新型干法熟料熱平衡計(jì)算(2003版)

1、 一、nsp窯規(guī)格1.1nsp窯規(guī)格的確定1.1.1nsp窯的直徑要求生產(chǎn)能力2000t/d由經(jīng)驗(yàn)公式：g=53.5di3.14其中g(shù)(t/d)窯產(chǎn)量，di為窯筒體有效內(nèi)徑（m）取窯內(nèi)耐火磚的厚度=300mm則窯內(nèi)徑d=3.2+20.3=3.8(m)1.1.2nsp窯的長(zhǎng)度將di=3.2帶入經(jīng)驗(yàn)公式：“鵬飛”回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)品系列：規(guī)格（單位：米）3.5m54m3.8m58m4.0m60m4.3m64m4.8m74m5.0m74m5.6m87m初步確定窯的規(guī)格為3.8m58m即d=3.8米l=58米1.1nsp窯產(chǎn)量的標(biāo)定根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，將di=3.2米，l=58米代入=8.4913.22.382580

2、.680=2014t/d由于經(jīng)驗(yàn)公式受數(shù)量、地域、工藝、時(shí)間限制，以及產(chǎn)量受窯規(guī)格、原燃料、操作等影響極大。根據(jù)山西靈丘豪洋公司用3.8m58m窯的生產(chǎn)實(shí)際（大于2000t/d）確定窯的規(guī)格為3.8m58m主要熱工參數(shù)的計(jì)算2.1nsp窯系統(tǒng)物料平衡2.1nsp窯系統(tǒng)熱平衡2.1nsp窯系統(tǒng)主要熱工參數(shù)的計(jì)算原始資料窯型為4.0m60m帶dd型預(yù)分解窯。生產(chǎn)品種為普通硅酸鹽水泥熟料。物料化學(xué)成分見表1-1。燃料元素分析和工業(yè)分析及發(fā)熱量見表1及表2。表1-1物料化學(xué)成分單位：%成分項(xiàng)目燒失量sio2al2o3fe2o3caomgoso3其他總和干生料熟料煤粉35.880013.2722.485

3、1.603.035.5431.792.093.794.1644.6866.833.620.290.590.680.160.052.200.600.725.59100.00100.00100.00表1-2燃料元素分析單位：%cyhysynyoyaywy60.103.960.350.977.9125.711.00表1-3工業(yè)分析及發(fā)熱量單位：%ayvyfcywyqydw/(kj/kg)25712836449310023614溫度。a.入預(yù)熱器生料溫度：50。b.入窯回灰溫度：50。c.入窯一次空氣溫度：30。d.入窯二次空氣溫度：950。e.環(huán)境溫度：30。f.入窯、分解爐燃料溫度：60。g.入分

4、解爐二次空氣溫度：740。h.熟料出窯溫度：1360。i.廢氣預(yù)熱器溫度：340。j.飛灰出預(yù)熱器溫度：300。入窯風(fēng)量比（%）。一次空氣（k1）：二次空氣（k2）：窯頭漏風(fēng)（k3）=15：80：5。燃料比（%）?；剞D(zhuǎn)窯（ky）：分解爐（kf）=40：60。出預(yù)熱器飛灰量：0.1kg/kg熟料。出預(yù)熱器飛灰燒失量：35.20%。各處過剩空氣系數(shù)。窯尾：y=1.05;分解爐混合室出口：l=1.15；預(yù)熱器出口:f=1.40。其中,預(yù)熱器漏風(fēng)量占理論空氣量的比例k4=0.16。分解爐及窯尾漏風(fēng)(包括分解一次空氣量)占分解爐用燃料理論空氣量的比例k5=0.05。電收塵和增濕塔綜合收塵效率為99.6%

5、。熟料的成熟:1736.9kj/kg熟料。系統(tǒng)表面散熱損失:460kj/kg熟料。生料水分:0.2%。窯的產(chǎn)量2000t/日(或83.3t/h)。解物料平衡與熱量平衡計(jì)算步驟如下?；鶞?zhǔn)：1kg熟料，溫度：0；范圍：回轉(zhuǎn)窯+分解爐+預(yù)熱器系統(tǒng)。根據(jù)確定的基準(zhǔn)和范圍，繪制物料平衡圖（圖1）、熱量平衡圖（圖2）。物料平衡計(jì)算如下收入項(xiàng)目燃料總消量mr（kg/kg）其中，窯頭燃料量myr=kymr,分解爐燃料量mfr=kfmr。生料消耗量、入預(yù)熱器物料量干生料理論消耗量mgsl=式中a燃料灰分摻入量，100%。出電收塵飛損量及回灰量/0.10kg/kgmyh=mfhmfh=0.100.0004=0.0

6、996/考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量/考慮飛損后生料實(shí)際消耗量/入預(yù)熱器物料量入預(yù)熱器物料量=/入窯系統(tǒng)空氣量燃料燃燒理論空氣量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）/煤入窯實(shí)際干空氣量/kg（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）/其中，入窯一次空氣量、二次空氣量及漏風(fēng)量分別為分解爐從冷卻機(jī)抽空氣量出分解爐混合室過剩空氣量/（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）分解爐燃料燃燒空氣量/（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）窯尾過?？諝饬?（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）分解爐及窯尾漏入空氣量/（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）分解爐從冷卻機(jī)抽空氣量/（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）/漏入空氣量預(yù)熱器漏入空氣量為/kg(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）窯尾漏入空氣總量為vlok2=1.293vlok2=1.513mr全系統(tǒng)漏入空氣量為/kg(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）mlok=1.293vlok=1

7、.2931.299mr=1.680/（2）支出項(xiàng)目熟料：出預(yù)熱器廢氣量生料中物理水含量/kg(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）生料中化學(xué)水含量/kg(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）生料分解放co2出氣體量/(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）燃料燃燒生成理論煙氣量/kg(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）/kg(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）/kg(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）/kg(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）kg/kg煙氣中過剩空氣量/kg(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）其中，有/kg(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）/kg(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）f.總廢氣量/kg(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）出預(yù)熱器飛灰量熱量平衡計(jì)算如下。收入項(xiàng)目燃料燃燒生成熱kj/kg燃料帶入顯熱060時(shí)熟料平均比熱容r1.154kj/(kg)生料帶入量050時(shí)，水的平均比熱容(kg)，干生料平均比熱容(kg)入窯回灰?guī)霟崃?5

8、0時(shí),回灰平均比熱容(/kg)空氣帶入熱量入窯一次空氣帶入熱量030時(shí),空氣平均比熱容/kg)入窯二次空氣帶入熱量0950時(shí),空氣平均比熱容/kg)入分解爐二次空氣帶入熱量kj/kg0740時(shí),空氣平均比熱容/kg)系統(tǒng)漏風(fēng)帶入熱量kj/kg030時(shí),空氣平均比熱容/(kg)總收入熱量=mrkj/kg支出項(xiàng)目熟料形成熱kj/kg蒸發(fā)生料中水分耗熱量(50時(shí),水的汽化熱)廢氣帶走熱量=+0.517mr1.364+0.002mr0.962kj/kg0340時(shí),各氣體平均比熱容(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)):;出窯熟料帶走熱量01360時(shí),熟料平均比熱容/kg)出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿崃?300時(shí),飛灰平均比熱容/kg)系

9、統(tǒng)表面散熱損失支出總熱量為=1736.9+（47.60-11.9mr）+193.38+4199.8mr）+1466.1+26.85+460=3930.8+4187.9mrkj/kg(3)列出收支熱量平衡方程式73.291+3088mr=3930.8+4187.9mr求得mr=0.1445kg/kg即燒成1熟料需要消耗0.1445燃料。求得燃料消耗量后，即可列出物料平衡（見表1-4）和熱量平衡表（見表1-5）。表1-4物料平衡表單位：kg/kg熟料收入項(xiàng)目數(shù)量%支出項(xiàng)目數(shù)量%燃料消耗量0.1454.45熟料量129.69入預(yù)熱器生料量1.60549.28出預(yù)熱器飛灰量0.1002.97入窯實(shí)際干

10、空氣量0.48314.83出預(yù)熱器廢氣量分解爐抽空氣量0.80524.72生料中物理水量0.0030.09窯尾系統(tǒng)漏入空氣量0.2196.72生料中化學(xué)水量0.0160.48生料分解co2量0.53115.77燃料燃燒理論煙氣量1.25837.35煙氣中過剩空氣量0.46013.65合計(jì)3.257100.00合計(jì)3.368100.00表1-5熱量平衡表單位：kj/kg熟料收入項(xiàng)目數(shù)量%支出項(xiàng)目數(shù)量%燃料燃燒熱3412.275.23熟料形成熱1736.938.29燃料顯熱10.00.22蒸發(fā)生料水分耗熱45.91.01生料帶入熱66.51.47廢氣帶出熱量800.317.65回灰?guī)霟?.20.

11、09熟料帶出熱量1466.132.32入窯一次空氣帶入熱2.20.05回灰?guī)霟崃?6.90.59入窯二次空氣帶入熱398.48.78系統(tǒng)散熱損失460.010.14入分解爐空氣帶入熱634.614.00系統(tǒng)總漏風(fēng)帶入熱7.30.16合計(jì)4535.4100.00合計(jì)4636.1100.00主要熱工參數(shù)計(jì)算：熟料單位燒成熱耗為qrr=mrqnet，ar=236140.1445=3412.2kj/kg熟料燒成熱效率為窯的發(fā)熱能力為qyr=myrqnet，ar=kymrgqnet，ar=0.40.144588.310323614=11.37107kj/h燃燒帶襯磚斷面熱負(fù)荷為qa=kj/（m2三.結(jié)語本書是在掌握新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，查閱相關(guān)資料，完成了對(duì)nsp窯規(guī)格的確定