日產(chǎn)4000噸分解爐課程設(shè)計

1、課程設(shè)計說明書日產(chǎn)4000噸熟料現(xiàn)代化干法生產(chǎn)水泥廠設(shè)計（重點車間：分解爐）學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院課程名稱：制品機(jī)械設(shè)備課程設(shè)計專業(yè)班級：無機(jī)非金屬材料工程班學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師:水泥是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的建筑材料之一，在今后幾十年甚至是上百年之內(nèi)仍然是無可替代的基礎(chǔ)材料，對人類生活文明的重要性不言而喻?，F(xiàn)代最先進(jìn)的水泥生產(chǎn)技術(shù)就是新型干法預(yù)分解窯。預(yù)分解窯是在懸浮預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐，在分解爐中加入占總用量50%-60%勺燃料，使燃料燃燒的過程與生料碳酸鹽分解的吸熱過程在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下迅速進(jìn)行，從而使入窯生料的分解率從懸浮預(yù)熱窯的30%-40%1高到85%-90%使窯的熱

2、負(fù)荷大為減輕，窯的壽命延長，而窯的產(chǎn)量卻可成倍增長。與懸浮預(yù)熱器窯相比，在單機(jī)產(chǎn)量相同的條件下，預(yù)分解窯具有：窯的體積小，占地面積減小，制造、運輸和安裝較易，基建投資較低，且由于一半以上的燃料是在溫度較低的分解爐內(nèi)燃燒，產(chǎn)生有害氣體NO較少，減少了對大氣的污染。為了符合當(dāng)今水泥行業(yè)的發(fā)展需求同時也是對大學(xué)本科四年所學(xué)知識的考查，我選擇了“日產(chǎn)4000噸熟料現(xiàn)代化干法生產(chǎn)水泥廠初步設(shè)計”這個課題作為我的畢業(yè)設(shè)計課題。設(shè)計范圍主要是分解爐，通過配料計算、工藝平衡計算等得出結(jié)果，并結(jié)合實際對主機(jī)及附屬設(shè)備進(jìn)行選型，進(jìn)而對各種設(shè)備進(jìn)行工藝布置，對全廠的設(shè)備進(jìn)行簡單規(guī)劃。關(guān)鍵詞：水泥；新型干法預(yù)分解窯；

3、分解爐設(shè)計任務(wù)書第一節(jié)設(shè)計目的此次課程設(shè)計是進(jìn)入大學(xué)以來的第一次設(shè)計課程，也是在參加了生產(chǎn)實習(xí)后的一次總結(jié)。基于在學(xué)習(xí)了制品機(jī)械設(shè)備課程設(shè)計，并結(jié)合本專業(yè)的發(fā)展特色而開設(shè)的一項重要的實踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。其目的在于通過課程設(shè)計的鍛煉，樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)我們認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)。在設(shè)計過程中培養(yǎng)我們學(xué)生掌握繪圖、計算、研究等科學(xué)設(shè)計方法，提高工程設(shè)計計算，鍛煉我們分析解決實際問題的能力。第二節(jié)設(shè)計原則與指導(dǎo)思想1 .根據(jù)任務(wù)書規(guī)定產(chǎn)品品種、質(zhì)量、規(guī)模進(jìn)行設(shè)計；2 .選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的工藝流程和設(shè)備；3 .主要設(shè)備的能力應(yīng)與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)；4 .滿足工藝要求，確保工藝暢通；5 .

4、充分考慮安全因素，確保安全生產(chǎn)。第三節(jié)設(shè)計任務(wù)本設(shè)計的設(shè)計任務(wù)是：1 .建設(shè)項目：日產(chǎn)4000噸水泥熟料生產(chǎn)線（重點：分解爐）2 .建廠規(guī)模：日產(chǎn)水泥熟料4000噸；3 .產(chǎn)品品種：普通硅酸鹽水泥4 .生產(chǎn)方法：新型干法回轉(zhuǎn)窯；第四節(jié)設(shè)計內(nèi)容和要求一、總體設(shè)計1、設(shè)計的目的和意義;2、初始條件；3、平衡計算；4、設(shè)備選型計算二、設(shè)計要求的起止日期本課程設(shè)計日期為2016年6月13日-6月26日，所有的的設(shè)計工作必須如期完成。三、要求設(shè)計說明書文字要通順、層次清楚、工藝方案選擇合理、選定的參數(shù)要有依據(jù)、計算正確、各種符號應(yīng)注有文字說明，必要時列出計算表格；設(shè)計說明書文字一般不少于500字；設(shè)計說

5、明書格式可參考其他樣式編寫。1 .初始條件11.1 原料的原始資料11.2 原料配比計算11.3 煤的低位發(fā)熱量計算11.3.1 燃料煤的原始資料11.3.2 低位發(fā)熱量計算11.2. 煤灰摻入量計算11.3. 計算干燥原料配合比21.4. 計算生料和濕物料的配合比32.物料平衡與熱平衡計算42.1 .物料平衡計算42.1.1 收入項目52.1.2 支出項目92.2 熱量平衡計算122.2.1 收入項目122.2.2 支出項目142.3 列出收支熱量平衡方程式152.4 物料平衡、熱量平衡表162.4.1 物料平衡表162.5 主要熱工技術(shù)參數(shù)172.5.1 水泥熟料的實際燒成熱耗172.5.

6、2 窯的發(fā)熱能力172.5.3 分解爐的熱負(fù)荷172.5.4 熟料燒成熱效率182.5.5 主要熱工技術(shù)參數(shù)一覽表183分解爐尺寸計算與設(shè)計183.1 相關(guān)參數(shù)183.2 分解爐工作風(fēng)量193.2.1 分解爐用燃料產(chǎn)生的煙氣量193.2.2 分解爐內(nèi)釋放出來的CO*193.2.3 入分解爐的出窯廢氣量203.2.4 分解爐工作風(fēng)量203.3 分解爐直筒部位的有效截面積Af與有效內(nèi)徑D203.4 分解爐錐體部有效高度203.5 分解爐錐體下端口直徑203.6 分解爐的有效高度213.7 分解爐直筒部位的有效高度213.8 入分解爐三次風(fēng)管直徑di,進(jìn)風(fēng)口寬度a和高度b213.9 分解爐生料進(jìn)料口

7、直徑213.10 分解爐燃料進(jìn)口直徑213.11 分解爐主要結(jié)構(gòu)尺寸一覽表214.耐火材料選材計算與散熱計算224.1 耐火襯料的設(shè)計理念224.2 材料的主要參數(shù)224.3 厚度計算224.4 散熱量計算234.5 耐火材料厚度對分解爐筒體尺寸的修正23總結(jié)：24參考資料251.初始條件1.1 原料的原始資料（）表1原料與煤灰的化學(xué)成分（）數(shù)據(jù)燒失SiO2Al2QFe2O3CaOMgO總和物鏟、量41.552.291.860.8450.650.7698.63砂頁巖2.2989.032.382.552.180.6599.08粉煤灰2.4952.9830.295.424.60.5196.29鐵礦

8、石2.7951.396.1730.191.861.8894.28煙煤煤灰04934.097.682.391.694.761.2 原料配比計算設(shè)定比例為：石灰石-0.844砂頁巖0.090粉煤灰-0.032鐵礦石-0.0351.3 煤的低位發(fā)熱量計算1.3.1 燃料煤的原始資料表2煤元素分析結(jié)果CarHarNarOarSarAarMar65.652.640.993.190.5119.028.01.3.2 低位發(fā)熱量計算Qnet.ar=339Car1030Har-109(Oar-Sar)-25Mar=339x65.65+1030父2.64-109父(3.19-0.51)-25父8.0=24482.

9、43(kJ/kg-煤)1.2. 煤灰摻入量計算根據(jù)參考文獻(xiàn)1中p175相關(guān)知識，取水泥熟料的實際形成熱q=3176kJ/kg熟料，取煤灰沉落率S=100%,可知:qAarSGA_10°Qnet,ar_317619.02100一10024482.43:2.47%1.3. 計算干燥原料配合比已知假設(shè)原料配合比為：石灰石84.4%,砂頁巖9%,粉煤灰3.2%,鐵礦石3.5%,計算生料化學(xué)成分表3干燥原料配合比物料量SiO2Al2c3FezQCaOMgOCaO石灰心84.435.02.511.60.7142.7570.64砂頁巖90.218.010.210.230.20.06粉煤灰3.20.

10、081.70.970.170.150.02鐵礦石3.50.11.80.221.060.070.0735.4配合生料10014.0232.1743.170.796灼燒生料100.021.724.653.3666.891.22Ga=2.47%,100%-2,47%=97.53%.:此計算熟料的化學(xué)成分表4干燥熟料配合比名稱配比燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOCaO尢灰熟料97.5321.184.543.2865.241.19煤灰2.471.210.840.190.060.01熟料10022.395.383.4765.31.23由此計算熟料率值:KH=(CaO-1.65XAl2O-0.35F

11、e2O)/(2.8xSO)=(65.3-1.65X5.38-0.35X3.47)/(2.8X22.39)=0.881S附SiO2/(Al2O+Fe2O)=22.39/(5.38+3.47)=2.53IM=Al2Q/Fe203=5.38/3.47=1.55經(jīng)比較可得該率值符合標(biāo)準(zhǔn)，及該配比符合標(biāo)準(zhǔn)1.4. 計算生料和濕物料的配合比生料的配比:石灰石=84.4(84.4+9+3.5)X100%=87.1%頁巖石=9/(84.4+9+3.5)x100%=9.3%鐵礦石=（100-87.1-9.3）%=3.6%干生料燒失量Ls;各原料所占百分比父該原料的燒失量Ls=87.1%41.55%9.3%2.2

12、9%3.6%2.79%=35.46%濕基配比:根據(jù)原始資料知入磨各原料水分分別為：石灰石1%,粘土1%,鐵粉4.00%,則入磨濕基配比計算如表3.1所示:表5濕基物料配比及計算過程名稱濕基用量（份）濕基配比（%石灰石84.4100八c二85.25100-185.25100=87.0097.99砂頁巖9100100-1=9.099.0997.99100=9.283.5100V鐵礦石100-4.00:3.653.6597.99100=3.72合計計算濕物料水分含量Ws:97.99100ws=0.871%0.09281%0.03724%-1.11%2.物料平衡與熱平衡計算:(1)溫度a.入預(yù)熱器生料

13、溫度：50C；b.入窯回灰溫度：50C；c.入窯一次空氣溫度：30C；d.入窯二次空氣溫度：1300C；e.環(huán)境溫度：30C；f.入窯、分解爐燃料溫度：60C；g.入分解爐三次空氣溫度：1100C；h.氣力提升泵輸送生料空氣溫度：50C；i.熟料出窯溫度：1360C；j.廢氣出預(yù)熱器溫度：290C；k.飛灰出預(yù)熱器溫度：330C；(2)入窯風(fēng)量比(%)分別取K1=8,K2=90,K3=2;(3)燃料比(%回轉(zhuǎn)窯(Ky):分解爐(KF)=40:60;(4)出預(yù)熱器飛灰量：0.1kg/kg熟料；(5)出預(yù)熱器飛灰燒失量：35.0%;預(yù)熱器出口：1=1.3;(6)各處過?？諝庀禂?shù)：窯尾：、=1.05

14、分解爐混合室出口：%=1.1519.8其中：預(yù)熱器漏風(fēng)量占理論空氣量的比例K4=0.1,氣力提升泵喂料帶入空氣量占理論空氣量的比例K5=0.09,折合料風(fēng)比為kg/Nm3;(7)分解爐及窯尾漏氣量(包括分解爐一次空氣量)占分解爐用燃料理論空氣量的比例廿0.05;(8)電收塵和增濕塔綜合收塵效率為99.99%;(9)系統(tǒng)表面散熱損失：430kJ/kg熟料；(10)生料水分含量：1.11%(11)窯的日產(chǎn)量：4000t/d(或166.67t/h)。2.1. 物料平衡計算基準(zhǔn)：1kg熟料，溫度：0c范圍：回轉(zhuǎn)窯十分解爐+預(yù)熱器系統(tǒng)根據(jù)確定的基準(zhǔn)和范圍，繪制物料平衡圖如下:產(chǎn)平衡系統(tǒng)的界面物料平衡圖圖

15、11.1 .1收入項目按參考文獻(xiàn)2118頁中的方法，可知：1.1.1.1 燃料總消耗量：m（kg/kg熟料）窯頭燃料量：myr=KyN=0.40.（kg/kg-熟料）分解爐燃料量：mFr=Kf叫=0.60mr（kg/kg-熟料）1.1.1.2 生料消耗量、入預(yù)熱器物料量干生料理論消耗量:mgsL=100-mrAr：100-Ls100-19.02mr1100-35.461.55 -0.295mr（kg/kg-熟料）式中：a燃料飛灰摻入量，取100%。出電收塵飛損量及回灰量：mFh=mm（1-）=0.1（1-0.999）=0.0001（kg/kg-熟料）myh=mfh-mFh=0.1-0.0001

16、=0.10（kg/kg-熟料）考慮飛損后干生料實際消耗量:mgsmgsLmFh100-Lfh100-Ls（1.55-0.295mr）0.0001100-35.0100-35.46=1.550-0.295mr（kg/kg熟料）考慮飛損后濕生料實際消耗量：gs100-Ws100ms100（1.550-0.295mr）100-1.111.567-0.298mr（kg/kg一熟料）入預(yù)熱器物料量：入預(yù)熱器生料量=msmyh=1.567-0.298mr0.10=1.6670.298mr（kg/kg熟料）1.56 1.3入窯系統(tǒng)空氣量根據(jù)參考文獻(xiàn)3242頁中介紹的計算方法：燃料燃燒理論空氣量：VLK=0.

17、089Car0.267Har0.033（Sar-Oar）=0.08965.65+0.2672.64+0.033（0.51-3.19）=6.459（Nm3/kg煤）入窯實際干空氣量：VyK-二yVLKmyr=二yVLKKymr=1.056.4590.40mr=2.713mr（Nm3/kg煤）ma=1.293Vyk二1.2932.713mr=3.508mr（kg/kg-熟料）其中，入窯一次空氣量，二次空氣量及漏風(fēng)量：Vyk1=K1VyK=0.082.71知=0.217mr（Nm3/kg-熟料）Vyk2="=0.902.713m=2.442mr（Nm3/kg-熟料）VLOK1=K3VyK=

18、0.022.713mr=0.054mr（Nm3/kg熟料）分解爐從冷卻機(jī)抽空氣量：出分解爐混合室過?？諝饬浚篤i=（二上-僅血=（1.15-1）6.459mr=0.969mr（Nm3/kg-熟料）分解爐燃料燃燒空氣量:V2=VLkmFr=VlkKfmr=6.4590.60mr=3.875mp（Nm3/kg熟料）窯尾過?？諝饬浚篤3=（：y-1）VLKmyr=（二y-1MKKym=（1.05-1）6.4590.40mr=0.129mr（Nm3/kg-熟料）分解爐及窯尾漏入的空氣量：V4=K6VLKmFr=K6VLKKFmr=0.056.4590.60mr=0.194.（Nm3/kg熟料）分解爐從

19、冷卻機(jī)抽空氣量：VF3K=V1V2-V3-V4=0.969mr3.875mr-0.129mr-0.194mr=4.521mr（Nm3/kg-熟料）mF3K=1.293Vf3K=1.2934.521mr=5.846m（kg/kg-熟料）氣力提升泵喂料帶入空氣量：Vsk-K5VLKmr:0.096.459mr=0.581mr（Nm3/kg-熟料）msk=1.293Vsk=1.2930.581mr=0.751mr（kg/kg-熟料）漏入空氣量：預(yù)熱器漏入空氣量：V5=KMEr=0.106.459mr3=0.646mr（Nm/kg-熟料）窯尾系統(tǒng)漏入空氣總量:VLOK2-V4V5=0.194mr0.6

20、46mr=0.840mr（Nm3/kg一熟料）mLOK2=1.293Vlok2=1.2930.840mr=1.086mr（kg/kg熟料）全系統(tǒng)漏入空氣總量：VLOK=VLOK1'VLOK2=0.054mr0.840mr=0.894mr（Nm3/kg一熟料）mLOK=1.293Vlok:1.2930.894mr=1.156mr（kg/kg-熟料）2.1.2支出項目2.1.2.1 熟料量:Msh=1kg2.1.2.2 出預(yù)熱器廢氣量生料中物理水含量：mwsWs100111（1.567-0.298mr）1111000.0174-0.00331mr（kg/kg-熟料）“mwsVws0.804

21、二0.0174-0.00331mr一0.804=0.0216-0.00411mp（Nm3/kg熟料）生料中化學(xué)水含量：mhs=0.00353mgsAl2。：=0.00353（1.550-0.295mr）3.546=0.0194-0.00369（kg/kg熟料）Vhsmhs0.804_0.0194-0.00369m-0.804=0.0241-0.00459mp（Nm3/kg-熟料）生料分解放出CQ氣體量:CO2sMCaOsCO2MCaOsMCOMgOs-MMgO444443.140.59一5634.5440.3mCo2CO2mgs-mffgs100fLfh100（1.550-0.295m-）34

22、.5435.00.00041001000.535-0.102mr（kg/kg-熟料）smco21.9770.535-0.102mr1.9770.179-0.0516mr（Nm3/kg-熟料）燃料燃燒生成理論煙氣量：VcO2-22.4Car"mr10012ccc,65.650.224m121.225mr（Nm3/kg熟料）Vn-=0.79VLKm+0.224父生辦228（0.796.9190.224m.=5.474m（kg/kg熟料）rHarMar2.648.0Vh,o=0.224（電aL）mr-0.224（）m.2218218=0.395mr（Nm3/kg-熟料）V：O=0.224x

23、Smr=0.224M"1mr=0.00357mr（Nm3/kg熟料）23232_r.r.r.r.rV=VCO2Vn2VH2OVSO2=（1.2255.4740.3950.00357）mr3=7.098m（Nm/kg-熟料）mr=（mLK+1-%m=（8.351+1-0.1902）mr=9.161mr（Nm3/kg熟料）100煙氣中過?？諝饬浚篤k=（%-1）Va°m=（1.3-1）x6.434mr3=1.930mr（Nm/kg-熟料）mk=Vk1.293=1.930mr1.293=2.495mr（kg/kg-熟料）其中：kkVn2=0.79V-0.791.930mrkmN2

24、=1.525mr（Nm3/kg熟料）222.4=1.525mr-2822.4=1.906mr（kg/kg-熟料）vO；=0.21Vk=0.211.906mr=0.400mr（Nm3/kg一熟料）k532m02=Vo22222.432=0.400mr-22.4=0.571m（kg/kg-熟料）總廢氣量:Vf=Vco2VN2VH20Vo2VSQ二(0.179-0.0612mr1.168mr)(5.0921,525)mr(0.0205-0.00463mr0.0241-0.00445mr0.4830)0.400mr0.00217mr3=0.224+8.600mr(Nm/kg熟料)2.1.2.3出預(yù)熱器

25、飛灰量mfh=0.100(kJ/kg-熟料)2.2熱量平衡計算2.2.1 收入項目根據(jù)文獻(xiàn)網(wǎng)中相關(guān)知識計算:2.2.1.1 燃料燃燒化學(xué)熱QrR=mrQnet.ar=24482.43mr(kJ/kg-熟料)2.2.1.2 燃料帶入物理熱Qr=mrCrtr=mr1.15460=69.240mr（kJ/kg-熟料）（060c時熟料平均比熱Cr=1.154kJ/kgc）-2.2.1.3 生料帶入物理熱Qs=（mgsCsmwsCw）ts-11.550-0.295m）0.878（0.01740.00331m.）4.182150=71.683-13.643mr（kJ/kg熟料）（050c時，水的平均比熱C

26、w=4.182kJ/kgC,干生料平均比熱Cs=0.878kJ/kg熟料）2.2.1.4入窯回灰?guī)霟崃縌yhmyhCyhtyh0.1000.836504.180（kJ/kg-熟料）（050c時，回灰平均比熱Cyh=0.836kJ/kgC）入窯一次風(fēng)溫：Qy1k2.2.1.5空氣帶入熱量Vy1kCy1kty1k0.08VyKCy1kty1k0.082.702mr1.298308.417mr（kJ/kg-熟料）（030c時，空氣平均比熱Cy1k=1.298kJ/Nm3C）入窯二次風(fēng)溫：Qy2kVy2kCy2kty2k0.90VyKCy2kty2k0.902.702mr1.44313004561.

27、814mr（kJ/kg-熟料）（01300c時，空氣平均比熱Cy2k=1.443kJ/Nm3C）入分解爐三次風(fēng)溫:QF3KVF3KCF3KtF3K4.503r1.42211007043.593mp（kJ/kg熟料）（01100c時，空氣平均比熱Cf2k=1.422kJ/Nm3C）氣力提升泵喂料空氣帶入熱量：Qsk=VskCsktsk=0.579m-1.29950=37.606mr（kJ/kg-熟料）（050c時，空氣平均比熱Csk=1.299kJ/Nm3C）系統(tǒng)漏風(fēng)帶入熱量：QLOK=VLOKCLOKtLOK=0.894mr1.29830=34.812mr（kJ/kg-熟料）（030c時，空氣

28、平均比熱Clok=1.298kJ/Nm3C）2.2.1.6總收入熱量Qzs=QrRQrQsQyhQy1hQy2kQf2kQskQlOK=24482.43mp69.240mr（71.558-13.618mr）4.1808.417mr4561.814mp7043.593mr37.60634.812mr=75.643+36224.269m（kJ/kg-熟料）2.2.2支出項目2.2.2.1熟料形成熱按參考文獻(xiàn)2121頁中的方法Qsh=17.19mA；2O3+27.10mMfgO+32.01mC：O21.40m*2.47mFL=17.196.09127.100.94932.0166.752-21.40

29、22.012-2.473.565=1787.291（kJ/kg-熟料）2.2.2.2 蒸發(fā)生料中水分耗熱量Qss二（mWsmhs）qqh=（0.0174-0.00331mr0.0194-0.00369mr）2380=87.584-16.660mr（kJ/kg一熟料）（50C時，水的汽化熱qqh=2380kJ/kg）2.2.2.3 廢氣帶走熱量Qf（Vco2Cco2.Vn2cN2,Vh20cH2cl.V02co2.VsqCsq）tf二（0.179+1.107mr）1.870+6.617mr1.310（0.04460473mr）1.5300.400mr1.3510.00217mr1.950290=

30、116.861+3502.722mr（kJ/kg-熟料）（0290c時，CQ、N2、H2O、O2、SO平均比熱分別為1.870kJ/kg。、1.310kJ/kg。、1.530kJ/kgC<1.351kJ/kgC>1.950kJ/kgC）2.2.2.4 出窯熟料帶走熱量Qysh=1CsK=11.0781360=1466.08（kJ/kg熟料）（01360c時，熟料平均比熱Csh=1.078kJ/kgC）-2.2.2.5 出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿崃縌fh=mfhCfhtfh=0.1000.895330=29.535（kJ/kg-熟料）（0330c時，飛灰平均比熱Cfh=0.895kJ/kgC

31、）-2.2.2.6 系統(tǒng)表面散熱損失根據(jù)相關(guān)資料，設(shè)定：Qb=430（kJ/kg-熟料）2.2.2.7 支出總熱量Qzc=QshQssQfQyshQfhQb1787.291（87.584-16.660mr）（116.8613502.722mr）1466.0829.535430=3917.799+3486.062mp（kJ/kg-熟料）2.3 列出收支熱量平衡方程式Qzs=Qzc75.64336224.269mp=3917.7993486.062mp求得：mr=0.1174（kJ/kg熟料）。即：燒成1kg熟料需要消耗0.1174kg燃料。求得燃料的消耗量后，即可列出物料平衡列表和熱量平衡表，并

32、計算一些主要熱工技術(shù)參數(shù)。2.4 物料平衡、熱量平衡表2.4.1 物料平衡表（單位：kg/kg熟料）表6物料平衡表：收入項目數(shù)量支出項目數(shù)量燃料消耗量0.11743.88%熟料量1.0033.19%入預(yù)熱器生料值1.62453.80%出預(yù)熱器飛灰量0.1003.32%入窯實際干空氣量0.40913.57%出預(yù)熱器廢氣量分斛爐抽仝氣里0.68222.60%生料物理水0.01560.52%氣力提升泵送空氣量0.08782.91%生料化學(xué)水0.01890.63%窯尾系統(tǒng)漏人空氣量0.09793.24%生料分解CO20.52117.29%燃料理論煙氣量1.06535.35%煙氣過?？諝饬?.2929.

33、70%3.0177100.00%3.013100.00%2.4.2 熱量平衡表（單位：kg/kg熟料）表7熱量平衡表收入項目數(shù)量%支出項目數(shù)量%燃料燃燒熱2874.23766.56%熟料形成熱1787.29141.59%燃料顯熱8.1290.19%蒸發(fā)生料水分耗熱85.6281.92%生料帶入熱70.0811.62%廢氣帶出熱量528.08112.14%回灰?guī)霟?.180.10%熟料帶出熱量1466.0833.77%入窯一次空氣帶入熱0.9880.02%飛灰?guī)С鰺崃?9.5350.68%入窯二次空氣帶入熱535.55712.31%系統(tǒng)散熱損失430.009.90%入分解爐空氣帶入熱826.9

34、1819.01%氣力提升泵風(fēng)帶入熱4.4150.10%系統(tǒng)總漏風(fēng)帶入熱4.0870.09%4328.592100.00%4341.722100.00%2.5 主要熱工技術(shù)參數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)4中p22頁的公式，計算主要熱工技術(shù)參數(shù)如下:2.5.1水泥熟料的實際燒成熱耗QrR=mrQnet.ar=0.1174父24482.43=2874.237(kJ/kg-熟料)2.5.2窯的發(fā)熱能力：2.5.3Qyr=MyrQnet.ar=KymrGQnet.ar4000103=0.400.117424482.4324=19.16107(kJ/h)分解爐的熱負(fù)荷QFrMfrQ,11net.arGLmAetar40

35、001030.600.117424482.432428.74107(kJ/h)Qsh“cc,1787.2911=3X00%QrR2874.237=62.18%2.5.5主要熱工技術(shù)參數(shù)一覽表表8主要熱工技術(shù)參數(shù)一覽表回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力Qyr（kJ/h）19.16X107分解爐的熱負(fù)荷QFr（kJ/h）28.74X107實際燒成熱耗q（kJ/kg一熟料）2874.237理論熱耗Qsh（kJ/kg-熟料）1787.291熟料燒成熱效率ss62.18%煤耗mr（kg/kg-熟料）0.11743分解爐尺寸計算與設(shè)計3.1 相關(guān)參數(shù)表3-1相關(guān)參數(shù)（按參考文獻(xiàn)5中p84頁及參考文獻(xiàn)5相關(guān)知識，選擇CDC-

36、型分解爐。）表9相關(guān)參數(shù)整個燒成系統(tǒng)的熟料產(chǎn)量G(kg-熟料/h)166.67入窯生料的表觀分解率et(%)90入窯生料的真實分解率et'(%)70分解爐內(nèi)截面風(fēng)速wf(m/s)9.0分解爐內(nèi)氣流滯留時間i(s)3.0分解爐噴口處的氣流速度w(m/s)20入分解爐風(fēng)管(三次風(fēng)管)內(nèi)的平均風(fēng)速w3a(m/s)20分解爐從冷卻機(jī)抽空氣量VF3K(Nm3/kg-熟料)0.52783.2 分解爐工作風(fēng)量3.2.1 分解爐用燃料產(chǎn)生的煙氣量4000103360024Vfl=Vr(lL-1)VLKmrKFG=7.098(1.15-1)6.4590,11740.603=26,307(Nm/s)3.2

37、.2 分解爐內(nèi)釋放出來的CO量普通生料燒成1kg熟料由碳酸鹽分解出來的CQ量Kco2計算如下:100-WsLsIE置而一222.444100-1.1122.4二(1.567-0.3546-0,0190)10044=0.270分解爐內(nèi)釋放出來的CO量計算如下：_Kco2et'GCO2-1003二0.27070400010100360024:8.751(Nm3/s)(100-叫G110036003.2.3 入分解爐的出窯廢氣量Vr(：y-1)VLKmrKyKco.=0.837(1.05-1)6.4590.11740.403ccrc100-90,4000100.270100360024:3.

38、782(Nm3/s)3.2.4 分解爐工作風(fēng)量取氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對壓強(qiáng)，p°=101325Pa=760mmH中已知氣壓為720mmHg720720pp0101325=95992Pa760760假設(shè)分解爐內(nèi)的負(fù)壓dp=350Pa,t為分解爐內(nèi)的平均溫度，取1000Co計算如下：Vf(VflVco2Vk)273.15tp0A273.15p-dp=(26.3078.7513.782)273.151000101325xx273.1595992-3503=191.790(Nm/h)3.3 分解爐直筒部位的有效截面積Af與有效內(nèi)徑DFDf191.7909.0=21.310(m2)荻一421.

39、310冗一，3.14-5.210(m)3.4 分解爐錐體部有效高度H2=kDF=0.605.210=3.126(m)3.5 分解爐錐體下端口直徑dF4VJ=4Vk273.15tp。，二w'，二w273.15p-dp46.619273.151000101325JK.K3.1425273.1595592-350=1.293(m)3.6 分解爐的有效高度H=Wf.=9.03.0=27.00(m)3.7 分解爐直筒部位的有效高度H1=H-H2=27.00-3.126=23.874(m)3.8 入分解爐三次風(fēng)管直徑di,進(jìn)風(fēng)口寬度a和高度bdi4Vf3k273.15tF3knwF3k273.15

40、453.30273.151000二20273.15=3.978(m)a=Vf3K273.15t53.30273.1510001.5wF3K273.151.520273.15=2.877(m)a2.8770.90.9=3.197(m)3.9 分解爐生料進(jìn)料口直徑因CDCI分解爐有4根預(yù)熱生料進(jìn)料管，所以：ds=0.00192.Ms=0.00192Gms=0.001922916671.5324=0.642(m)3.10 分解爐燃料進(jìn)口直徑因CDCI分解爐有4根燃料進(jìn)料管，所以：=0.00192dr=0.00192MFr=0.00192。丁,2916670.60.11744=0.138(m)3.11

41、分解爐主要結(jié)構(gòu)尺寸一覽表表10分解爐主要結(jié)構(gòu)尺寸一覽表AF(m2)DF(m)H(m)H(m)H2(m)dF(m)di(m)ds(m)dr(m)21.3105.2102723.8743.1261.2933.9780.6420.1384.耐火材料選材計算與散熱計算4.1 耐火襯料的設(shè)計理念根據(jù)參考資料6中p165,耐火材料的耐高溫和隔熱保溫性能對于預(yù)熱器系統(tǒng)非常重要，本設(shè)計中對下面幾級預(yù)熱器以及聯(lián)結(jié)管道、分解爐可以采用耐堿的及耐磨的粘土磚。中間層為隔熱層厚度取U=150mm。，最外層為鋼板，厚度取22=40mmo4.2 材料的主要參數(shù)根據(jù)參考資料7中的相關(guān)知識，設(shè)定一下參數(shù):粘土磚的密度：。=20

42、70kg；m3粘土磚的最高使用溫度：13001400C粘土磚的平均比熱：Cp=0.840.2610tIkJ.(kg)粘土磚的導(dǎo)熱系數(shù)：k產(chǎn)0.8350.5810上W(m)鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)：k2=45.36IW.(m)1隔熱層導(dǎo)熱系數(shù)：k3=0.170W(m。】4.3 厚度計算假設(shè)：鋼板內(nèi)側(cè)直徑為：d1分解爐直筒部位外徑為：d2隔熱復(fù)合層內(nèi)直徑為：d3粘土磚的厚度為：3根據(jù)6分解爐結(jié)構(gòu)尺寸計算與設(shè)計可知，分解爐直筒部位的有效內(nèi)徑為：DF=5.210(m)查閱參考資料6粘土磚的厚度為：中p38表2.4,取耐火材料與直筒部位的內(nèi)徑比值D=0.039，則、.1=0.039DF=0.0397.321=0.

43、286(m)所以取到=325mmd3-Df2、i=7.23120.286=7.803(m)di=Df2、i2、3=7.32120.28620.150=8.103(m)d2=d12、2=8.10320.040=8.183(m)4.4 散熱量計算取耐火粘土磚內(nèi)壁溫度為tw1=800C,外壁溫度為tw2=80C。則粘土磚的導(dǎo)熱系數(shù)為:<=0.8350.5810、=0.8350.5810與tw1tw22與80080=0.8350.58102=1.090W/(m，C)根據(jù)以上參數(shù)，由公式可計算出分解爐耐火材料和鋼板的單位傳熱量即散熱量為:twi-tw2riln2lndikik3,征rIn十©)k2J800-80(8.959+8.309)xinl7.103(9.259+8.959)>ln'8:103(9.339+9.259><Inl8.18|j12M1.090+2M0.17