【正文】 = mrLFh飛灰燒失量，%5）考慮飛損后生料（含物理水）實(shí)際消耗量 = mrWs生料中水分含量，%，%3. 空氣消耗量燃料燃燒理論空氣量：= Nm3/Kgr == Kg/Kgr原煤的低位發(fā)熱量，kj/kgr理論煙氣量：= Nm3/Kgr入窯實(shí)際空氣量： = mrVyk入窯實(shí)際空氣量，Nm3/Kgcl窯尾空氣過剩系數(shù)，Ky窯用燃料比，窯、分解爐用燃料比為40%：60% myk==采用新型四通道噴煤管，一次空氣一般取10%就保證可煤粉得到很好的分散，并且以減小熱耗，窯頭漏風(fēng)取5%，即一次風(fēng)量Vy1k：二次風(fēng)量Vy2k：漏風(fēng)量Vylk =10：85：5 一次風(fēng)消耗量： my1k= myk= mr Vy1k= Vyh= mr 二次風(fēng)消耗量： my2k= myk = mr Vy2k= Vyh= mr 窯頭漏風(fēng)量： mylk= myk= mr Vylk= Vyh= mr1）進(jìn)入系統(tǒng)一次空氣量： = mr = mrM1k，V1k入系統(tǒng)一次空氣的質(zhì)量和體積，Kg/Kgcl，Nm3/KgclVy1k入窯一次空氣的體積，Nm3/KgclVF1k如分解爐一次空氣的體積，Nm3/Kgcl，分解爐不設(shè)一次風(fēng)，近似為0一次空氣密度，Kg/Nm32）進(jìn)入冷卻機(jī)冷空氣量： == Kg/Kgcl參考銅陵海螺2線，選用南京院的LBT36356NCⅢ型空氣梁推動(dòng)篦式冷卻機(jī)。，進(jìn)入冷卻機(jī)冷空氣的質(zhì)量和體積，Kg/Kgcl，Nm3/Kgcl3）生料喂料設(shè)備帶入空氣量： 提升機(jī)喂料帶入空氣，取占燃料燃燒理論空氣量1%?！?tr燃料溫度，℃，由煤粉倉(cāng)要求煤粉最高存儲(chǔ)溫度，確定為50℃。4. 生料帶入顯熱 =[( mr) +（ mr）103] 50= mr生料帶入顯熱，KJ/kgclmws生料中含水分的量，Kg/KgclCs、Cw干生料和生料中物理水的比熱，kJ/(kg℃) kJ/(kgts生料溫度，℃5. 入窯回灰?guī)腼@熱： =50= KJ/kgcl入窯回灰?guī)腼@熱，KJ/kgclCyh回灰比熱，kJ/(kg2. 出冷卻機(jī)熟料帶走顯熱： =85= KJ/kgcl出冷卻機(jī)熟料帶著顯熱，KJ/kgclCsh熟料的比熱，kJ/(kg取85℃3. 蒸發(fā)生料中物理水耗熱： =（ mr）2380= mrQss蒸發(fā)生料中物理水耗熱，KJ/kgclqqh水的汽化熱，kJ/kg水，50℃時(shí)為2380 kJ/kg水?！?tf出口廢氣溫度，℃，參考峨勝，取300℃?！?6. 飛灰脫水及碳酸鹽分解耗熱 = KJ/kgcl飛灰脫水及碳酸鹽分解耗熱，KJ/kgcl、生料中水和二氧化碳的含量，%。℃)tPK廢氣溫度，℃，參考銅陵海螺的LBT36356型篦冷機(jī)，取268℃。℃)tRk煤磨抽風(fēng)溫度，℃9. 機(jī)械不完全燃燒，加強(qiáng)和協(xié)調(diào)燒成系統(tǒng)各部位的操作，不完全燃燒量很少，忽略不計(jì)。11. 系統(tǒng)表面散熱損失： =240 KJ/kgcl熱量總支出 =+ mr根據(jù)能量守恒定律列出熱量平衡方程式：+ =+ mr解得：mr=。 物料平衡表和熱量平衡表的編制表53 熱料平衡表收入項(xiàng)目Kj/Kgcl支出項(xiàng)目Kj/Kgcl燃料燃燒熱燃料顯熱生料顯熱入窯回灰顯熱一次風(fēng)顯熱進(jìn)冷卻機(jī)空氣顯熱生料喂料帶空氣顯熱系統(tǒng)漏風(fēng)顯熱 熟料形成熱熟料帶走顯熱蒸發(fā)生料物理水熱預(yù)熱器廢氣顯熱預(yù)熱器飛灰顯熱飛灰脫水及分解熱耗冷卻機(jī)排風(fēng)顯熱煤磨抽風(fēng)顯熱系統(tǒng)表面散熱 合計(jì) 合計(jì) 表54 物量平衡表收入項(xiàng)目Kg/kgcl支出項(xiàng)目Kg/kgcl燃料消耗量入窯生料消耗量入窯回灰量一次空氣量進(jìn)冷卻機(jī)空氣量生料喂料帶入空氣量系統(tǒng)漏入空氣量合計(jì)出冷卻機(jī)熟料預(yù)熱器出口飛灰冷卻機(jī)煙囪排氣量預(yù)熱器出口廢氣量煤磨抽風(fēng)量合計(jì) 第六章 預(yù)分解系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 初始資料窯型：72m帶TDF爐和五級(jí)雙系列預(yù)熱器的預(yù)分解窯窯產(chǎn)量：5000t/d， 熟料熱耗：q=2960kj/kgcl生料溫度：50℃大氣壓力：取當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓，及P=101325Pa出窯飛灰與入窯生料量比例：取Z=8% 相關(guān)參數(shù)的設(shè)定各級(jí)旋風(fēng)筒分離效率本設(shè)計(jì)擬選用天津院的第三代預(yù)分解系統(tǒng)，其預(yù)熱器系統(tǒng)重點(diǎn)考慮了提高換熱效果和降低系統(tǒng)阻力，采用結(jié)構(gòu)合理的二心2700大蝸殼型式的偏錐旋風(fēng)預(yù)熱器，優(yōu)化撒料箱、導(dǎo)流板后阻力損失控制在4500Pa以內(nèi)，旋風(fēng)筒C1分離效率可達(dá)96%左右，其他各級(jí)在90%左右。C5筒收塵效率是控制系統(tǒng)熱端物料內(nèi)循環(huán)的關(guān)鍵。C5筒的高收塵效率有利于防止熱端高溫顆粒物料的再循環(huán)、無(wú)功消耗和高溫引起的粘結(jié)堵塞。表 61 旋風(fēng)筒分離效率旋風(fēng)筒級(jí)別12345袋收塵系統(tǒng)效率窯尾各處溫度、壓力和過?？諝庀禂?shù)表 62 窯尾系統(tǒng)參數(shù)項(xiàng)目壓力Pa溫度℃分解率%空氣過剩系數(shù)窯尾煙室2501050 95分解爐入口3001000分解爐出口1050890 93五級(jí)筒入口1100880五級(jí)筒出口1650860 95四級(jí)筒入口1800790四級(jí)筒出口235076020～40三級(jí)筒入口2500675三級(jí)筒出口30506505～10二級(jí)筒入口3200560二級(jí)筒出口3800525一級(jí)筒入口4150335一級(jí)筒出口4800300高溫風(fēng)機(jī)入口5000290高溫風(fēng)機(jī)出口300280增濕塔入口100260增濕塔出口900130三次風(fēng)入口200850袋收塵器入口100090袋收塵器出口250075以上數(shù)據(jù)設(shè)定參考池州海螺5000t/d熟料生產(chǎn)線、白馬山5000t/d熟料生產(chǎn)線、東華水泥生產(chǎn)線、臺(tái)泥（英德）5000t/d熟料生產(chǎn)線的生產(chǎn)參數(shù)以及《新型干法水泥技術(shù)原理與應(yīng)用》和《新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備》。300）Pa，旋風(fēng)筒單體具有低阻耗，550~650Pa，加上上升連接管道取為（800177。TDF分解爐是在DD爐的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)原、燃料特點(diǎn)設(shè)計(jì)開發(fā)而成，是天津院的主推爐型。例如：YXDD爐（引進(jìn)裝備） m3/t/h，爐內(nèi)氣流滯留時(shí)間（τg），物料滯留時(shí)間（τs），固氣滯留時(shí)間比（K=τs/τg）。一般采取加大爐容的措施，天津院也在TDF基礎(chǔ)上開發(fā)出多種路爐型以適應(yīng)無(wú)煙煤。TDF爐結(jié)構(gòu)示意圖如下： 分解爐規(guī)格計(jì)算分解爐內(nèi)通過煙氣量分解爐內(nèi)通過氣體量=分解爐內(nèi)生料分解產(chǎn)生CO2量+分解爐出口過?？諝饬?分解爐產(chǎn)生理論煙氣量+窯尾廢氣量1） 分解爐內(nèi)生料分解產(chǎn)生CO2量： mFCO2== kg/kgcl2）分解爐出口過剩空氣量： == kg/kgcl3）分解爐產(chǎn)生理論煙氣量： mFly== kg/kgcl4）窯尾煙氣量 窯尾過?？諝饬浚? mywg=() = kg/kgcl窯尾理論煙氣量： myly== kg/kgcl窯內(nèi)生料分解產(chǎn)生CO2量： my CO2== kg/kgcl 窯尾煙氣量：mywf=++= kg/kgcl分解爐內(nèi)通過總氣體量 mFq= mF++ mFly+ mywf=+++= kg/kgcl分解爐工況下風(fēng)量 =分解爐內(nèi)平均溫度取950℃。m3/h分解爐直筒部分截面風(fēng)速，m/s，取9m/s。固氣滯留比=，為了保證燃料燃盡率，擴(kuò)大爐容。同時(shí)可以考慮原煤搭配品質(zhì)較差的煙煤，最大限度的利用TDF分解爐的潛能和降低成本。h)滿足凈空氣預(yù)燃型（NSF、DD等）的容積熱力強(qiáng)度設(shè)計(jì)參考值：~105 kJ/(m3分解爐進(jìn)口直徑 工況下窯尾廢氣流量 = m3/h則分解爐進(jìn)口內(nèi)徑== 窯尾廢氣工況風(fēng)量，m3/h窯尾廢氣進(jìn)口風(fēng)速，m/s，一般在30~40m/s間，取35m/s。分解爐出口風(fēng)速，m/s，取20 m/s要求筒體壁厚度：δ=+2，加上內(nèi)砌耐火磚總厚度取300mm，則分解爐出口外徑： =2578+2300=3678mm分解爐縮口直徑由經(jīng)驗(yàn)縮口風(fēng)速一般為直筒截面風(fēng)速的2倍（《新型干法水泥技術(shù)原理與應(yīng)用》P124），即為17m/s則縮口內(nèi)徑： ==加上內(nèi)砌耐火磚和保溫層厚度，因?yàn)榭s口出風(fēng)速比較大，氣流對(duì)內(nèi)壁的磨蝕也較大，加之縮口受力特殊，所以考慮加大耐火磚和鋼板的總厚度以平衡分解爐內(nèi)各處耐火磚的磨蝕速率。分解爐縮口處外徑：=4830+2450=5730mm縮口處上下高度 上筒體下縮口高度： H3== 下筒體上縮口高度： H4==分解爐高度HF =直筒部分H1+錐體部分H2參考《水泥生產(chǎn)工藝計(jì)算手冊(cè)》P180，一般H2=（~1）DF 所以分解爐錐體部分高度：H2== 分解爐直筒部分高度： H1= HFH2==1三次風(fēng)管直徑工況下三次風(fēng)流量 = m3/h則三次風(fēng)管內(nèi)徑： ==三次風(fēng)工況流量，m3/h三次風(fēng)風(fēng)速，m/s，取30 m/s加上三次風(fēng)管內(nèi)砌筑的耐火磚厚度，取300mm。數(shù)值模擬研究CFD計(jì)算表面，該旋風(fēng)筒C1分離效率達(dá)到94%~96%，其他各級(jí)~90%，較第二代（分離效率C1在93%~95%，其他88%）有一定幅度提高，而系統(tǒng)阻力相當(dāng)。其結(jié)構(gòu)示意如下：旋風(fēng)筒進(jìn)口風(fēng)速對(duì)旋風(fēng)筒的收塵效率影響很大，一般進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速提高，收塵效率也提高，但阻力也隨同增加。TC型旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速在15~18m/s。利用CFD模擬計(jì)算得出，雖然旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)減小了，但是會(huì)引起系統(tǒng)阻力的迅速增加，對(duì)節(jié)能降耗反而不利。而TC型新型旋風(fēng)筒出口風(fēng)速為11~14m/s，~。確定各級(jí)旋風(fēng)筒分離效率為：C1旋風(fēng)筒96%，C2旋風(fēng)筒89%，C3旋風(fēng)筒87%，C4旋風(fēng)筒88%，C5旋風(fēng)筒90%。表 64 各級(jí)旋風(fēng)筒風(fēng)速部位C1C2C3C4C5旋風(fēng)筒有效截面風(fēng)速m/s旋風(fēng)筒入口風(fēng)速m/s旋風(fēng)筒出口風(fēng)速m/s連接管道風(fēng)速m/s————注：參考《新型干法水泥技術(shù)原理與應(yīng)用》P299的池州海螺數(shù)據(jù)。但其變化規(guī)律卻不是線性的，隨插入深度的增加，分離效率的變化率逐漸減小，但壓力損失卻迅速增加。插入深度深，分離效率高，但阻力損失大，反之內(nèi)同插入深度小，雖然阻力小，但分離效率低，易造成短路。但目前材質(zhì)有了極大的改善因此為了提高分離效率內(nèi)筒也可以稍深一些。內(nèi)筒直徑小，帶走的塵粒減少，分離效率提高，但阻力也增大，反之亦然。根據(jù) TJ型旋風(fēng)筒適當(dāng)增大旋風(fēng)筒內(nèi)徑，可以縮短旋風(fēng)筒內(nèi)氣流的無(wú)效行程，在此取d/D=55%。一般要求C1和C5旋風(fēng)筒有較高的分離效率。所以C5旋風(fēng)筒采用新型的耐高溫陶瓷分片內(nèi)筒，使用是壽命延長(zhǎng)，也便于更換。則直筒部分高度： HC5,1=6266=5000mm 錐體部分高度： HC5,2=6266=7500mm參考《新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備》P115傾斜角一般在65o~75o，取錐體部分的傾斜角α=71o進(jìn)風(fēng)口截面積： == m2有效高寬： ab= a/b=解得： a= b=進(jìn)風(fēng)口外徑 aw=2216+2150=2516mm bw=4029+2150=4329mm內(nèi)筒直徑： dn==6266=3446mm內(nèi)筒插入深度： HC5,3===換熱管道直徑： ==換熱管道外徑=3710+2150=4010mm換熱管道高度： HC5,4=WC5,4TC5,4==WC5,4換熱管道內(nèi)氣流速度，m/sTC5,h煙氣通過換熱管道的時(shí)