普通硅酸鹽水泥機(jī)械立窯設(shè)計(jì)計(jì)劃書

普通硅酸鹽水泥機(jī)械立窯設(shè)計(jì) 計(jì)劃 書 第 1 章 概 述 窯煅燒水泥熟料 立窯內(nèi)的煅燒過程，對(duì)于每個(gè)料球，仍然經(jīng)歷著生料的干燥、預(yù)熱、分解、固相反應(yīng)、燒成、冷卻等各階段。從料球表面逐漸向內(nèi)部進(jìn)行的 ： 首先，熱氣流向表面?zhèn)鳠?，使表面向?nèi)部擴(kuò)散。其次，料球表面煤粒達(dá)到燃點(diǎn)，與氣流中氧氣反應(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，料球溫度逐漸提高，煤粒的燃燒與生料碳酸鈣的分解同時(shí)進(jìn)行。第三，碳酸鈣分解的二氧化碳與燃燒產(chǎn)物一氧化碳、二氧化碳等由料球內(nèi)部向外擴(kuò)散，并從表面擴(kuò)散至氣流中。第四，隨著碳酸鈣分解與燃料燃燒，溫度繼續(xù)升高，固相反應(yīng)與固液相反應(yīng)也同樣從料球表面向中心推進(jìn)；逐漸完成熟料的燒成過程。第五，燒成各個(gè)料球 反 應(yīng)的各階段是相互交叉進(jìn)行的。 立窯煅燒熟料的過程，大致可分為預(yù)燒帶、燒成帶和冷卻帶。 但是窯內(nèi)各帶之間并不存在一個(gè)明顯的界限。 為此，不可能象回轉(zhuǎn)窯那樣可以比較清楚地劃分窯內(nèi)各帶，以 及 從各帶 通風(fēng)等方面闡述立窯煅燒 熟料 的特點(diǎn)。 同時(shí)，各帶所占的高度比例也是根據(jù)設(shè)備、操作方法不同而變。例如，提高風(fēng)壓，冷卻帶將加長(zhǎng)，其它兩帶縮短；采用暗火操作，預(yù)熱帶將加長(zhǎng)。 料燃燒 立窯內(nèi)燃料與生料一起成球入窯，并與冷空氣逆向而行。隨著料球向下移動(dòng)，水分蒸發(fā)，料球預(yù)熱、分解，燃料揮發(fā)物逐漸揮發(fā)，向上流動(dòng)的空氣與生料、燃料反應(yīng)，氧氣濃度逐漸降低。由于高溫帶生料中碳酸鈣的分解產(chǎn)物二氧化碳分壓隨溫度提高而 增加，氧氣高溫帶料球內(nèi)部以 “郝氏反應(yīng) ”為主，反應(yīng)式如下： O 2 （ 1 2 （ 1 （ 1 在氧氣濃度較低，碳酸鈣分解產(chǎn)物 燃燒 產(chǎn)物 到料球中灼熱的煤（或碳）時(shí)，將發(fā)生 “包氏反應(yīng) ”，其反應(yīng)式為： 2吸熱反應(yīng)） （ 1 在氧氣濃度較高的料球表面的煤以及經(jīng) “郝氏反應(yīng) ”與 “包氏反應(yīng) ”生成的 發(fā)生下列反應(yīng)： C+O 2 （放熱反應(yīng)） （ 1 222（放熱反應(yīng)） （ 1 立窯高溫帶下部氧氣濃度較高時(shí)，燃料已接近燃燒完畢，而立窯上部，揮發(fā)物的燃燒、 及碳的燃燒又發(fā)生在缺氧的條件下，因此，這是立窯內(nèi)燃料易于燃燒不完全，出窯廢氣中一氧化碳濃度較回轉(zhuǎn)窯高的主要原因；也是立窯煅燒適宜于 用無煙煤而不宜于用煙煤的原因。 由于立窯窯壁邊壁效應(yīng)的影響，通常窯邊部通風(fēng)較中部為好，使中部燃料燃燒處于缺氧狀態(tài)。由此可知，立窯內(nèi)的燃料燃燒是在料球內(nèi)部中心缺氧、窯上部和窯中部缺氧的條件下進(jìn)行的。因此，如不采取各種有效措施，立窯的化學(xué)不完全燃燒將成為立窯熱耗高的主要原因之一。 熱 立窯內(nèi)堆滿料球，氣流與物料直接接觸，相當(dāng)于物料直接接觸，相當(dāng)于顆粒層傳熱，因而立窯內(nèi)以對(duì)流可傳導(dǎo)傳熱為主，不同于回轉(zhuǎn)窯。立窯內(nèi)由于物料煅燒各階段的反應(yīng)與燃料燃燒幾乎是同時(shí)進(jìn)行的。固相反應(yīng)放熱效應(yīng)的熱利用比較充分，表面散熱較小，又沒有空洞 (暗火操作 )，特別是立窯內(nèi)料球中生料的分解和碳粒子的燃燒形成的多孔結(jié)構(gòu)，使立窯內(nèi)基本上是以無焰燃燒進(jìn)行的，這對(duì)傳熱過程非常有利了。因此，立窯的熱效率較高，其單位熟料熱耗較低，可以低達(dá)2800料 （ 9670料）。 風(fēng) 立窯內(nèi)充滿料球，料球之間的空隙產(chǎn)生的通風(fēng)阻力較料球與窯內(nèi)產(chǎn)生的阻力為大，特別是料球在煅燒過程中，熟料會(huì)因燒結(jié)產(chǎn)生收縮，從而使料球與窯內(nèi)壁間的空隙更大而不足造成邊風(fēng)過剩。同時(shí)，窯中心部分燃料燃燒過程易于產(chǎn)生還原氣氛，因而當(dāng)窯中心、供氧不足時(shí)，一氧化碳濃度高至一定程度，物料中氧化鐵會(huì)還原成 成 2的低熔液相，易使料球粘結(jié)成大塊，進(jìn)一步使窯中部通風(fēng)不良。若原料質(zhì)量差或成球不良等會(huì)加劇這一過程。因此，立窯在同一截面上的通風(fēng)阻力是不同的。通風(fēng)不均，中部通風(fēng)不良，邊風(fēng)過剩是立 窯常出現(xiàn)的主要問題之一，也是影響立窯熟料質(zhì)量的主要原因之一。 立窯是一種填滿料球的豎式固定床煅燒設(shè)備內(nèi)襯耐火材料。分普通立窯和機(jī)械化立窯。含煤的生料球從窯頂喂入，空氣從窯下部用高壓風(fēng)機(jī)鼓入，窯內(nèi)物料借自重自上而下移動(dòng)。料球在窯內(nèi)經(jīng)預(yù)熱、分解、燒成和冷卻等一系列物理、化學(xué)變化，形成熟料，從窯底部卸出。廢氣經(jīng)窯罩、煙囪排出。立窯具有熱耗小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，單位投資少，省鋼材，建廠快等優(yōu)點(diǎn)，因而適宜于地方規(guī)模較小、交通不便和邊遠(yuǎn)地區(qū)建廠，以滿足當(dāng)?shù)鼗窘ㄔO(shè)和民用建設(shè)的需要。但由于立窯廠規(guī)模較小，勞動(dòng)生產(chǎn)率較 低，特別是建廠條件和原材料、燃料運(yùn)輸費(fèi)用較高等，致使水泥成本較高。另外，因立窯煅燒溫度不均，對(duì)熟料質(zhì)量有一定影響。 立窯的結(jié)構(gòu) 機(jī)械立窯是指機(jī)械加料和機(jī)械卸料的立窯。除窯體本身外，包括喂料裝置、卸料篦子和卸料密封裝置等三部分。 料裝置 在立窯的窯罩內(nèi)安裝一個(gè)回轉(zhuǎn)撒料溜子，將料球均勻地撒在窯面上。喂料裝置有單撒料溜子和雙撒料溜子兩種。單撒料溜子的傾角可通過手動(dòng)或電動(dòng)操縱改 變?nèi)隽宵c(diǎn)，也可以將不同含煤量的料球交替撒入窯的邊部和中部，以滿足差熱煅燒的需要。雙撒料溜子可以同時(shí)將邊料和 中料撒入窯內(nèi)，但需采用雙供料系統(tǒng)。 料篦子 機(jī)械化立窯的卸料篦子有塔式、塔盤式、往復(fù)式、輥式、盤式等數(shù)種。本文為改進(jìn)后的塔蓖結(jié)構(gòu)，用雙偏心結(jié)構(gòu)，改善立軸受力情況，軸承使用壽命較長(zhǎng)，篦子為整體鑄造，具有強(qiáng)度高，通風(fēng)面積大，維修方便等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，熟料經(jīng)顎板間受擠壓破碎后卸出，出料粒度約為 100保證熟料有控制地卸出，而不受熟料燒結(jié)情況、粒度、或松散性的影響。這種篦子通風(fēng)、卸料較均勻（特別是立窯中塔式篦子使中部料層較薄而暖和通風(fēng)不均的影響），出料粒度較小，雖篦子及傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)與加工較為 復(fù)雜，仍是目前使用比較廣泛的一種形式。往復(fù)式、輥式、盤式等卸料篦子，由于不易控制卸料，出料粒度較大，且通風(fēng)均勻性不如塔式篦子而逐漸被塔式篦子所取代。 料密封裝置 該裝置的作用是防止卸料時(shí)鼓入窯內(nèi)的空氣隨熟料卸出。目前采用的主要是料封式卸料器，過去曾用三道閘門，或四道閘門，現(xiàn)已逐漸淘汰。 料封式卸料由我國水泥工藝設(shè)計(jì)院所發(fā)明。這種裝置是利用卸料管中的物料來鎖風(fēng)。料風(fēng)管內(nèi)料柱高度變化所顯示的風(fēng)壓差通過電控線路自動(dòng)控制：當(dāng)料柱到一定的高度后開始卸料；料柱下降到一定高度后停止卸料。 應(yīng)該指出，料封式卸料器的高度和直徑要適當(dāng)，直徑愈大，漏風(fēng)愈嚴(yán)重；直徑愈小，愈易拱料，一般如卸料粒度小于 300風(fēng)管直徑為 350右；如卸料粒度小于 300料風(fēng)管直徑為 300右。如卸料粒度過大，則料風(fēng)管高度要求約為 則應(yīng)加一水平料封。料封管傾角，要注意物料能自由卸料，通常應(yīng)大于 55了消除偶然出現(xiàn)的拱料，料風(fēng)管上可裝震動(dòng)器。 第 2 章 立窯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 機(jī)械立窯的規(guī)格以窯的有效直徑（內(nèi)徑 D）和有效高度（ C）來表示， 0m 塔式機(jī)械立窯表示有效內(nèi)徑為 3m，有效高度為 10m。立窯的規(guī)格是根據(jù)水泥的年產(chǎn)量要求選定的，因此機(jī)械立窯的結(jié)構(gòu)參數(shù)應(yīng)滿足窯的生產(chǎn)能力，盡可能達(dá)到高產(chǎn)的目的。機(jī)械立窯的主要結(jié)構(gòu)尺寸是窯徑和窯體擴(kuò)大口尺寸。 窯的內(nèi)徑和高度 立窯的產(chǎn)量與煅燒帶截面積成正比，亦即與立窯內(nèi)徑的平方成正比。立窯的內(nèi)徑可按下式計(jì)算： 2 式中： D立窯煅燒內(nèi)徑， m； G要求熟料小時(shí)產(chǎn)量， kg/h； 立窯煅燒帶單位截面積產(chǎn)量，機(jī)械立窯取 700kg/m2h 則： 立窯內(nèi)徑愈大，產(chǎn)量愈高，但內(nèi)徑過大，窯截面的通風(fēng)、煅燒和卸料都不易均勻。 立窯的內(nèi)徑確定之后，可根據(jù)立窯的高徑比確定立窯的高度。目前國內(nèi)生產(chǎn)的機(jī)械立窯高徑比一般為 3窯的高徑比取決于物料在窯內(nèi)預(yù)熱、分解、燒成及冷卻各帶所需要停留的時(shí)間，高徑比過大通風(fēng)電阻力增加，風(fēng)機(jī)電耗增高，并影響煅燒速度；高徑比過低，窯斷面通風(fēng)不均，熟料煅燒不穩(wěn)，并會(huì) 使熟料冷卻不良，熱損失增加。 對(duì)于 D=應(yīng)取 C=喇叭口尺寸計(jì)算 立窯窯口擴(kuò)大內(nèi)徑擴(kuò)風(fēng)能力及操作情況，喇叭口高度 H 則取決于煅燒帶的位置，其間關(guān)系可按下式計(jì)算： （ 2 （ 2 2擴(kuò)擴(kuò)大口角度 對(duì)窯內(nèi)的煅燒情況有很大影響。若擴(kuò)大角 過小，則減少邊風(fēng)的效果不顯著；若擴(kuò)大角過大，擴(kuò)大部分物料收縮之后的體積比直筒部位大，則物料容易卡在擴(kuò)大口而卸不下去，因此擴(kuò)大口角度要適當(dāng)。擴(kuò)大口高度 H ，主要與立窯規(guī)格、煅燒情況和操作方法有關(guān)， H 過高操作上不易處理煉邊；若過小，又易卡窯。暗火操作比明火操作 H 應(yīng)高，太深對(duì)熟料冷卻會(huì)有影響。通常采用暗火操作， H =火操作 H =次設(shè)計(jì)中取 H = 球與熟料體積比 ）（ 生球球 熟 11 式中：球生料球平均容量， kg/ 球； 熟熟料平均容量， kg/ 熟； 球w生料球平均水分， %， %w； 生L入窯生料燒失量， % ， %L； 則： ）（算擴(kuò)大口角度 1(2 a r ct r ct r ct g 擴(kuò) 機(jī)械立窯工藝參數(shù)確定 速 機(jī)械立窯卸料裝置轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了窯的卸料能力，而卸料能力又與立窯的煅燒情況有關(guān)。影響燒成質(zhì)量的因素很多，如料球的水分 、 球徑、燃料的發(fā)熱值、風(fēng)壓、風(fēng)速、操作水平等。因此，還不能由理論公式來計(jì)算并確定機(jī)械立窯卸料篦子的轉(zhuǎn)速。常用 3h，并轉(zhuǎn)速必可調(diào)，調(diào)速范圍一般為 1:3 1:4。 率 目前，用理論方法還不能正確地確定卸料篦子的功率消耗。因此，一般采用（ 2 （ 2 （ 2 與同類型同規(guī)格的機(jī)械立窯相類比或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試方法來確定。 產(chǎn)能力 03 5 0 43 量 鼓入窯內(nèi)的風(fēng)量，表明供給燃料燃燒的氧量。在一定的合理范圍內(nèi)，風(fēng)量越大，燃燒用氧量越足，燃燒快而 完全，傳熱也越快，并加速了熟料燒成，有利于熟料產(chǎn)質(zhì)量提高。但風(fēng)量并不是越大越好，風(fēng)量若過大使煙氣量增加，煙氣帶出的熱損失也增加，反而使燃燒溫度降低，影響熟料煅燒，因此，鼓入窯內(nèi)的風(fēng)量要適當(dāng)。 機(jī)械立窯所需的風(fēng)量，即煅燒物料的基本風(fēng)量，按如下 W安謝爾姆公式計(jì)算： t )27 31(28 4 式中：空氣需求量， m3/ q熟料單位熱耗， 料 ） ； G立窯的日產(chǎn)量， G=50t/d； t入窯風(fēng)溫度， t=28 ； k修正系數(shù)，機(jī)械立窯： k= k= 則： t 73281(284 350 壓 風(fēng)壓是風(fēng)本身所具有的能量 ， 用風(fēng)壓來克服室內(nèi)阻力，窯內(nèi)阻力，需要克服阻力的風(fēng)壓應(yīng)大，這樣才能到達(dá)燃燒帶，使燃料充分燃燒。在確定了入窯風(fēng)量和風(fēng)壓后，就可選擇出鼓風(fēng)機(jī)的型號(hào)。 （ 2 （ 2 第 3 章 燃料燃燒計(jì)算 燃料燃燒計(jì)算內(nèi)容及基本概念 燃料燃燒計(jì)算的主要目的是求出燃料燃燒時(shí)所需的空氣量，燃燒產(chǎn)物（煙氣）生成量和燃燒溫度等，以便正確進(jìn)行工業(yè)窯爐的熱工設(shè)計(jì)和對(duì)已在運(yùn)行的工業(yè)窯爐進(jìn)行熱工標(biāo)定等。 氣需要量的計(jì)算 燃料燃燒實(shí)際上就是燃料中的可燃成分和空氣中的氧進(jìn)行劇烈的氧化反應(yīng)過程，因此，當(dāng)燃料進(jìn)行燃燒時(shí)需要不斷地供給空氣。但供給的空氣量應(yīng)該適當(dāng)，過少，由于空氣的不足會(huì)引起燃燒的不完全；過多，則會(huì)降低燃燒溫度，可見供應(yīng)適量的空氣是燃燒中的重要問題，為做到這一點(diǎn)，我們必須較確切地計(jì)算燃料在燃燒時(shí)所需要的空氣量，并以此作為進(jìn)行鼓風(fēng)機(jī) 選型計(jì)算等的依據(jù)。 氣生成量的計(jì)算 燃料燃燒時(shí)所生成的煙氣必須及時(shí)地從窯爐中排除，否則燃燒就不能繼續(xù)進(jìn)行，故在所有的工業(yè)窯爐上都有煙囪、排風(fēng)機(jī)和煙道等排風(fēng)系統(tǒng)。為了確定排風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備的規(guī)格型號(hào)，就必須知道煙氣的生成量，它是窯爐設(shè)計(jì)計(jì)算中不可缺少的數(shù)據(jù)。 氣成分的計(jì)算 在燃燒產(chǎn)物中包含著燃料燃燒所放出的全部熱量，因而煙氣是窯爐內(nèi)主要傳熱介質(zhì)，其熱容量與成分有關(guān)，故需計(jì)算煙氣的成分。 燒溫度的計(jì)算 燃料燃燒的主要目的是要獲取一定的溫度，達(dá)到煅燒制品的目的。某 種燃料在燃燒之后能否達(dá)到所需的溫度，可以通過計(jì)算來求得。通過燃燒溫度的計(jì)算，并可分析影響燃燒溫度的因素，改進(jìn)燃燒條件，從而提高燃燒溫度。 空氣用量和煙氣生成量計(jì)算 在進(jìn)行燃燒計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)該確定計(jì)算基準(zhǔn)，一般的計(jì)算基準(zhǔn)是以 1100 料完全燃燒時(shí)所需要空氣量和煙氣生成量，確定基準(zhǔn)后，根據(jù)燃料的元素分析成分和可燃元素的燃燒反應(yīng)方程式，分別計(jì)算出各可燃元素燃燒時(shí)，所需的氧量和燃燒產(chǎn)物生成量，然后相加起來，即得 1 100 料完全燃燒時(shí)所需的總氧量，知道了氧的總需用量并根據(jù)其在 空氣中的比例就可得空氣需用量和燃燒產(chǎn)物總生成量。 在計(jì)算時(shí)，用 示較用 示要簡(jiǎn)便得多，因此，在 燃燒 計(jì)算中常采用摩爾數(shù)表示法。若已知的是質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，在計(jì)算時(shí)應(yīng)先換算為摩爾數(shù)。 已知煤的成分以應(yīng)用基表示為： y+y+y+00% 計(jì)算 100 所需空氣量和煙氣生成量： 把 100 所含各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)換成摩爾分?jǐn)?shù)，即： 18,32,28,32,2,12燃燒中灰分不參加燃燒反應(yīng)，也不變?yōu)闅怏w，故不計(jì)算它。 列下表： 121/2)()= 表 3 1 煤的可燃成分的燃燒反應(yīng) 元素名稱 反應(yīng)式 所需氧量 燒產(chǎn)物 2O 2 C C+O 2 2 2 H H 2O (1/2)()= S S+O 2 2 2 O 參與反應(yīng) 2 N 2 8 W 2O 8 論空氣量和實(shí)際空氣需用量 已知：所用的煤應(yīng)用基成分如下： 表 3 2 所用的煤應(yīng)用基成分 % ?？諝庀禂?shù)： = 3 （ 3 （ 3 以表格形式取 100為基準(zhǔn)計(jì)算如下： 表 3 3 燃料 反應(yīng)式 所需 質(zhì)量（ 燃燒產(chǎn)物 成分 百分含量（ %） 質(zhì)量（ 摩爾數(shù)（ 2O 2 +O 2 2+1/22O +O 2 yN 2 與反應(yīng) yH 2O 合計(jì) 據(jù)氧在空氣中的含量和空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下摩爾體積，可得 1料燃燒時(shí)所需的理論空氣量，以 示： 21100)3232412(100 實(shí)際空氣需用量： VV 式中： 理論空氣需用量， m/料； 實(shí)際空氣需用量， m/料； 過?？諝庀禂?shù) ， =： 32 86 V m/（ 料 ） （ 3 （ 3 m/（ 料 ） 氣生成量 煙氣是指燃料燃燒時(shí)所產(chǎn)生的全部氣態(tài)產(chǎn)物，不考慮灰分在內(nèi)，燃料燃燒后所得到的氣態(tài)產(chǎn)物，由兩部分組成，一部分是由燃料燃燒生產(chǎn)的，另一部分是由空氣帶入的。 根據(jù)上表，可計(jì)算出 1料完全燃燒所生成的氣體量，其中： （ 1） 源于碳的燃燒，即 : 100 CV m/（ 料 ） （ 2） 源于氫的燃料中的水分的蒸發(fā) : 100 82(2 m/（ 料 ） （ 3） 源于硫的燃燒，即 : 100 SV m/（ 料 ） （ 4） 源于過?？諝猓?: (100212 V m/（ 料 ） （ 5） 源于燃料中的氮和空氣中引入的氮之總和，即 : 10079100 m/（ 料 ） 以上各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果相加，即可得 1料完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣總量： 氣成分及密度 m/料 （ 1）煙氣成分計(jì)算 % V % %002002 %00*2002 % V （ 2）煙氣密度計(jì)算 02002002002002燃燒溫度計(jì)算 論燃燒溫度 燃料完全燃燒放出的熱量以及燃料和空氣帶入的物理熱全部用于加熱煙氣，在此情況下的煙氣溫度，稱為理論燃燒溫度，也就是假定燃料在燃燒過程中沒有任何損失時(shí)，煙氣所能達(dá)到的溫度。 在熱量方面，根據(jù)能量守恒定律，進(jìn)入熱量必等于支出熱量，這就是熱平衡。進(jìn)入的熱量主要有：燃料的發(fā)熱量 ，燃料帶入的物理熱 空氣帶入物理熱 ；支出的熱量主要有：排出煙氣的物理熱 ，化學(xué)和機(jī)械不完全燃燒的熱損失 以及散熱損失 。 它們之間的關(guān)系可用熱平衡方程式表示（以單位燃料為計(jì)算基準(zhǔn)） + Q + 理論燃燒溫度計(jì)算時(shí)，取 0,0,0 Q , 3 熱平衡方程式為 : + 式中： 0論燃燒溫度 , ； 料溫度， ； 氣溫度， ； 料的平均熱容量， kJ/ ； 氣的平均熱容量， ； 氣的平均熱容量， ； 查表知各種氣體的平均熱容量，可以利用加和法計(jì)算煙氣的平均熱容量。 100 1)( 2222222222 際燃燒溫度計(jì)算 按照實(shí)際情況考慮到各種熱損失時(shí) ,燃料燃燒生成的煙氣可能達(dá)到的溫度 ,稱為實(shí)際燃燒溫度。由此可見，實(shí)際燃燒溫度必低于理論燃燒溫度。 一般計(jì)算實(shí)際燃燒是很困難的，因?yàn)橛绊憣?shí)際燃燒溫度的因素很多，這些因素很難用計(jì)算方法準(zhǔn)確地求得，因此，在某種特定的窯爐上，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出理論燃燒溫度和實(shí)際燃燒溫度的關(guān)系，得出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式： 式中：t為高溫系數(shù)或燃燒熱效率； 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，立窯的 t 數(shù)值為 燒溫度計(jì)算 已知：煤的應(yīng)用基組成 表 3 4 煤的應(yīng)用基組成（ %） 含量 (%) 3 （ 3 （ 3 （ 3 （ 3 煤的溫度： 32 ； 熱容量： 空氣溫度： 32 ； 熱容量： 且過?？諝庀禂?shù)為 =計(jì)算有： 理論空氣量： m/料 煙氣量： m/料 低發(fā)熱量： 7790 kJ/氣組成： 根據(jù)熱平衡方程式計(jì)算理論燃燒溫度時(shí)，可改寫為： 00 式中 Q 為一定值，可以準(zhǔn)確計(jì)算出來，煙氣量煙氣的熱容量采用試算內(nèi)插法計(jì)算求解。 先估計(jì) m ） 則： V 估計(jì)100 2200 之間 再設(shè)=2000 ,查表并利用公式 0011001)( 22222222221 料 ） 設(shè)2200 ，同理 ： 3 料） ） 0011001)( 22222222222 KJ/料 由上可知符合 2Q Q 1Q ，因此，000 2200 之間，則 21092 8 0 3 32 9 5 5 12 8 0 3 1 4 9)21002200(2100)(121211取高溫系數(shù)t=得實(shí)際燃燒溫度為： 1 4 7 62 1 0 tt ） 第 4 章 水泥熟料形成熱的計(jì)算 由熟料的形成過程看出，在一系列的物理化學(xué)變化過程中，有的吸熱有的放熱。現(xiàn)將各反應(yīng)過程的溫度與熱性質(zhì)歸納如下表： 表 4 1 水泥熟料形成時(shí)各反應(yīng)過程的溫度與熱性質(zhì) 溫度 反應(yīng) 熱性質(zhì) 100 自由水分蒸發(fā) 吸熱 450 粘土結(jié)合水脫水 吸熱 600 碳酸鎂分解 吸熱 900 粘土中無定形物轉(zhuǎn)變成晶體 放熱 900 碳酸鈣分解 吸熱 900 固相反應(yīng) 放熱 1300 液相反應(yīng) 吸熱 1300 3S 微吸熱 所謂熟料形成熱，是指在一定的生產(chǎn)條件下，用某一基準(zhǔn)溫度（一般是 0或 20 ）的干燥物料在沒有任何物料和熱量損失的條件下，制成 1溫度下的熟料所需要的熱量，也就是用一定成分的干物料生產(chǎn)一定熟料進(jìn)行物理化學(xué)變化所需要的熱量。因此，它是熟料形成理論上的消耗的熱量，僅與原料、燃料的品種，性質(zhì)及熟料的化學(xué)成分與礦物組成有關(guān)。 已知： （ 1） 熟料及煤灰的化學(xué)成分如下： 表 4 2 熟料及煤灰的化學(xué)成分 物料名稱 他 合計(jì) 熟料 00 煤灰 00 （ 2） 煤的工業(yè)分析積及熱值如下 表 4 3 煤的工業(yè)分析積及熱值 成分 水分 發(fā)分 定碳 分 值 含量 % 7790kJ/ 3） 熟料的單位熱耗 q， kJ/料； 28548 （見物料平衡計(jì)算） 計(jì)算：確定計(jì)算基準(zhǔn)為 1料 0 物料消耗量的計(jì)算 灰消耗量的計(jì)算 1001成 1料，煤灰的摻入量， 料 ） ； 煤灰的應(yīng)用基含量，； q 熟料單位熱耗， 料 ） ； a煤灰摻入的百分比， a=1； 的應(yīng)用基低熱值， 煤 ） ； 則： qm 7 90 2 8 5 酸鈣消耗量的計(jì)算 O 33 100 式中： 成 1料，生料中碳酸鈣的含量， 料 ） ； 熟料中氧化鈣的含量，； 煤灰分中氧化鈣的含量，； 、 分別為碳酸鈣， 氧化鈣 的分子量； （ 4 （ 4 則： a C O 0 01 0 酸鎂消耗量的計(jì)算 1001)( 33 g OM g C g C 生成 1料生料中碳酸鎂的含量（ kg/料）； 熟料中氧化鎂的含量 、 煤灰中氧化鎂的含量 ， %； 、 分別為碳酸鎂、氧化鎂的分子量； 則：g C O 嶺土消耗量的計(jì)算 1001)(3222323222 2生成 1料生料中高嶺土的含量， kg/料； 熟料中三氧化二鋁的含量，； 32 煤灰中三氧化二鋁的含量，； 2、 2分別為高嶺土、三氧化二鋁的分子量； 則： AS 2 氧化硅的消耗量的計(jì)算 式中： 成 1料生料中除去高嶺土所含二氧化硅剩余的二氧化硅 熟料中二氧化硅的含量，； （ 4 （ 4 （ 4 煤灰中二氧化硅的含量，； 氧化硅的分子量； 則iO 00 1) 氧化二鐵消耗量的計(jì)算 1001)( 323232 2生成 1 公斤熟料生料中三氧化二鐵的含量， kg/料； 熟料中三氧化二鐵的含量，； 32 煤灰中三氧化二鐵的含量，； 則： Fe 05 4 )2 成 1 公斤熟料主要物料消耗量之和 rM g C a C 32223 +式中： 生成 1 公斤熟料主要干物料消耗量之和， kg/料；則： 成 1 公斤熟料干物料消耗量 00100 式中 ： 生成 1 公斤熟料物料消耗量， kg/料； m 熟料中其他成分含量之和，； m =： 00)吸收熱量的計(jì)算 料從 0加熱到 450吸收熱量的計(jì)算 )0450(1 （ 4 （ 4 （ 4 （ 4 式中 ： 物料從 0 加熱到 450 吸收的熱量， 料 ） ； 干物料在 0 450 時(shí)的平均比熱， dr ） 。 則： 土脫水吸收熱量的計(jì)算 由于一般生產(chǎn)水泥用的粘土原料主要成分是高嶺土，因此實(shí)際是高嶺土的脫水。 67002 mq 式中： 高嶺土脫水吸收的熱量， 料 ） ； 生料中結(jié)合水量， 料 ） ； m 222 222 6700高嶺土脫水熱效應(yīng)， kJ/ 則：82)476700) 水后物料由 450加熱到 600吸收熱量的計(jì)算 )4 0 06 5 0()(3 式中 ： 脫水物料吸收熱量， 料 ） ； 脫水后物料在 450之間的平均比熱， ） 則： 3 酸鎂分解吸收熱量的計(jì)算 1 4 2 034 mq rM 式中： 料中碳酸鎂的含量， 料 ） ； 碳酸鎂分解吸收熱量， 料 ） ； （ 4 （ 4 （ 4 （ 4 1420碳酸鎂在 600 時(shí)分解熱效應(yīng)， kJ/： 2 0) 料由 600加熱到 900時(shí)吸收熱量 )600900()( 2 35 g C 式中： 物料由 600 加熱到 900 時(shí)吸收的熱量， 料 ） ； 由碳酸鎂分解出的 ， 料 ） ； = rM g C OM g C 32 2 , 分別為 分子量。 物料在 600 之間的平均比熱， =kg/ 。 5 酸鈣分解吸收熱量的計(jì)算 166036 mq 式中： 料中碳酸鈣的量， kg/料； 1660 900 時(shí)分解熱效應(yīng)， kJ/ 則： 6 71 6 6 0) 料由 900加熱到 1400時(shí)吸收熱量的計(jì)算 rM M 式中： 7q 物料由 900 加熱到 1400 時(shí)吸收的熱量， kJ/料； 生料中碳酸鈣分解出之 ；3232 3C a C a C a C O 物料在 900 到 1400 之間的平均比熱， ； （ 4 （ 4 （ 4 a C O 3 則： 00/14)7 成液相吸收熱量的計(jì)算 1098 q 料 ） 故以上結(jié)果知總吸收熱量： 1 787654321 放出熱量的計(jì)算 土中無定形物質(zhì)轉(zhuǎn)變成晶體放熱 2232221 C a C q1 粘土脫水后無定形物質(zhì)轉(zhuǎn)變成晶體放熱， kJ/料； 2 生料中高嶺土的量， kg/料； 高嶺土（ 高嶺土（ 子量之比； 302脫水高嶺土的結(jié)晶熱， kJ/ 則：1 料礦物形成放熱量 熟料礦物形成放熱與各礦物的含量有關(guān)，若已知熟料的化學(xué)組成，可根據(jù)下式計(jì)算各礦物的含量。 硅酸三鈣 i SC 23223 硅酸二鈣 i 323222 鋁酸三鈣 ) 32323 鐵鋁酸四鈣 （鐵率 P 式中： 別為熟料各礦物的含量，； 別為熟料各化學(xué)成分含量， 。 則： 1 3 4 0 2 5 8 熟料各礦物形成熱效應(yīng)（ 1300 ）如下： 成放熱 465（ kJ/ 成放熱 620（ kJ/ 成放熱 88（ kJ/ 成放熱 105（ kJ/ 熟料礦物形成放熱等于各礦物形成熱效應(yīng)乘以各礦物含量之和 ， 故： 001)10588620465(100143232 料由 1400冷卻到 0時(shí)放出的熱量 )01400(3 式中： 熟料量， 熟料在 0 1400 時(shí)的平均比熱， 093.1kC kJ/。 則： 3 01 4 0 00 9 料 ） 00、 900冷卻到 0時(shí)放出的熱 量 22 32 34 )6 0 09 0 0( g C a C O 式中： 4q 卻放出的熱量， kJ/ 2 0 900 時(shí)的平均比熱，2kJ/： 00)900)4 蒸汽由 450冷卻到 0時(shí)放出熱量 2490)0450(5 mq 式中