及节能技改提供性能，为优质、高产、低耗及节能技改提供科学的依据。科学的依据。29302.6.4 回转窑系统热耗与热平衡计算回转窑系统热耗与热平衡计算I. I.窑的热耗、发热能力和热负荷窑的热耗、发热能力和热负荷回转窑烧成热耗及分析回
21、转窑烧成热耗及分析熟料燃料应用基低位热值，熟料小时产量，熟料料量窑系统小时总耗实用燃熟料料量单位熟料烧成实用总燃熟料单位熟料实际烧成热耗kgkJQht-GhkJMkgkJmkgkJGQMQmQQyDWrryDWryDWrrRrR/,/,)/(),1000/(31通常为了比较，取热值为通常为了比较，取热值为29270kJ/kg煤为煤为标准煤，则单位熟料耗燃料量标准煤，则单位熟料耗燃料量mr可转换为可转换为标准煤耗标准煤耗mbr:)/( ,2927029270熟料kgkJQmQmyDWrrRbr2000t/2000t/日，带二次燃烧的日，带二次燃烧的SPSP窑窑熟料热耗熟料热耗, Q, QrR r
22、R 匈牙利学者匈牙利学者QrR=4589.70.71M+1.6K2.6AM150.9SM1.5SLTQ QrRrR- -熟料热耗，熟料热耗，kJ/kgkJ/kg熟料熟料M-M-熟料日产量熟料日产量，t/ t/日日K-K-二次燃烧燃料（窑尾上升烟道加入燃料量）比例，二次燃烧燃料（窑尾上升烟道加入燃料量）比例，%AM-AM-生料铝氧率：生料铝氧率：0.91.7SM-SM-生料硅酸率：生料硅酸率：1.72.7LST-LST-生料石灰标准生料石灰标准3233 回转窑的发热能力及热负荷回转窑的发热能力及热负荷回转窑的发热能力回转窑的发热能力：窑单位时间发出的热量：窑单位时间发出的热量yryyryQ,(/
23、 ).(2 115)Q,/h,/yrDWryDWMQkJ hkJMkJ hQkJ kg窑的发热能力窑系统小时耗燃料量燃料应用基低位热值，34 回转窑的发热能力及热负荷回转窑的发热能力及热负荷提高窑的产量提高窑的产量必须提高窑的发热能力必须提高窑的发热能力窑的发热能力受到燃烧空间的限制，因为燃窑的发热能力受到燃烧空间的限制，因为燃烧带热负荷是有限的，过高会损坏窑的内衬，烧带热负荷是有限的，过高会损坏窑的内衬，降低窑的运转率，影响熟料煅烧质量降低窑的运转率，影响熟料煅烧质量窑的热负荷窑的热负荷/ /窑的窑的热力强度热力强度: :有一定限度，实有一定限度，实际生产中，应选择最佳的热负荷，才能保证际生
24、产中，应选择最佳的热负荷，才能保证窑的长期安全运转窑的长期安全运转35回转窑的热负荷回转窑的热负荷 三种表示方法三种表示方法: :燃烧带容积热负荷燃烧带容积热负荷，衬砖衬砖表面积热负荷、断面积热负荷表面积热负荷、断面积热负荷燃烧带容积热负荷燃烧带容积热负荷: :燃烧带单位容积、单位燃烧带单位容积、单位时间所发出的热量时间所发出的热量燃烧带衬砖表面热负荷燃烧带衬砖表面热负荷: :燃烧带单位表面积、燃烧带单位表面积、单位时间内所承受热量单位时间内所承受热量燃烧带断面热负荷燃烧带断面热负荷: :燃烧带单位截面积、单燃烧带单位截面积、单位时间内所承受的热量位时间内所承受的热量36A. 燃烧带容积热负荷
25、燃烧带容积热负荷燃烧带火焰的长度，窑皮长度。燃烧带火焰的长度，窑皮长度。15. 006. 0mm/,q)1 (4Qq3v2yrv般窑内物料填充系数，一燃烧带长度，燃烧带有效内径，燃烧带容积热负荷sisiLDhmkJLD烧成带致密坚固的窑皮代表烧成带致密坚固的窑皮代表燃烧带直径的倍数燃烧带直径的倍数37B. 燃烧带衬砖表面热负荷燃烧带衬砖表面热负荷hmkJLDsi2yrF/,QqC. 燃烧带断面热负荷燃烧带断面热负荷hmkJDi22yrA/,4Qq与窑长无关，最简单，与窑长无关，最简单，可比较不同型式窑，国可比较不同型式窑，国际应用多际应用多38II.热平衡计算基准、范围及原始数据热平衡计算基准
26、、范围及原始数据1热平衡计算基准热平衡计算基准物料基准：以物料基准：以1kg熟料为基准；熟料为基准；温度基准：以温度基准：以0为基准；为基准；2热平衡范围热平衡范围据回转窑系统设计或热工测定的目的要求确定据回转窑系统设计或热工测定的目的要求确定回转窑回转窑窑窑+预热分解系统预热分解系统窑窑+预热分解系统预热分解系统+冷却机冷却机393原始数据原始数据生料用量、化学组成、水分、入窑温度生料用量、化学组成、水分、入窑温度燃料成分、工业分析和入窑温度燃料成分、工业分析和入窑温度一、二次空气的比例、温度，空气过剩系数、漏一、二次空气的比例、温度，空气过剩系数、漏风系数，废气量与废气温度风系数，废气量与
27、废气温度飞灰量、飞灰温度及烧失量飞灰量、飞灰温度及烧失量收尘器收尘效率收尘器收尘效率窑体散热损失，熟料带走热窑体散热损失，熟料带走热熟料形成热：熟料形成热：可根据熟料物理化学热效应求得或选定可根据熟料物理化学热效应求得或选定物料平衡物料平衡SProtary kiln 漏入空气漏入空气Vlok燃料燃料m mr r一次空气一次空气二次空气二次空气Vyk熟料熟料1kg1kg界面界面飞损量飞损量mff废气废气+飞灰飞灰Vf+mfh入预热器生料：入预热器生料：m ms s+m+myhyh入窑回灰入窑回灰m ms s+m+myhyh实际生料：实际生料：m ms s窑窑+预热系统预热系统40收入：收入： 燃
28、料消耗量燃料消耗量 入预热器物料量入预热器物料量 入窑系统空气量入窑系统空气量支出：熟料量；支出：熟料量； 废气量；废气量；出预热器飞灰量出预热器飞灰量41物料平衡物料平衡 收入项目收入项目燃料消耗量燃料消耗量m mr r（kg/kgkg/kg熟料）熟料）入预热器物料量：入预热器物料量： （kg/kgkg/kg熟料）熟料） 考虑飞损后生料实际消耗量考虑飞损后生料实际消耗量m ms s + +入窑回灰量入窑回灰量m myhyh a a干生料理论消耗量干生料理论消耗量 m mgsL gsL （kg/kgkg/kg熟料）熟料） b b入窑回灰量入窑回灰量m myhyh和飞损量和飞损量 m mFh F
29、h （kg/kgkg/kg熟料）熟料） c c考虑飞损后干生料实际消耗量考虑飞损后干生料实际消耗量 m mgs gs （kg/kgkg/kg熟料）熟料） d d考虑飞损后生料实际消耗量考虑飞损后生料实际消耗量 m ms s42物料平衡物料平衡 收入项目收入项目入窑系统空气量入窑系统空气量 a a燃料燃烧理论空气量燃料燃烧理论空气量 b b入窑实际干空气量入窑实际干空气量 c c漏入空气量（包括生料送风量）漏入空气量（包括生料送风量）收入收入= = 燃料消耗量燃料消耗量+ +入预热器物料量入预热器物料量 + +入窑系统空气量入窑系统空气量LKVykVLOKV43物料平衡物料平衡 支出项目支出项目
30、熟料量：熟料量：1kg废气量：废气量： a 生料中物理水生料中物理水 b 生料中化学水生料中化学水 c 生料分解放出生料分解放出CO2气体量气体量 总废气量总废气量 d 燃料燃烧生成烟气量燃料燃烧生成烟气量 e 漏入空气量漏入空气量出预热器飞灰量：出预热器飞灰量：wsmhsmsCOm2fLVfLmLOKVfhmSP q9rotary kiln q8散热损失散热损失q13燃料燃料q q1 1+q+q2 2一次空气一次空气二次空气二次空气Q5+q6熟料熟料q11界面界面废气废气q10飞灰飞灰q12入预热器生料：入预热器生料：q q3 3+q+q4 4漏入空气漏入空气q7界面界面散热损失散热损失q1
31、3热量平衡热量平衡4445热量平衡热量平衡 收入项目收入项目燃料燃烧生成热燃料燃烧生成热q1燃料带入显热燃料带入显热q2生料带入显热生料带入显热q3 回灰带入热量回灰带入热量q4空气带入热量：一次空气带入热量：一次q5、二次空气、二次空气q6+漏入漏入空气空气q7 总收入热量总收入热量46热量平衡热量平衡 支出项目支出项目熟料形成热熟料形成热q8蒸发生料水分耗热蒸发生料水分耗热q9废气带走热量废气带走热量q10 出窑熟料带走热量出窑熟料带走热量q11出预热器飞灰带走热量出预热器飞灰带走热量q12系统表面散热损失系统表面散热损失q13 总支出热量总支出热量物料平衡计算：物料平衡计算：收入项目收入
32、项目1 1、燃料消耗量、燃料消耗量rm（kg/kg熟料） 设计新窑或技术改造时，mr是未知量，通过热平衡方程求得，已生产的窑，通过热工测定得到。2 2、入预热器物料量、入预热器物料量干生料理论消耗量：干生料理论消耗量：syrgsLLaAmm100100式中： gsLm干生料理论消耗量，kg/kg熟料； yA燃料应用基灰分含量，%；a 燃料灰分掺入熟料中的量，%；sL生料的烧失量，%。47入窑回灰量和飞损量：入窑回灰量和飞损量：fhyhmmyhfhFhmmm式中： yhm入窑回灰量，kg/kg熟料； fhm出预热器飞灰量，kg/kg熟料；Fhm出收尘器飞灰损失量，kg/kg熟料；收尘器、增湿塔综
33、合收尘效率，%。48考虑飞损后干生料实际消耗量：考虑飞损后干生料实际消耗量：sfhFhgsLgsLLmmm100100式中： gsm 考虑飞损后干生料实际消耗量，kg/kg熟料； fhL飞灰烧失量，%。考虑飞损后生料实际消耗量：考虑飞损后生料实际消耗量：sgssWmm100100式中： sm考虑飞损后生料实际消耗量，kg/kg熟料； sW生料中水分含量，%。mFh出收尘器飞灰损失量，kg/kg熟料49入预热器物料量：入预热器物料量：yhsmm 入预热器物料量 （kg/kg熟料）3 3、入窑系统空气量、入窑系统空气量燃料燃烧理论空气量：燃料燃烧理论空气量：yyyyLKOSHCV033. 0267
34、. 0089. 0LKLKVm293. 1式中： LKV燃料燃烧理论干空气量，Nm3/kg煤； LKm燃料燃烧理论干空气量，kg/kg煤。yCyHySyO、燃料应用基元素分析组成，%。50入窑实际干空气量：入窑实际干空气量：rLKyykmVVykykVm293. 1式中： ykV 入窑实际干空气量，入窑实际干空气量，NmNm3 3/kg/kg熟料；熟料； ykm 入窑实际干空气量，入窑实际干空气量，kg/kgkg/kg熟料；熟料；y 窑尾空气过剩系数。窑尾空气过剩系数。51漏入空气量（包括生料送风量）：漏入空气量（包括生料送风量）：rLKyfLOKmVV293. 1LOKLOKVm式中： LO
35、KV 窑尾系统漏风量，窑尾系统漏风量，NmNm3 3/kg/kg熟料；熟料； LOKm 窑尾系统漏风量，窑尾系统漏风量，kg/kgkg/kg熟料；熟料；f 预热器出口过剩空气系数。预热器出口过剩空气系数。漏入空气量也可用漏风系数求得。52支出部分支出部分1 1、熟料量：、熟料量：kgmsh12 2、废气量：、废气量：生料中物理水：生料中物理水：100sswsWmm804. 0/wswsmV式中：式中： 0.8040.804为水蒸汽密度，为水蒸汽密度，kg/Nmkg/Nm3 3；wsm生料中物理水量，生料中物理水量，kg/kgkg/kg熟料；熟料；wsV生料中物理水量，生料中物理水量，NmNm3
36、 3/kg/kg熟料。熟料。53生料中化学水：生料中化学水：sgshsOAlmm3200353. 0804. 0hshsmV式中：hsm 生学中化学水量，kg/kg熟料；hsV 生学中化学水量，Nm3/kg熟料；sOAl32 干生料中三氧化铝含量，%。54生料分解放出生料分解放出2CO气体量：气体量：10010022fhFhgssCOLmCOmm977. 1444 .22222sCOsCOsCOmmV式中： sCOm22CO 生料中分解出气体量，kg/kg熟料； SCOV22CO 生料中分解出气体量，Nm3/kg熟料；2CO2CO 干生料中含量，%。1.977 1.977 为为2CO密度，密度
37、，kg/ Nmkg/ Nm3 3。55MgOCOsCaOCOsMMMgOMMCaOCO222式中：sCaOsMgO、 分别为干生料中CaO和MgO的含量，%；2COMCaOMMgOM2CO、 分别为、CaO和MgO的分子相对质量；56燃料燃烧生成烟气量：燃料燃烧生成烟气量：gfCOCV0187. 02（Nm3/kg煤） yyLKfNNVV008. 079. 02（Nm3/kg煤） 121.02LKyfOVV （Nm3/kg煤） yyfOHWHV0124. 0112. 02（Nm3/kg煤） 57fOHfOfNfCOfLVVVVV2222（Nm3/kg煤） 1001293.1yyLKfLAVm（
38、kg/kg煤） 式中：fLV燃料燃烧实际烟气量，（Nm3/kg煤）；fLm燃料燃烧实际烟气量，（kg/kg煤）。58（5 5）漏入空气量：）漏入空气量：LOKV，Nm3/kg熟料；LOKm，kg/kg熟料。总废气量：总废气量： LOKrfLsCOhswsfVmVVVVV2（Nm3/kg煤）； LOKrfLsCOhswsfmmmmmmm2（kg/kg煤）。 593 3、出预热飞灰量、出预热飞灰量fhm （kg/kg熟料）四、热量平衡四、热量平衡参见教材p119图2-104，热量平衡图。支出项目支出项目（1 1）熟料形成热）熟料形成热（2 2）蒸发生料中水分耗热）蒸发生料中水分耗热（3 3）废气带
39、走热量）废气带走热量（4 4）出窑熟料带走热）出窑熟料带走热（5 5）出预热器飞灰带走热）出预热器飞灰带走热（6 6）系统表面散热损失）系统表面散热损失收入项目收入项目（1 1）燃料燃烧生成热）燃料燃烧生成热q q1 1（2 2）燃料带入显热）燃料带入显热q q2 2（3 3）生料带入显热生料带入显热q q3 3（4 4）回）回灰带入热量灰带入热量q q4 4（5 5）空气带入热量）空气带入热量60（一）收入项目（一）收入项目1 1、燃料燃烧生成热、燃料燃烧生成热yDWrrRQmQq1（kJ/kgkJ/kg熟料）熟料） 式中： yDWQ燃烧应用基低位发热量，（燃烧应用基低位发热量，（kJ/kg
40、kJ/kg煤）煤） 2 2、燃料带入显热、燃料带入显热rrrrtCmQq2（kJ/kgkJ/kg熟料）熟料） 式中：rC燃料的比热，燃料的比热，kJ/kgkJ/kg；rt燃料入窑温度，燃料入窑温度，。613 3、生料带入显热、生料带入显热swwssgsstCmCmQq)(3（kJ/kgkJ/kg熟料）熟料） 式中：sCwC、分别为生料、水的比热，分别为生料、水的比热，kJ/kgkJ/kg；st生料入窑温度，生料入窑温度，。4 4、回灰带入热量、回灰带入热量yhyhyhyhtCmQq4（kJ/kgkJ/kg熟料）熟料） 式中： yhC回灰的比热，回灰的比热，kJ/kgkJ/kg； yht回灰入窑
41、的温度，回灰入窑的温度，。625 5、空气带入热量、空气带入热量（1 1）一次空气带入热量：）一次空气带入热量：kyKyyKKytCVKQq111115（kJ/kg熟料） 1K一次窑占总入窑量的比例，一次窑占总入窑量的比例，% %；式中： KyC1Kyt1一次空气在一次空气在0 0温度的平均比热，温度的平均比热，kJ/ NmkJ/ Nm3 3；Kyt1一次空气入窑温度，一次空气入窑温度，。63（2 2）二次空气带入热量：）二次空气带入热量：KyKyyKKytCVKQq221261（kJ/kg熟料） 式中：KyC2Kyt2二次空气在二次空气在0 0 温度的平均比热，温度的平均比热，kJ/ Nmk
42、J/ Nm3 3；Kyt2二次空气入窑温度，二次空气入窑温度，。64（3 3）漏入空气带入热量：）漏入空气带入热量：LOKLOKLOKLOKtCVQq7（kJ/kg熟料） 式中：LOKCLOKt漏入空气在0温度的平均比热，kJ/ Nm3；LOKt漏入空气入窑温度，。总收入热量：总收入热量：7654321qqqqqqqqzs65（二）支出项目（二）支出项目1 1、熟料形成热、熟料形成热shQq 8（kJ/kg熟料） 2 2、蒸发生料中水分耗热：、蒸发生料中水分耗热：qhhswsssqmmQq9（kJ/kg熟料） 式中： qhq入窑生料温度时水的汽化热，kJ/kg水。 66（3 3）废气带走热量：
43、）废气带走热量：fffftCVQq10（kJ/kg熟料） 式中：fC混合气体的平均比热，kJ/ Nm3；ft废气温度，。fNNOHOHOOCOCOfVVCVCVCVCC22222222式中：2COCft、分别为相应应气体在温度时的平均比热，kJ/ Nm3；2COV、分别为废气中各气体的量， Nm3/kg熟料。67（4 4）出窑熟料带走热：）出窑熟料带走热：yshyshyshtCQq111（kJ/kg熟料） 式中：yshCysht 熟料在0 温度间的平均比热，kJ/ kg； ysht 出窑熟料温度，。（5 5）出预热器飞灰带走热：）出预热器飞灰带走热：fhfhfhfhtCmQq12（kJ/kg熟
44、料） 式中：fhCysht 在 0温度间飞灰的平均比热，kJ/ kg；fht 飞灰温度，。68（6 6）系统表面散热损失：）系统表面散热损失：BQq13（kJ/kg熟料） 总支出热量：总支出热量：1312111098qqqqqqqzc收支热量平衡：收支热量平衡：zczsqq6970由热量平衡、物料平衡方程可求得单位熟料燃料由热量平衡、物料平衡方程可求得单位熟料燃料消耗量消耗量mr熟料烧成热耗：熟料烧成热耗：回转窑热效率回转窑热效率 =（熟料形成热（熟料形成热 / 入窑总热量）入窑总热量）100%窑的发热能力窑的发热能力燃烧带衬砖断面热负荷燃烧带衬砖断面热负荷建立物料平衡表、热量平衡表建立物料平
45、衡表、热量平衡表yDWrrRQmQ（kJ/kg熟料） 71三大热损失三大热损失预热器出口废气、飞灰热损失大预热器出口废气、飞灰热损失大系统表面散热损失大系统表面散热损失大冷却机的热效率对熟料热耗影响大：冷却机的热效率对熟料热耗影响大：废气、熟料、散热损失废气、熟料、散热损失1 1、预热器出口废气与飞灰热损失大：、预热器出口废气与飞灰热损失大： 影响废气热损失的主要因素是废气温度及单位熟料影响废气热损失的主要因素是废气温度及单位熟料废气量，因此降低废气温度和单位熟料废气量是减少废气量，因此降低废气温度和单位熟料废气量是减少废气热损失的主要途径。废气热损失的主要途径。 降低废气温度降低废气温度，除
46、了保持窑、炉的合理煅烧外，应，除了保持窑、炉的合理煅烧外，应设计换热效率高的预热器系统，并注意系统参数的优设计换热效率高的预热器系统，并注意系统参数的优化匹配，或采用五级旋风预热器以有效降低废气温度。化匹配，或采用五级旋风预热器以有效降低废气温度。降低废气量降低废气量，必须重视窑系统的密封堵塞，减少系统，必须重视窑系统的密封堵塞，减少系统漏风及燃烧过剩空气量。漏风及燃烧过剩空气量。减少飞灰热损失减少飞灰热损失，应采用分离效率高的预热器和密封，应采用分离效率高的预热器和密封性能好的锁风装置，减少飞灰量。性能好的锁风装置，减少飞灰量。722 2、系统表面散热损失大：、系统表面散热损失大： 单位熟料
47、散热损失主要与窑系统的隔热保温材料和耐火材料及窑的操作有关，因此，必须大力改善隔热材料及耐火材料的性能，合理使用隔热材料和耐火材料；优化窑的操作，稳定窑的热工制度。733 3、冷却机的热效率：、冷却机的热效率： 冷却机的热效率对熟料热耗的影响很大。因此，在回转窑系统的设计中，还需进行冷却机热平衡。 冷却机的热损失包括废气、熟料带走热及冷却机表面散热等。 采用新型冷却机，改进冷却机的结构和扬料装置，可提高入窑、入分解炉助燃空气的温度，降低冷却机出口熟料温度，减少排出废气量，提高冷却机热效率，也是降低熟料热耗的有效措施。74 以上三大热损失，是各种类型水泥回转窑的主要热损失，减少三大热损失降低熟料
48、热耗的主要途径。 进行热平衡计算时，物料平衡和热量平衡总收支绝对误差误差绝对值占总收入绝对值占总收入量的比例不得大于量的比例不得大于5%5%，否则测定无效，应分析原因并重测。75762.7 2.7 立窑普通普通立窑cement shaft Kiln / ordinary shaft Kiln 机械化机械化立窑mechanized cement shaft kiln 772.7.1 物料煅烧过程及特点物料煅烧过程及特点物料：物料：生料生料+煤粉煤粉成球成球 窑内窑内熟料窑底熟料窑底 助燃气体：助燃气体：窑底部窑底部冷却熟料颗粒冷却熟料颗粒助燃助燃预热、料球预热、料球 烟囱烟囱 窑腰部窑腰部回转下
49、料器回转下料器窑顶部窑顶部自下而上运动自下而上运动782.7.1 物料煅烧过程及特点物料煅烧过程及特点各带划分各带划分-不同高度上物料发生的反应不同高度上物料发生的反应干燥预热带干燥预热带:高温煅烧带高温煅烧带:冷却带冷却带:机立窑各带划分示意图机立窑各带划分示意图1 1一预热带；一预热带；2 2一烧成带；一烧成带；3 3一冷却带一冷却带预热带：预热带：料层厚度约料层厚度约0.50.51.0m1.0m，料层温度小于，料层温度小于1000 1000 。一般预热带约占全窑高的一般预热带约占全窑高的5 51010。烧成带烧成带( (俗称俗称“底火底火”) )：料层：料层为为0.60.61.0m1.0
50、m，温度，温度10001000145014501300 1300 。烧成带约占。烧成带约占全窑高度的全窑高度的10101515。冷却带：冷却带：冷却带的位置处于烧冷却带的位置处于烧成带以下至窑底，约占全窑高成带以下至窑底，约占全窑高度的度的7070左右，物料平均温度左右，物料平均温度在在13001300以下。以下。 12379煅烧过程的物理化学变化煅烧过程的物理化学变化 燃料燃烧与物料煅烧是从料球表面开始。燃料燃烧与物料煅烧是从料球表面开始。热气流向料球表面传热，使表面水分逐渐蒸发，热气流向料球表面传热，使表面水分逐渐蒸发，并预热料球并预热料球，随着热量逐渐由表向里传递，料球随着热量逐渐由表向
