回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

12.6回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算2回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)窯的類型和尺寸產(chǎn)量標(biāo)定單位產(chǎn)品的燃料消耗主要配套設(shè)備：冷卻機(jī)預(yù)熱器分解爐煤磨收塵器喂料裝置通風(fēng)設(shè)備32.6.1回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸與產(chǎn)量的關(guān)系影響窯產(chǎn)量的主觀因素：窯的規(guī)格尺寸-直徑、長度客觀因素：其它回轉(zhuǎn)窯日產(chǎn)量M（t/d）回轉(zhuǎn)窯直徑D（m）回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量與直徑的關(guān)系窯有效容積Vi/m3回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量與有效容積的關(guān)系45產(chǎn)量、直徑常用計(jì)算公式日本水泥協(xié)會推薦公式，1974G=KD1.5LG-窯的小時產(chǎn)量，t/hD-窯燒成帶筒體內(nèi)徑，mL-窯有效長度，mK-系數(shù)，因窯型而異，見P108表2-28窯的生產(chǎn)能力主要與氣固傳熱能力有關(guān)6水泥工業(yè)設(shè)計(jì)院，濕法窯生產(chǎn)能力7產(chǎn)量、直徑常用計(jì)算公式日本池田，計(jì)算SP窯生產(chǎn)能力，1973G=1.425Di2.88G-熟料小時產(chǎn)量，t/hDi-回轉(zhuǎn)窯燒成帶襯磚內(nèi)徑，m

為反映窯長影響，該式附帶要求窯長與內(nèi)徑Di的關(guān)系應(yīng)符合：

L=23Di-208北京建材院，NSP窯生產(chǎn)能力：G=KD2.5L0.762G-熟料小時產(chǎn)量，t/hK-系數(shù)，0.114～0.119產(chǎn)量、直徑常用計(jì)算公式南京化工學(xué)院

新型干法窯產(chǎn)量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式1986年，南京化工學(xué)院匯總了世界上54個國家、從1951年到1984年投產(chǎn)的617臺各類懸浮預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯的生產(chǎn)數(shù)據(jù)或設(shè)計(jì)資料，利用微機(jī)進(jìn)行產(chǎn)量回歸分析，得到表2-29所示的懸浮預(yù)熱窯、立筒預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯三組產(chǎn)量計(jì)算公式。鑒于在同一規(guī)格下，立筒預(yù)熱器窯產(chǎn)量一般稍低于旋風(fēng)預(yù)熱器窯的產(chǎn)量這一事實(shí)，因此專門建立了一組立筒預(yù)熱器窯產(chǎn)量公式。南京化工學(xué)院，新型干法窯產(chǎn)量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式p109n-統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)，r-相關(guān)系數(shù)1011其中：G-窯的臺時產(chǎn)量，t/hL-窯的長度，mD，Di-分別表示窯筒體內(nèi)徑、窯筒體襯磚內(nèi)徑，mVi-窯的有效容積，m3Di—D-2δ；δ窯襯磚厚度按經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算：D≤4m，δ=0.15m；4﹤D≤5m，δ=0.18m；5﹤D≤6m，δ=0.2m；D＞6m，δ=0.23m1984年前統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對規(guī)模較大的窯結(jié)果偏低2.6.2回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸的確定窯的規(guī)格尺寸直徑，長度或長徑比窯的類型、規(guī)格不同則窯的單位產(chǎn)量指標(biāo)也不同確定尺寸時，一般根據(jù)選取合理的單位熟料產(chǎn)量指標(biāo)計(jì)算窯的尺寸1213回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸的確定2-100回轉(zhuǎn)窯mv與Di關(guān)系2-101回轉(zhuǎn)窯mA與Di關(guān)系Di/mmAt/m2·hmv

t/m3·d回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸的確定2-102回轉(zhuǎn)窯mF與Di關(guān)系MFkg/m2·hDi/m1415由統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果、單位產(chǎn)量指標(biāo)定義與窯尺寸的關(guān)系，可推導(dǎo)結(jié)果如下表16窯的長徑比L/Di的關(guān)系懸浮預(yù)熱窯：立筒預(yù)熱窯：

NSP窯：

按單位產(chǎn)量指標(biāo)確定窯產(chǎn)量，由定義可推以下關(guān)系：

Di=0.096mF/mv，m（2-109）

L=24mA/mv，m

（2-110）

L/Di=250mA/mF（2-111）水泥回轉(zhuǎn)窯規(guī)格確定步驟根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，按窯單機(jī)要求產(chǎn)量G，查圖2-98或表2-29中計(jì)算公式（2-82）,（2-86）,（2-90）計(jì)算估計(jì)新窯的直徑Di參照圖（2-100），（2-101），（2-102）選取合理的單位產(chǎn)量指標(biāo)mF，mv，

mA，或根據(jù)國內(nèi)外同類型窯的生產(chǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算mF，mv，

mA據(jù)公式（2-109），（2-110），（2-111）計(jì)算Di，L和L/Di，確定窯的尺寸1718窯型筒體型式:直筒型、熱端擴(kuò)大型、冷端擴(kuò)大型、啞鈴型延長物料在窯內(nèi)的停留時間增加窯的有效容積降低窯內(nèi)截面風(fēng)速提高窯發(fā)熱能力和熟料產(chǎn)量，降低料耗和熱耗解決回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒成能力與預(yù)燒能力的矛盾19直徑擴(kuò)大型窯的缺點(diǎn)擴(kuò)大處形成不規(guī)則通道，破壞了物料在窯內(nèi)運(yùn)動的均衡性，不利于窯的操作大直徑到小直徑的過渡段，易出現(xiàn)物料堆積現(xiàn)象，并且產(chǎn)生揚(yáng)塵窯內(nèi)耐火磚易損壞，筒體制造和維修困難[例]試確定一生產(chǎn)能力為日產(chǎn)2000t熟料的預(yù)分解回轉(zhuǎn)窯筒體的尺寸

[解]據(jù)要求生產(chǎn)能力，查圖2-98（p107）得：回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)徑D＝3.8m；則回轉(zhuǎn)窯襯磚內(nèi)徑：

Di＝D－2δ＝3.8－2×0.15＝3.5m；再由圖2-100、圖2-101、圖2-102查得：

Mv＝2.4～3.5，取平均值2.95t/m3·日；

MF＝86～132，取平均值109kg/m2·hMA＝6.1～8.6，取平均值7.4t/m2·h20再由公式(2-109),(2-110),(2-111):Di=0.096mF/mv=0.096×109/2.95

=3.55mL=24mA/mv=24×7.4/2.95=60.2

m

L/Di=250mA/mF=250×7.4/109=17考慮襯磚厚度則筒體內(nèi)徑D＝Di

+

2δ＝3.55

+

2×0.15＝3.85m；考慮窯體數(shù)據(jù)應(yīng)取整，確定回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)徑為3.9m,長度為60m21222.6.3回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量是確定工廠生產(chǎn)規(guī)模，原、燃料消耗定額，全廠設(shè)備選型的依據(jù)，是水泥廠設(shè)計(jì)重要指標(biāo)產(chǎn)量的標(biāo)定:確保優(yōu)質(zhì)、低消耗、長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，窯所能達(dá)到的合理產(chǎn)量232.6.3回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定產(chǎn)量標(biāo)定的意義:除了窯的類型和尺寸外，影響回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的因素很多，特別是隨著生料預(yù)均化系統(tǒng)的逐步完善，懸浮預(yù)熱與窯外分解技術(shù)的不斷發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)過程控制的廣泛應(yīng)用，科學(xué)管理的加強(qiáng)，使窯的單位產(chǎn)量指標(biāo)有所提高，因此對設(shè)計(jì)中已確定的回轉(zhuǎn)窯，必須進(jìn)行產(chǎn)量的標(biāo)定。242.6.3回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定產(chǎn)量標(biāo)定的要求:標(biāo)定過低，在設(shè)計(jì)計(jì)算其他附屬設(shè)備時，可能出現(xiàn)選型小，投產(chǎn)后出現(xiàn)限制窯生產(chǎn)能力的發(fā)揮。標(biāo)定過高，附機(jī)選型偏大，而窯實(shí)際產(chǎn)量達(dá)不到，造成設(shè)備能力浪費(fèi)，同時給窯生產(chǎn)達(dá)標(biāo)帶來困難252.6.3回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定產(chǎn)量的標(biāo)定方法：據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算據(jù)工廠具體條件及我國生產(chǎn)水平綜合考慮計(jì)算公式與實(shí)際產(chǎn)量結(jié)合2.6.3回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算可根據(jù)同類型窯的理論與經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，標(biāo)定時多個公式計(jì)算，以平均值為標(biāo)定產(chǎn)量據(jù)同類型同規(guī)格窯產(chǎn)量標(biāo)定根據(jù)國內(nèi)外已投產(chǎn)的同類型同規(guī)格窯的實(shí)際產(chǎn)量標(biāo)定，綜合多家生產(chǎn)數(shù)據(jù)取平均值；同時結(jié)合國內(nèi)生產(chǎn)條件、生產(chǎn)實(shí)際情況綜合考慮26說明為檢驗(yàn)表2-29建立的公式在標(biāo)定產(chǎn)量中的精確度，用不同公式對12種大小不同規(guī)格的三類窯的產(chǎn)量進(jìn)行標(biāo)定，結(jié)果表明，對1984年前投產(chǎn)的窯都較接近于實(shí)際窯產(chǎn)量的平均值。綜合標(biāo)定結(jié)果，發(fā)現(xiàn)三類窯的計(jì)算公式中，窯產(chǎn)量G與Di，L之間的相關(guān)關(guān)系，即G＝f(Di，L)更接近實(shí)際窯的平均產(chǎn)量值，其相關(guān)系數(shù)比其他公式的相關(guān)系數(shù)要高些，故計(jì)算產(chǎn)量時，使用G＝f(Di，L)較合理和可靠。通常實(shí)際能力比計(jì)算能力高出至少10%2.6.4回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)熱耗與熱平衡計(jì)算窯的單位熱耗：

窯系統(tǒng)生產(chǎn)單位熟料產(chǎn)量的實(shí)際燒成熟耗

由于熟料煅燒時損失了大量熱量，如廢氣、熟料帶走的熱焓，窯體向外界散失的熱量，濕法生產(chǎn)中蒸發(fā)料漿水分的耗熱量等，因此窯的實(shí)際熱耗比理論熱耗高很多。282.6.4回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)熱耗與熱平衡計(jì)算窯的熱平衡計(jì)算：主要目的，對新窯確定燃料消耗量，計(jì)算單位熟料熱耗，對生產(chǎn)窯分析窯系統(tǒng)熱工技術(shù)性能，為優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗及節(jié)能技改提供科學(xué)的依據(jù)。29302.6.4回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)熱耗與熱平衡計(jì)算窯的熱耗、發(fā)熱能力和熱負(fù)荷回轉(zhuǎn)窯燒成熱耗及分析31通常為了比較，取熱值為29270kJ/kg煤為標(biāo)準(zhǔn)煤，則單位熟料耗燃料量mr可轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)煤耗mbr:2000t/日，帶二次燃燒的SP窯

熟料熱耗,QrR匈牙利學(xué)者QrR=4589.7－0.71M+1.6K＋2.6AM＋150.9SM－1.5SLTQrR-熟料熱耗，kJ/kg熟料M-熟料日產(chǎn)量，t/日K-二次燃燒燃料（窯尾上升煙道加入燃料量）比例，%AM-生料鋁氧率：0.9～1.7SM-生料硅酸率：1.7~2.7LST-生料石灰標(biāo)準(zhǔn)3233回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力及熱負(fù)荷回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力：窯單位時間發(fā)出的熱量34回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力及熱負(fù)荷提高窯的產(chǎn)量→必須提高窯的發(fā)熱能力窯的發(fā)熱能力受到燃燒空間的限制，因?yàn)槿紵龓嶝?fù)荷是有限的，過高會損壞窯的內(nèi)襯，降低窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，影響熟料煅燒質(zhì)量窯的熱負(fù)荷/窯的熱力強(qiáng)度:有一定限度，實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)選擇最佳的熱負(fù)荷，才能保證窯的長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)35回轉(zhuǎn)窯的熱負(fù)荷三種表示方法:燃燒帶容積熱負(fù)荷，襯磚表面積熱負(fù)荷、斷面積熱負(fù)荷燃燒帶容積熱負(fù)荷:燃燒帶單位容積、單位時間所發(fā)出的熱量燃燒帶襯磚表面熱負(fù)荷:燃燒帶單位表面積、單位時間內(nèi)所承受熱量燃燒帶斷面熱負(fù)荷:燃燒帶單位截面積、單位時間內(nèi)所承受的熱量36燃燒帶容積熱負(fù)荷燃燒帶火焰的長度，窯皮長度。①燒成帶致密堅(jiān)固的窯皮代表②燃燒帶直徑的倍數(shù)37

燃燒帶襯磚表面熱負(fù)荷

燃燒帶斷面熱負(fù)荷與窯長無關(guān)，最簡單，可比較不同型式窯，國際應(yīng)用多38熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)、范圍及原始數(shù)據(jù)1．熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)物料基準(zhǔn)：以1kg熟料為基準(zhǔn)；溫度基準(zhǔn)：以0℃為基準(zhǔn)；2．熱平衡范圍據(jù)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)設(shè)計(jì)或熱工測定的目的要求確定回轉(zhuǎn)窯窯+預(yù)熱分解系統(tǒng)窯+預(yù)熱分解系統(tǒng)+冷卻機(jī)393．原始數(shù)據(jù)生料用量、化學(xué)組成、水分、入窯溫度燃料成分、工業(yè)分析和入窯溫度一、二次空氣的比例、溫度，空氣過剩系數(shù)、漏風(fēng)系數(shù)，廢氣量與廢氣溫度飛灰量、飛灰溫度及燒失量收塵器收塵效率窯體散熱損失，熟料帶走熱熟料形成熱：可根據(jù)熟料物理化學(xué)熱效應(yīng)求得或選定物料平衡SProtarykiln

漏入空氣Vlok燃料mr一次空氣二次空氣Vyk熟料1kg界面飛損量mff廢氣+飛灰Vf+mfh入預(yù)熱器生料：ms+myh入窯回灰ms+myh實(shí)際生料：ms窯+預(yù)熱系統(tǒng)40收入：

燃料消耗量

入預(yù)熱器物料量

入窯系統(tǒng)空氣量支出：熟料量；

廢氣量；出預(yù)熱器飛灰量41物料平衡收入項(xiàng)目燃料消耗量mr（kg/kg熟料）入預(yù)熱器物料量：（kg/kg熟料）

考慮飛損后生料實(shí)際消耗量ms+入窯回灰量myh

a干生料理論消耗量mgsL（kg/kg熟料）

b入窯回灰量myh和飛損量mFh（kg/kg熟料）

c考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量mgs（kg/kg熟料）

d考慮飛損后生料實(shí)際消耗量ms42物料平衡收入項(xiàng)目入窯系統(tǒng)空氣量

a燃料燃燒理論空氣量

b入窯實(shí)際干空氣量

c漏入空氣量（包括生料送風(fēng)量）收入=燃料消耗量+入預(yù)熱器物料量+入窯系統(tǒng)空氣量43物料平衡支出項(xiàng)目熟料量：1kg廢氣量：

a

生料中物理水

b生料中化學(xué)水

c生料分解放出CO2氣體量總廢氣量

d燃料燃燒生成煙氣量

e漏入空氣量出預(yù)熱器飛灰量：SPq9rotarykilnq8散熱損失q13燃料q1+q2一次空氣二次空氣Q5+q6熟料q11界面廢氣q10飛灰q12入預(yù)熱器生料：q3+q4漏入空氣q7界面散熱損失q13熱量平衡4445熱量平衡收入項(xiàng)目燃料燃燒生成熱q1燃料帶入顯熱q2生料帶入顯熱q3

回灰?guī)霟崃縬4空氣帶入熱量：一次q5、二次空氣q6+漏入空氣q7

總收入熱量46熱量平衡支出項(xiàng)目熟料形成熱q8蒸發(fā)生料水分耗熱q9廢氣帶走熱量q10

出窯熟料帶走熱量q11出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿崃縬12系統(tǒng)表面散熱損失q13

總支出熱量物料平衡計(jì)算：收入項(xiàng)目1、燃料消耗量（kg/kg熟料）設(shè)計(jì)新窯或技術(shù)改造時，mr是未知量，通過熱平衡方程求得，已生產(chǎn)的窯，通過熱工測定得到。2、入預(yù)熱器物料量①干生料理論消耗量：式中：—干生料理論消耗量，kg/kg熟料；—燃料應(yīng)用基灰分含量，%；a—燃料灰分摻入熟料中的量，%；—生料的燒失量，%。47②入窯回灰量和飛損量：式中：—入窯回灰量，kg/kg熟料；—出預(yù)熱器飛灰量，kg/kg熟料；—出收塵器飛灰損失量，kg/kg熟料；—收塵器、增濕塔綜合收塵效率，%。48③考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量：式中：—考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量，kg/kg熟料；—飛灰燒失量，%。④考慮飛損后生料實(shí)際消耗量：式中：—考慮飛損后生料實(shí)際消耗量，kg/kg熟料；—生料中水分含量，%。mFh出收塵器飛灰損失量，kg/kg熟料49⑤入預(yù)熱器物料量：

（kg/kg熟料）3、入窯系統(tǒng)空氣量①燃料燃燒理論空氣量：式中：—燃料燃燒理論干空氣量，Nm3/kg煤；—燃料燃燒理論干空氣量，kg/kg煤。、、、—燃料應(yīng)用基元素分析組成，%。50②入窯實(shí)際干空氣量：式中：—入窯實(shí)際干空氣量，Nm3/kg熟料；—入窯實(shí)際干空氣量，kg/kg熟料；—窯尾空氣過剩系數(shù)。51③漏入空氣量（包括生料送風(fēng)量）：式中：—窯尾系統(tǒng)漏風(fēng)量，Nm3/kg熟料；—窯尾系統(tǒng)漏風(fēng)量，kg/kg熟料；—預(yù)熱器出口過?？諝庀禂?shù)。漏入空氣量也可用漏風(fēng)系數(shù)求得。52支出部分1、熟料量：2、廢氣量：①生料中物理水：式中：0.804——為水蒸汽密度，kg/Nm3；——生料中物理水量，kg/kg熟料；——生料中物理水量，Nm3/kg熟料。53②生料中化學(xué)水：式中：—生學(xué)中化學(xué)水量，kg/kg熟料；—生學(xué)中化學(xué)水量，Nm3/kg熟料；—干生料中三氧化鋁含量，%。54③生料分解放出氣體量：式中：—生料中分解出氣體量，kg/kg熟料；—生料中分解出氣體量，Nm3/kg熟料；—干生料中含量，%。1.977—為密度，kg/Nm3。55式中：、—分別為干生料中CaO和MgO的含量，%；、、—分別為、CaO和MgO的分子相對質(zhì)量；56④燃料燃燒生成煙氣量：（Nm3/kg煤）（Nm3/kg煤）

（Nm3/kg煤）（Nm3/kg煤）57（Nm3/kg煤）（kg/kg煤）式中：—燃料燃燒實(shí)際煙氣量，（Nm3/kg煤）；—燃料燃燒實(shí)際煙氣量，（kg/kg煤）。58（5）漏入空氣量：，Nm3/kg熟料；，kg/kg熟料?？倧U氣量：

（Nm3/kg煤）；（kg/kg煤）。593、出預(yù)熱飛灰量

（kg/kg熟料）四、熱量平衡參見教材p119圖2-104，熱量平衡圖。支出項(xiàng)目（1）熟料形成熱（2）蒸發(fā)生料中水分耗熱（3）廢氣帶走熱量（4）出窯熟料帶走熱（5）出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿幔?）系統(tǒng)表面散熱損失收入項(xiàng)目（1）燃料燃燒生成熱q1（2）燃料帶入顯熱q2（3）生料帶入顯熱q3（4）回灰?guī)霟崃縬4（5）空氣帶入熱量60（一）收入項(xiàng)目1、燃料燃燒生成熱（kJ/kg熟料）式中：—燃燒應(yīng)用基低位發(fā)熱量，（kJ/kg煤）2、燃料帶入顯熱（kJ/kg熟料）式中：—燃料的比熱，kJ/kg℃；—燃料入窯溫度，℃。613、生料帶入顯熱（kJ/kg熟料）式中：、—分別為生料、水的比熱，kJ/kg℃；—生料入窯溫度，℃。4、回灰?guī)霟崃浚╧J/kg熟料）式中：—回灰的比熱，kJ/kg℃；—回灰入窯的溫度，℃。625、空氣帶入熱量（1）一次空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）—一次窯占總?cè)敫G量的比例，%；式中：—一次空氣在0～溫度的平均比熱，kJ/Nm3℃；—一次空氣入窯溫度，℃。63（2）二次空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）式中：—二次空氣在0～溫度的平均比熱，kJ/Nm3℃；—二次空氣入窯溫度，℃。64（3）漏入空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）式中：—漏入空氣在0～溫度的平均比熱，kJ/Nm3℃；—漏入空氣入窯溫度，℃?？偸杖霟崃浚?5（二）支出項(xiàng)目1、熟料形成熱（kJ/kg熟料）2、蒸發(fā)生料中水分耗熱：（kJ/kg熟料）式中：—入窯生料溫度時水的汽化熱，kJ/kg水。66（3）廢氣帶走熱量：（kJ/kg熟料）式中：—混合氣體的平均比熱，kJ/Nm3℃；—廢氣溫度，℃。式中：、……—分別為相應(yīng)應(yīng)氣體在溫度時的平均比熱，kJ/Nm3℃；、……—分別為廢氣中各氣體的量，Nm3/kg熟料。67（4）出窯熟料帶走熱：（kJ/kg熟料）式中：—熟料在0～溫度間的平均比熱，kJ/kg·℃；—出窯熟料溫度，℃。（5）出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿幔海╧J/kg熟料）式中：—在0～溫度間飛灰的平均比熱，kJ/kg·℃；—飛灰溫度，℃。68（6）系統(tǒng)表面散熱損失：（kJ/kg熟料）總支出熱量：收支熱量平衡：6970由熱量平衡、物料平衡方程可求得單位熟料燃料消耗量mr熟料燒成熱耗：回轉(zhuǎn)窯熱效率η=（熟料形成熱/入窯總熱量）×100%窯的發(fā)熱能力燃燒帶襯磚斷面熱負(fù)荷建立物料平衡表、熱量平衡表（kJ/kg熟料）71三大熱損失預(yù)熱器出口廢氣、飛灰熱損失大系統(tǒng)表面散熱損失大冷卻機(jī)的熱效率對熟料熱耗影響大：廢氣、熟料、散熱損失1、預(yù)熱器出口廢氣與飛灰熱損失大：

影響廢氣熱損失的主要因素是廢氣溫度及單位熟料廢氣量，因此降低廢氣溫度和單位熟料廢氣量是減少廢氣熱損失的主要途徑。

降低廢氣溫度，除了保持窯、爐的合理煅燒外，應(yīng)設(shè)計(jì)換熱效率高的預(yù)熱器系統(tǒng)，并注意系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化匹配，或采用五級旋風(fēng)預(yù)熱器以有效降低廢氣溫度。降低廢氣量，必須重視窯系統(tǒng)的密封堵塞，減少系統(tǒng)漏風(fēng)及燃燒過?？諝饬?。減少飛灰熱損失，應(yīng)采用分離效率高的預(yù)熱器和密封性能好的鎖風(fēng)裝置，減少飛灰量。722、系統(tǒng)表面散熱損失大：

單位熟料散熱損失主要與窯系統(tǒng)的隔熱保溫材料和耐火材料及窯的操作有關(guān)，因此，必須大力改善隔熱材料及耐火材料的性能，合理使用隔熱材料和耐火材料；優(yōu)化窯的操作，穩(wěn)定窯的熱工制度。733、冷卻機(jī)的熱效率：

冷卻機(jī)的熱效率對熟料熱耗的影響很大。因此，在回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，還需進(jìn)行冷卻機(jī)熱平衡。

冷卻機(jī)的熱損失包括廢氣、熟料帶走熱及冷卻機(jī)表面散熱等。

采用新型冷卻機(jī)，改進(jìn)冷卻機(jī)的結(jié)構(gòu)和揚(yáng)料裝置，可提高入窯、入分解爐助燃空氣的溫度，降低冷卻機(jī)出口熟料溫度，減少排出廢氣量，提高冷卻機(jī)熱效率，也是降低熟料熱耗的有效措施。74

以上三大熱損失，是各種類型水泥回轉(zhuǎn)窯的主要熱損失，減少三大熱損失降低熟料熱耗的主要途徑。

進(jìn)行熱平衡計(jì)算時，物料平衡和熱量平衡總收支絕對誤差絕對值占總收入量的比例不得大于5%，否則測定無效，應(yīng)分析原因并重測。75762.7立窯普通立窯cementshaftKiln/ordinaryshaftKiln

機(jī)械化立窯mechanizedcementshaftkiln772.7.1物料煅燒過程及特點(diǎn)物料：生料+煤粉→成球窯內(nèi)→熟料窯底

助燃?xì)怏w：窯底部→冷卻熟料顆粒→助燃→預(yù)熱、料球→煙囪←

窯腰部回轉(zhuǎn)下料器窯頂部自下而上運(yùn)動782.7.1物料煅燒過程及特點(diǎn)各帶劃分-不同高度上物料發(fā)生的反應(yīng)干燥預(yù)熱帶:高溫煅燒帶:冷卻帶:機(jī)立窯各帶劃分示意圖1一預(yù)熱帶；2一燒成帶；3一冷卻帶預(yù)熱帶：料層厚度約0.5～1.0m，料層溫度小于1000℃

。一般預(yù)熱帶約占全窯高的5％～10％。燒成帶(俗稱“底火”)：料層為0.6～1.0m，溫度1000～1450～1300℃

。燒成帶約占全窯高度的10％～15％。冷卻帶：冷卻帶的位置處于燒成帶以下至窯底，約占全窯高度的70％左右，物料平均溫度在1300℃以下。12379煅燒過程的物理化學(xué)變化燃料燃燒與物料煅燒是從料球表面開始。熱氣流向料球表面?zhèn)鳠?，使表面水分逐漸蒸發(fā)，并預(yù)熱料球，隨著熱量逐漸由表向里傳遞，料球內(nèi)部水分也隨之蒸發(fā)，并向表面擴(kuò)散。料球表面煤粒達(dá)到燃點(diǎn)，與氣流中的氧氣反應(yīng)燃燒，隨著氧氣自料球表面向內(nèi)部擴(kuò)散，燃料不斷燃燒，料球溫度逐漸升高，燃料燃燒與生料碳酸鈣鹽的分解同時進(jìn)行。碳酸鹽分解的CO2與產(chǎn)物CO、CO2等由內(nèi)部向表面擴(kuò)散到氣流中。80煅燒過程的物理化學(xué)變化

隨著碳酸鈣的分解和燃料的燃燒，溫度繼續(xù)升高，固相反應(yīng)也同樣由料球表面向中心推進(jìn)，逐漸完成熟料的燒成過程。

在料球從上到下的運(yùn)動過程中，經(jīng)歷了生料的干燥、預(yù)熱、分解、固相反應(yīng)、燒成、冷卻等階段。不過，在同一時間內(nèi)，料球內(nèi)外煅燒不是均勻一致的。

燒成的熟料遇到冷空氣，同時進(jìn)行熟料的冷卻與空氣的預(yù)熱。81822.7.1物料煅燒過程及特點(diǎn)各帶物料發(fā)生的主要反應(yīng)干燥預(yù)熱帶:游離水蒸發(fā)揮發(fā)分逸出固定碳的不完全燃燒化學(xué)不完全燃燒熱損大，選用無煙煤、焦炭832.7.1物料煅燒過程及特點(diǎn)高溫煅燒帶:表面燃燒作用（直接反應(yīng)）料球內(nèi)固定碳與CaCO3反應(yīng)（間接反應(yīng)）生成C3S,C2S,C3A,C4AF保證底火穩(wěn)定：高溫帶溫度、位置氧化氣氛下煅燒（否則結(jié)大塊）-快燒842.7.1物料煅燒過程及特點(diǎn)冷卻帶:熟料的冷卻提高冷卻速度→助燃空氣預(yù)熱溫度→快速燒成熟料優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的關(guān)鍵：快燒快冷前提：操作正常、熱工制度穩(wěn)定加料、用風(fēng)、配煤、卸料配合852.7.2立窯結(jié)構(gòu)窯體：豎放筒體規(guī)格：內(nèi)徑×有效高度φ2.5×8

內(nèi)徑：決定立窯產(chǎn)量因素之一有效高度：窯內(nèi)裝填了物料層的高度形狀直筒型帶喇叭口的筒體：錐角12-17°，高度0.5D-0.7D

高徑比：高度:內(nèi)徑=3-4保證熟料的充分燒成、冷卻高溫帶內(nèi)徑862.7.2立窯結(jié)構(gòu)窯體：耐高溫、散熱少、不漏風(fēng)，具有一定強(qiáng)度鋼板厚10mm，內(nèi)襯耐火磚+隔熱材料，總厚300-500mm872.7.2立窯結(jié)構(gòu)成球與加料裝置卸料裝置密封裝