建筑材料熱工設(shè)備-1-水泥窯-第3節(jié)回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)及其工作-全文預覽
【正文】 過程中，物料由表面向內(nèi)部導熱和襯料表面向堆于其上的物料內(nèi)部導熱都是不穩(wěn)定導熱，即其傳導熱量隨時間而變化。再加上回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)中，預熱器和冷卻機都與窯首尾相銜，在一定程度上對窯內(nèi)氣固溫度分布也會產(chǎn)生一定影響。 同時因為窯內(nèi)流動氣體和湍流作用，產(chǎn)生了有效的 對流 傳熱。 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的傳熱機制 僅從熱力學和傳熱學的觀點出發(fā)討論。 ? 結(jié)構(gòu)參數(shù)：如窯的直徑、窯型及窯內(nèi)特殊構(gòu)件等； ? 操作參數(shù)：如氣體與物料運動速度，氣體、物料及進出口溫度；窯的轉(zhuǎn)速；物料在窯內(nèi)的填充系數(shù)等； ? 物性參數(shù)：如氣體、物料及襯料的導熱系數(shù)、黑度、熱容、密度等； （ 2）對已投產(chǎn)運行的窯（規(guī)格尺寸已知、生產(chǎn)條件相對固定），可根據(jù)給定的操作情況通過傳熱計算，分別求得窯內(nèi)各帶相應點處氣體、物料與窯襯的溫度，從而繪出沿窯長溫度分布曲線，作為評價分析窯內(nèi)煅燒工藝和熱工制度的依據(jù)。 計算公式分別為： ffF LDQq??24 fADQq??式中： Fq— 燃燒帶表面積熱力強度， kJ/m2h； A— 燃燒帶截面積熱力強度， kJ/m2h。多數(shù)工廠回轉(zhuǎn)窯燃燒帶的容積熱力強度控制在～ 106 kJ/m3h左右，個別的也有高達 106 kJ/m3h。 為了滿足生產(chǎn)熟料所需的熱量，回轉(zhuǎn)窯必須具有一定的發(fā)熱能力，其大小為： yDWBQmqQ ??式中： Q— 窯的發(fā)熱能力， kJ/h； m— 窯的小時產(chǎn)量， kg/h； q— 熟料燒成熱耗， kJ/kg熟料； B— 窯小時用煤量， kg/h； yDWQ— 煤的應用基低熱值， kJ/kg煤。這種回流一方面會提高上游火焰溫度，提高燃燒速度，從而使煤粉著火穩(wěn)定，另一方面又可能沖淡可燃混合物中氧氣含量，使燃燒速度降低，從而增長了火焰長度。煤風濃度允許有較大波動（經(jīng)驗為 ～ /m3空氣）。反之，火焰會被拉長。 中間通道為輸送煤粉的通道，稱為 煤風 。 新型噴煤管很多，共同的特點是噴出的空氣分成多股，即內(nèi)風、外風和煤風，各有不同的風速和方向，從而形成多個通道。 因此 例： 在下述條件下，計算噴煤管的直徑 d。 ，角度大，火焰短，但流股發(fā)生旋轉(zhuǎn)，會掃傷窯皮。 直管型： 風煤直線噴出，不利于風煤混合，不利于煤粉充分燃燒。噴嘴的形狀和出口尺寸主要影響煤粉和一次風的混合程度和噴出速度。 影響黑火頭長度的因素有： ? 煤粉的組成與細度、一次空氣的溫度和流速、二次風量與風溫等。 （ 2）火焰溫度分布（火焰形狀） 窯內(nèi)火焰溫度分布，通常是 兩頭低、中間高 。 氣體流速： 主要指 一次風 一次空氣主要供揮發(fā)分燃燒 ，因此一次風量主要決定于煤粉中揮發(fā)的含量。 主要有： 燃燒速度和窯內(nèi)氣體的流速。 火焰長度對燒成工藝影響很大，當發(fā)熱量一定時，如火焰過長，燒成帶的溫度就會降低， 物料過早出現(xiàn)液相，易引起結(jié)圈 ，此外還會造成不完全燃燒，廢氣溫度會提高，煤耗加大等。 由此可見，燒成帶是燃燒帶中高溫部分。 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的燃燒帶與燒成帶 火焰覆蓋的區(qū)域，稱為 燃燒帶 。 通過噴煤管輸送煤粉的空氣，習慣上稱為 一次風 。 回轉(zhuǎn)窯喂煤系統(tǒng) 燃料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒應滿足的要求 ? 燃料燃燒的火焰溫度要達到 1600～ 1800℃ ；（保持高溫） ? 火焰要有適當?shù)拈L度；（保持物料高溫時間） ? 處于適當?shù)奈恢?。干法窯的窯尾風速相應大一些，一般約 10（米 /秒）左右。 窯內(nèi)氣流速度的大小對窯內(nèi)傳熱的影響 ? 影響換熱系數(shù)：因而影響傳熱速率、窯的產(chǎn)量和熱耗； ? 影響窯內(nèi)飛灰生成量：即影響料耗。 （二）回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣體的流動 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣體的流動過程 為了使回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃料燃燒完全，必須不斷地從窯頭送入大量的助燃空氣，而燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣和生料分解出來的氣體，在向窯的冷端流動的過程中，將熱量傳給與之相對運動的物為以后，從窯尾排出。 ? 窯內(nèi)料層厚度不同，物料被帶起的高度也不同，料層厚，帶起高，在窯回轉(zhuǎn)一周時，物料被帶起的次數(shù)少，即翻動的次數(shù)少，受熱的均勻性就差；但料層過薄，窯的產(chǎn)量降低，因此必須選擇合適的料層厚度，通常窯內(nèi)物料的填充系數(shù)為 6～ 15%。 ? 物料的粒度愈小，運動速度愈小，如粉料的運動速度高于料球運動速度。 （ 2）物料在窯內(nèi)各帶的運動速度 煅燒過程中，窯內(nèi)各帶發(fā)生的物理化學變化對物料顆粒的形狀、粒度、松散度及密度均有影響，因此各帶物料的運動速度是不同的。若使物料的運動 成反比，即窯的傾斜角愈大， 速度保持一定，則 n與 窯的速度應愈低。 物料在窯內(nèi)的運動速度 （ 1）一般速度公式 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料運動的情況比較復雜，影響因素很多，因此要想用簡單的公式來準確計算物料在窯內(nèi)各帶的運動速度是比較復雜的和困難的。 假設(shè)物料顆粒在窯壁上及料層內(nèi)部沒有滑動現(xiàn)象，當窯回轉(zhuǎn)時，物料顆?？恐Σ亮Ρ桓G帶起，帶到一定高度，即物料層表面與水平面形成的角度等于物料的自然休止角時，則物料顆粒在重力的作用下，沿著料層表面滑落下來。 （一）回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的運動 物料在窯內(nèi)的運動過程 生料從窯的冷端喂入，在 向熱端運動 的過程中煅燒成熟料。建筑材料熱工設(shè)備 過程裝備與控制工程系 嚴晗 第一章 水泥回轉(zhuǎn)窯 3 第 3節(jié) 回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)及其工作原理 一、回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu) 海螺水泥廠 回轉(zhuǎn)窯齒圈 托 輪 擋 輪 窯筒體軸向位移 窯筒體 輪帶 擋輪 圖 272 輪帶與擋輪 輪 帶 回轉(zhuǎn)窯輪帶的潤滑 輪 帶 節(jié) 窯筒體 活動迷宮環(huán) 固定迷宮環(huán) 圖 273 迷宮式密封裝置示意圖 迷宮式密封裝置 是利用空氣多次通過曲折通道增大流動阻力而防止漏風的。因此，研究回轉(zhuǎn)窯的工作原理，主要是 研究物料在窯內(nèi)的運動 ， 窯內(nèi)氣體
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