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(編輯修改稿)
2025-01-18 05:04 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 徑愈大，一次風(fēng)速愈高，直么 ～ 的回轉(zhuǎn)窯，一次風(fēng)速為 50～ 70米 /秒。一次風(fēng)速增加，一方面能增加煤粉單位時(shí)間的有效射程，另一方面又使煤粉的燃燒速度加快，燃燒時(shí)間縮短，因此在實(shí)際操作中，一次風(fēng)速增加后，火焰變長(zhǎng)或變短，應(yīng)視兩者的影響程度而定。 （ 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 。熱端較低溫度區(qū)就是窯內(nèi)的冷卻帶。 煤粉從噴管?chē)姵龊?，須?jīng)過(guò)干燥預(yù)熱至 700～ 800℃ 才著火燃燒，回轉(zhuǎn)窯中所看到的 黑火頭就是煤粉從噴出后至著火燃燒前氣流所移動(dòng)的距離 。黑火頭長(zhǎng)則使回轉(zhuǎn)窯的傳熱面積減小，對(duì)產(chǎn)量、質(zhì)量不利，黑火頭過(guò)短則冷卻帶短，熟料離窯的溫度提高，增加冷卻機(jī)的負(fù)荷。 影響黑火頭長(zhǎng)度的因素有： ? 煤粉的組成與細(xì)度、一次空氣的溫度和流速、二次風(fēng)量與風(fēng)溫等。 煤粉愈細(xì)，煤粉中揮發(fā)分的含量越高，提高一次風(fēng)溫，增加一次空氣的比例，都會(huì)使黑火頭縮短。 在窯的操作中，應(yīng)形成適合燒成需要的好火焰，即高溫部分較長(zhǎng)，黑火頭較短，火焰平穩(wěn)。 燃 燒 器 煤粉燃燒器（噴嘴） — 噴煤管 煤粉在窯內(nèi)的燃燒情況與噴煤管的結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)選擇有很大關(guān)系。噴嘴的形狀和出口尺寸主要影響煤粉和一次風(fēng)的混合程度和噴出速度。 （ 1）傳統(tǒng)噴嘴 ① 傳統(tǒng)噴嘴的形狀 如圖所示為常用的幾種傳統(tǒng)噴嘴。 直管型 拔哨型縮口型 風(fēng)翅型縮口型 ：有一節(jié) 1～ 6176。 的縮口（也稱拔哨），其作用是使煤粉和空氣接觸機(jī)會(huì)增加，混合較好，從而使火焰集中，適用于煙煤。 直管型： 風(fēng)煤直線噴出，不利于風(fēng)煤混合，不利于煤粉充分燃燒。 直管型 拔哨型縮口型 風(fēng)翅型直管型 拔哨型縮口型 風(fēng)翅型目前大多數(shù)窯上的噴煤管裝成活動(dòng)的，在操作時(shí)可以根據(jù)窯內(nèi)煅燒情況前后移動(dòng)，以改變噴嘴在窯體中位置。 拔哨型： 在縮口外再加一節(jié)平頭，能延長(zhǎng)火焰，且使火焰平衡。 風(fēng)翅型： 為加速風(fēng)煤的混合，在噴煤管內(nèi)加裝風(fēng)翅，翅片與管壁中心線呈 7～ 30176。 ，角度大，火焰短，但流股發(fā)生旋轉(zhuǎn)，會(huì)掃傷窯皮。 直管型 拔哨型縮口型 風(fēng)翅型直管型 拔哨型縮口型 風(fēng)翅型② 噴嘴的直徑 這種傳統(tǒng)簡(jiǎn)單噴嘴直徑可以用下式計(jì)算： vVd 11000??式中： d— 噴嘴直徑， mm； ?1V sm /3— 一次風(fēng)用量， v— 噴嘴內(nèi)風(fēng)速， m/s。 在常規(guī)情況下，一次空氣量約占總空氣用量 15～ 20%。 10036001 ???? GPVV a ?式中： ?aVkgm /3— 燃燒 1kg煤所需實(shí)際空氣量， N ?— 單位熟料煤耗， kg煤 /kg熟料； G— 每小時(shí)熟料產(chǎn)量 kg/h； P— 一次空氣占總空氣用量的百分率。 因此 例： 在下述條件下，計(jì)算噴煤管的直徑 d。 G=300噸 /日 =12500kg/h； ?= kg煤 /kg熟料； 【 解 】 v=60m/s 100360 01 ???? GPVV a ?100360 020235 ????sm /3= = vVd ??60=1000 =153（ mm） 此為噴嘴有效內(nèi)徑的估算值。 P=20% ?akgm /3= N 煤； （ 2）新型燃燒器（三通道、多通道噴煤管） 隨著窯外分解技術(shù)的發(fā)展，窯的單機(jī)產(chǎn)量增大以及為了適應(yīng)煤質(zhì)的變化，近年來(lái)各國(guó)水泥設(shè)備制造公司對(duì)于噴煤管的結(jié)構(gòu)作了大量的開(kāi)發(fā)與研究工作，取得了卓有成效的成就。主要是開(kāi)發(fā)的多通道噴煤管。 新型噴煤管很多，共同的特點(diǎn)是噴出的空氣分成多股，即內(nèi)風(fēng)、外風(fēng)和煤風(fēng)，各有不同的風(fēng)速和方向，從而形成多個(gè)通道。最常用的是三通道噴煤管。 這種噴煤管，內(nèi)、外兩個(gè)通道為凈風(fēng)道，分別稱 內(nèi)風(fēng) 和 外風(fēng) 。 內(nèi)風(fēng)通道的 出口端裝有旋流葉片 ，所以又稱為 旋流風(fēng) 。 中間通道為輸送煤粉的通道，稱為 煤風(fēng) 。 三股風(fēng)在出口處匯合形成了同軸旋轉(zhuǎn)的復(fù)雜射流。操作時(shí)通過(guò)改變內(nèi)、外風(fēng)速和風(fēng)量的比例，可以靈活調(diào)節(jié)火焰形狀和燃燒強(qiáng)度，以滿足窯內(nèi)煅燒熟料溫度分布的要求。 當(dāng)旋風(fēng)強(qiáng)度大，火焰變得粗而短，高溫帶會(huì)相對(duì)更集中。反之，火焰會(huì)被拉長(zhǎng)。 煤風(fēng)采用濃相低速噴射 ，通常在保證不發(fā)生回火的條件下取接近輸送粉料的速度 20～ 30m/s。由于粉粒體的存在強(qiáng)化了射流中的湍流強(qiáng)度，因而改善了煤粉與一、二次風(fēng)的微觀混合。 內(nèi)外凈風(fēng)出口風(fēng)速可高達(dá) 75～ 150m/s 。煤風(fēng)濃度允許有較大波動(dòng)（經(jīng)驗(yàn)為 ～ /m3空氣）。故在窯用煤量有所變動(dòng)時(shí)，輸送煤粉的空氣量也可保持穩(wěn)定不變。這對(duì)噴煤管的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)是有利的。 當(dāng)噴煤管?chē)娚淞鲃?dòng)動(dòng)量很大時(shí)，會(huì)引射下游區(qū)域的高溫燃?xì)舛纬苫亓?。這種回流一方面會(huì)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(zhǎng)了火焰長(zhǎng)度。 另外還有多種形式的噴煤管， 其目的是加強(qiáng)風(fēng)煤混合、一、二次的混合，減少一次風(fēng)用量，加快燃燒速度。 目前我國(guó)一些水泥廠采用無(wú)煙煤技術(shù)，其關(guān)鍵是用好三通道或多通道噴煤管。 窯的發(fā)熱能力、燃燒帶的熱力強(qiáng)度（熱力強(qiáng)度也稱窯的熱負(fù)荷） （ 1）回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力： 就是窯單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的熱量。 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(shí)產(chǎn)量， kg/h； q— 熟料燒成熱耗， kJ/kg熟料； B— 窯小時(shí)用煤量， kg/h； yDWQ— 煤的應(yīng)用基低熱值， kJ/kg煤。 （ 2）燃燒帶的容積熱力強(qiáng)度（也稱容積熱負(fù)荷）： —— 指燃燒帶內(nèi)單位時(shí)間、單位容積所發(fā)出的熱量。 顯然，提高窯的發(fā)熱能力，能為回轉(zhuǎn)窯
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