回转窑的结构与工作原理解析ppt

设计参数：

  道喷煤管有何特点？ （5）火焰调节灵活，简单方便，可调范围大，可达1：10。（6）热工制度合理，可提高台时产量5%-10%，水泥熟料早期强度提高3-5MPa。（7）低NOx排放量：降幅达20-30%。 （8）对煤质适应能力强。 * 常见喷煤管的类型 PYRO-Jet通道结构如下（德国洪堡公司）。 * 德国洪堡公司PYRO-Jet的特点 （1）点火喷嘴（液体或气体燃料通道）。 （2）旋流空气通道出口带有螺旋风翅（相当于三通道喷嘴的内流风）。 （3）出口为喷煤口的燃料通道, 风速22~35m/s。 （4）出口为环形嘴的喷射空气通道（相当于三通道喷嘴的外流风）压力为1bar左右。 (5)一次风6~9%. * 德国洪堡公司的改进： 洪堡公司的喷燃管，在煤风冲刷处的管面上均喷涂了陶瓷耐磨层，大大延长了常规使用的寿命 由于一次风在各风道内高速流动，尤其是煤风还有煤粉冲刷，必然要产生静电，为消除它的影响，以免引起着火等事故，在管路连接法兰之间用纺织的扁铜线跨接，便于接地消除静电。 * Duoflex 燃烧器 双调节伸缩式燃烧器——丹麦斯密斯公司 * （1）一次风量6~8% （2） 为降低因提高一次风喷出速度而引起的通道阻力损失，在旋流风和轴流风出口端较大的空间处使两者预混合，之后由同一个环形通道喷出. (3)在煤风管内增设了一中心风管，其中通风量约为一次风总量的1%，在中心管出口处设有多孔板，将中心风均匀地分布呈诸多流速较高的风束，防止煤粉回火. (4) 煤风管可前后伸缩，采用手动蜗轮调节，并有精确的位置刻度指示，借助煤风管的伸缩，可在维持轴流风和旋流风比例不变的情况下，调节一次风出口通道面积达1:2,可进行无级调节。 煤风管伸缩处采用膨胀节相连，确保密封，其伸缩长度范围一般为100mm 左右 （5） 喷嘴前端及其部件都用耐热合金钢制成，喷嘴外部包有约120mm厚的耐火浇注料 * 法国皮拉德公司煤粉燃烧器 * 一次风压达到12KPa时，其用量为12~14%。 当压力达到35KPa 时，一次风量可降到8%。 火焰稳定器稳定器有何最大的作用？ (1)在火焰根部产生 一个较大的回流区， 可减弱一次风的旋转， 使火焰更稳定，温 度容易提高。 (2)火焰稳定器的直径较大 煤风环形层的厚度减薄， 煤风混合均匀充分，一次 风容易穿过较薄的火焰层 进入到其中，缩短了“黑火头”。 * 返回 拢焰罩有何作用？ （1）产生碗状效应，可避免空气的过早扩散，在火焰根部形成一股缩颈，降低窑口温度，使窑体温度分布合理，火焰的峰值温度降低。 （2）轴向外净风的分孔式喷射， 轴向外净风改变了原来的连续式环形间隙喷射，采用了均匀间断式的小孔喷射。 （3）小孔为均匀排列的小矩形，由第一层套管内壁加工出的矩形沟槽和第二层套管组装后形成 * 中心风有何作用？ （1）防止煤粉回流堵塞燃烧器喷出口 中心风的风量不宜过大。过大，不仅增大了一次风量，对火焰形状不利，对煤粉的混合和燃烧都是不利的。 （2）冷却燃烧器端部，保护喷头 中心风将喷头端周围的高温气体吹散顶回，不仅冷却了喷头内部，而且也冷却了端面，进而达到保护喷头的目的。 （3）中心供一部分氧气，使火焰更稳定易燃烧 （4）减少NOx有害化学气体的生成。 * TC道喷煤管结构特点 * 调节阀 一次风入口 中心风管道 轴流风风管 旋流风风管 煤风风管 膨胀节 调节丝杠 3、回转窑内气体的流动 （2）为什么二次风会被吸入窑内？ * （1）窑内气体流动的状态属于何种？ 窑内气流属于高度湍流状态 由于回转窑是一个直径有限的圆筒，当前面的气 体被推向前进时，后面的气体变得稀薄而压力下 降，即在喷煤嘴处造成一定的负压（抽力），使 二次空气连续不断吸收进流股内，与一次空气混 合，并逐渐向中心扩散，射流断面逐渐扩大，气 体量逐渐增多。 燃烧带火焰长度--主要决定于燃烧带气体流速 （3）燃烧带气体流速怎么样确定？ * * 3、回转窑内气体的流动： （4）、气流速度对煅烧物料的有何影响？ 气体流速大小，一方面影响着对流换热系数的大小和气体与物料的接触时间； 影响废气中飞灰量的大小，即收尘器的负荷及料耗的多少。 返回 * （4）、窑内风速的确定： 一般范围是干法窑9~12m/s， （5）、窑内气流的阻力损失： 应稳定窑尾负压（０.３－０.４ＫＰa），否则会影响到火焰的形状和长度。 如负压 ，说明窑内阻力 ，可能窑内结圈。 （3）、影响气体流动的因素有哪些？ 废气量多少；窑尾的截面积。 返回 窑及预热器系统内几个主要位置需要控制的最高气流速度是： 窑头罩，6米/秒； 烧成带（1450℃），9.5米/秒； 喂料端断面 (1000℃)，13米/秒； 窑尾垂直上升管道，24米/秒； 预热器气体管道，18米/秒。 最低气流速度应不低于以上数值的90%。 * 4、回转窑内的传热： * ①、烧成带的传热方式有哪些？ 火焰 表层物料， 窑衬和窑皮 与其接触的物料。 前者传递的热量约占整个烧成带传热的90%，后者约占10%。 要提高该带的传热速率，须设法提高火焰对窑衬和物料的辐射热。 返回 辐射热的计算 * 计算出辐射热量较难，可定性分析 （1）火焰的黑度 火焰的黑度可视为净气体黑度与固体粒子黑度的叠加，颗粒越大（即面积越大）火焰黑度越大。 （2）火焰的温度 （3）窑衬与物料的平均温度 4、回转窑内的传热： * ②、分解带的传热： 这一带的气体温度也较高，且气体中CO2的成分很快增加，提高了气体的辐射率，与烧成带传热相似。 ③、干燥、预热带的传热： 气温＜950℃，传热方式以对流为主。 影响因素主要有：一是气体速度 二是气流与物料的接触面积 国外预热器窑尾的主要参数见62、63 返回 * 3、回转窑维护及巡检 * ： 返回 * * * 生产的全部过程中的检查 1.1传动装置的检查 1.1.1电动机 a）电动机的运作情况，电流是否在规定值内，如突然增大应查明原因，立即处理； b)检查有没有震动、不正常响声及异常气味； C)检查地脚螺栓是否有松动现象。 1.1.2减速器 A、检查运转是否平稳，齿轮啮合声音是不是正常； B、检查有没有振动机漏油现象； C、停窑时，根据自身的需求能打开上盖视孔门，检查轮齿有无点蚀、磨粒、磨损等不良现象。 1.1.3联轴器 A、检查连接螺栓有无松动，组合联轴器夹层板是否有不允许的变形； B、检查有没有摆动现象。 1.1.4传动大、小齿轮及轴承 A、检查齿轮传动装置运转是否平稳，有无敲击声； * 生产的全部过程中的检查 B、检查大、小齿轮齿面接触斑点，沿齿高不少于40%，沿齿长不少于50%； C、大齿轮的径向、轴向摆动情况； D、带游轮的转动是否灵活，齿面油量是否充足，油的粘度是否合适，有无不正常冒烟现象； E、检查传动轴承温升是不是正常，密封装置是否有效，有否漏油和不正常现象； F、传动装置地脚螺栓及其他连接螺栓有无松动，会不会产生振动或者摆动。 * 常见故障 * * 下图为2500t/d/GP型窑头密封， GP型窑头密封系钢片径向接触式的密封形式。其结构由密封钢片、锥筒及重锤系统组成。密封钢片的一端与锥筒相联，另一端和窑头风冷套紧密接触，其在窑筒体一周组成一个封闭的柔性套筒，能自动补偿窑筒体运转时的偏摆和运转中沿轴向的往复窜动，通过钢丝绳由重锤压紧来达到良好的密封效果。为避免罩壳内积存熟料细颗粒，而在其下部设有灰斗。 * 6 密封装置 * 1mm厚 下图为2500t/d窑尾密封（双柔式密封装置）， 新型回转窑、双柔式密封装置，其技术性能的先进性、质量可靠性、运行的定性、环保的功能性予以肯定，是国家建材及国家环保局积极倡导推广的高效节能环保技术新产品。解决漏风的专利技术-双柔式密封装置 原理：此密封装置为柔性结构，采用一种特殊的耐高温、抗磨损的半柔性新型复合材料， （碳硅铝复合板）这中间还包括耐热钢鱼鳞片、碳硅铝复合板、普通钢板鱼鳞片其组合而成的柔性密封结构整体可以随回转窑的运动而变形， * 6 密封装置 从而适应回转窑在高温使用状态下产生的窑体变形、筒体偏摆及偏心。它—端固定在窑头罩或窑尾烟室上，另一端无间隙地保覆在专门设置的磨擦套上，实现无间隙密封，确保了不漏风。灰斗的设置保证了在回转窑生产不一般的情况下的倒料、吐料有了走料的通道，灰斗出口管道根据现场情况与塔架下设备连接或集中处理，使预热后的生料不会漏到设备外面而污染自然环境及烫伤操作工。因柔性密封装置所用的密封材料全部采用进口耐高温材料及特殊热处理工艺制作，所以在窑头温度1000℃~1200℃的 * 6 密封装置 情况下仍能保持良好机械 性能，来保证密封效果及 常规使用的寿命。完全解决回转部 件与固定部件间的漏风、漏 灰问题，提高窑头三次风温 保证正常的热工环境。 * 6 密封装置 烧成带的轴流风机：利于窑皮的形成，保护筒体 * 7 辅助设备 传感器 筒体温度传感器； 用来测定窑传动力矩的电流表或功率表； 窑纵向高位或地位的传感器，用于控制液压挡轮。 * 窑头强电控制站 * 窑头罩窑头罩为钢板焊接而成的罩形，通过两侧的支腿座落在窑头操作平台上，下部与冷却机的接口连接。窑头罩内砌耐火砖或浇筑耐热混凝土。窑头罩的外端面设有设有二扇悬挂移动式窑门，以便进入窑内检修及窑衬砌筑等工作。 * 1.2回转窑的工作原理物料回转窑内煅烧的过程是生料从窑的冷端喂入，由于窑有一定的倾斜度，且不断回转，因此使生料连续向热端移动。燃料自热端喷入，在空气助燃下燃烧放热并产生高温烟气，热气在风机的驱动下，自热端向次端流动，而物料和烟气在逆向运动的过程中进行热量交换，使生料烧成熟料，在物料热交换过程中形成的热空气，由窑进料端进入窑尾系统，最后由烟囱排入大气。因此，研究回转窑的工作原理，主要是研究物料在窑内的运动，窑内气体的流动，燃料燃烧和物料与气体间传热的现象和规律。 * 1. 2、回转窑的工作原理 * 物料 喂入回转窑后，由于筒体具有一定的斜度，并以一定的速度回转，物料就会由窑尾向窑头运动。 (1)、物料在窑内是如何向前运动的？ 返回 1、回转窑内物料的运动 * （2）、物料在窑内的运动速度怎样计算？ （3）、物料的运动速度与哪一些原因有关？ 返回 * vm与窑径、转速、倾斜度、物料的物理性 质及操作条件有关： Di ↑ vm ↑ ; 返回 转速越快， vm↑ ; 由于入窑物料已大部分分解，预烧良好，且烧成带长度大幅度提升，一般带分解炉的回转窑的斜度仍取3.5~4% , 窑速增加到3.5r/min左右。 回转窑的斜率与窑的转数和填充率有关。回转窑的斜率β↑ vm ↑物料的填充率应越大，窑的转数应越大。 填充系数：窑内物料的体积占筒体容积的百分比。用下式表示，即 * 物料的休止角α↑ vm ↓ 物料的粘度越大，流动性困难，则 vm ↓易烧性好的物料，在窑内煅烧时间短，则 vm ↑ * * 问：窑喂料量、窑的负荷填充率与窑速之间是啥关系？ ⑴ 在窑喂料量不变时，窑速加快，会使窑的填充率降低。此时窑的产量并未增加；但由于是簿料快转，有利于熟料煅烧均匀，质量提高；传热效果好，热耗降低；窑皮、窑耐火砖受热波动小，窑的安全运转周期长。 ⑵ 在窑填充率不变时，让窑速与喂料量同步增加或减少，即窑的产量高低时刻伴随着窑速的快慢进行。但由于窑的热负荷要相应改变，窑皮与窑衬所承受的热负荷也要变化，势必影响窑的安全运转周期。 这种方法慎用 * 返回 2、回转窑内的燃料燃烧 * （1）煤的燃烧过程是怎样的？ 0~100-150℃燃料中水分蒸发，0.30-0.05S ~ 450-500 ℃逸出挥发份； 着火燃烧至700-800 ℃挥发份全部逸出； 固定碳和灰分继续燃烧。 煤粉在回转窑内的燃烧过程 （2）、什么是一次风？有何作用？选取的依据是什么？ * 一次风是通过主燃烧器强制送入窑的自然空气，由 窑头燃烧器的一次风机供给。 作用：输送煤粉，并供煤中挥发份燃烧所需的氧。 风量占总风量：＜15% 选取的依据：形成优质火焰是衡量一次风量、风压 使用是不是正确的唯一标准。 通过热电偶测的窑尾温度，光电比色高温计测的火 焰温度，红外筒体温度扫描仪测的筒体温度分布， 高温气体分析仪测示的窑尾废气含量等综合判断一 次风量和风压是不是合理。 （3）一次风对煅烧有何影响？ * 一次风是常温，风量过大，入窑后吸热，使 熟料煅烧的热耗增加，热效率降低；煤中挥 发份低时，需要的一次风应少些；不利于NOx 的排放。 一次风过少，挥发份燃烧慢，影响煤的燃烧 速度，同时煤对喷煤管的磨损加大，设备损坏 严重。 （4）、二次风有何作用？ * ①作用：经冷却机被预热到650-1000℃ 后入窑，对气流产生强烈的扰动，有利 于碳的燃烧。调节火焰长短，窑尾温度 高低以及供燃料焦炭粒子燃烧所需的氧 并能回收熟料的热量。 ②当一次风不变时，二次风大小决定着 窑内抽风能力大小。二次风大，火焰 长，否则短。 * 控制内容有：火焰的温度、长度、着火位置及形状 （1）什么是火焰？ 返回 煤粉燃烧过程的控制 煤的热值；煤的挥发份；煤的灰分；煤的水分； 煤粉的细度；燃烧所需空气用量；二次风温； 窑体烧成带壁温度等。 火焰是燃烧中的气体混合物，当悬浮物中含有固体颗粒时， 形成明亮火焰。 （2）哪一些原因影响火焰温度？ * 控制内容有：火焰的温度、长度、着火位置及形状 （1）哪一些原因影响火焰温度？ 返回 增加燃料量不是总能提高火焰输出的热量，但是 减少燃料量总是会降低热量输出。 煤粉燃烧过程的控制 煤的热值；煤的挥发份；煤的灰分； 煤的水分；煤粉的细度； 燃烧所需空气用量；二次风温； 窑体烧成带壁温度等。 （2）什么是火焰长度？ * 返回 （3）火焰长度对煅烧工艺的影响？ 有两种： 一是全焰长度——从喷煤管到火焰末端的距离。 二是燃焰长度——开始着火至火焰末端的距离。 作用：决定了窑的烧成带的长度 在发热量一定的条件下，火焰越长，燃烧带温度 越低，过早出现液相，易结圈，尾温高。 火焰越短，高温部分集中，窑衬寿命短。 * （4）影响火焰长度的因素有哪些？ 气流速度 煤粉燃烧速度 喷嘴的结构 窑内气速越快，火焰会被拉长； 窑尾排风量增加，窑尾负压增 加，二次风增加，火焰也被拉长。 煤愈细、二次风温越高，燃烧 快，火焰长度愈短；煤水分越 高，火焰越长。 单风道喷煤管 淘汰 双风道喷煤管 三风道喷煤管 预热器窑 道喷煤管 和预分解窑 （5）单风道煤粉燃烧有哪些缺点？ （1）一次风量大 由于煤粉靠一次风输送并吹散，所以必须有足够的风量，一般占总燃烧空气的20~40%，才可以做到要求的风速。 （2）烧成温度不易提高燃煤和空气在喷煤管内混和不好。 （3）易发生结圈、结皮、结块或结蛋等工艺事故 （4） 煤粉的品质要求高 （5）有害化学气体产生多。 * 返回 * （1）结构如图 三风道喷煤管 返回 三风道喷煤管结构示意图 1.浇注料；2.外风道；3.煤风道；4.内风道；5．风翅；6.中心管；7.外风管；8．支承挂钩 * 返回 * (2)、三风道喷煤管有何技术特点？ 一次空气量少, 煤粉的燃烧强度高, 火焰形状调整幅度大, 燃烧稳定，对各种煤有很好的适用性; NOx浓度降低，热耗减少

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