回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)及其工作原理課件

1、12.4.1 回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)2.4.1.1 主體部分:窯體，圓筒體 不同厚度的A3鋼板卷制焊接成長筒體窯的規(guī)格： 直徑 (內(nèi)徑)：27m，長度L：30230m窯體鋼板厚度： 通過計(jì)算確定，通常采用18、20、25、28、32mm 應(yīng)力集中的段帶(如輪帶處)鋼板厚度可用到4075mm放置：窯體傾斜，冷高熱低，斜度:35，便于物料輸送。23輪帶、托輪、擋輪輪帶托輪：窯筒體借助輪帶支撐在成對的托輪上，托輪固定在混凝土基礎(chǔ)的架子上 29對擋輪：限制并檢驗(yàn)窯體在加熱、運(yùn)轉(zhuǎn)時的縱向移動，在傳動設(shè)備附近的輪帶兩側(cè)安裝一對擋輪 承受窯回轉(zhuǎn)時全部重力，限制窯體徑向軸向位移，使筒體安全平穩(wěn)回轉(zhuǎn)2.4.1.2 支撐裝

2、置限制徑向位移4擋輪56支撐結(jié)構(gòu)示意圖7 托輪的安裝 回轉(zhuǎn)窯是在一定高度的基礎(chǔ)上架空安裝并由幾對托輪支撐的。每套托輪支撐裝置由一對托輪、四個軸承和一個大底座組成。托輪的直徑一般為輪帶的1/4，其寬度一般比輪帶寬50-100mm。安裝 時，必須將兩托輪的中心與窯的中心連線構(gòu)成一個等邊三角形，以便使兩個托輪受力均勻，保持筒體“直”而“圓”的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。擋輪一般安裝在筒體的中部，靠大齒圈附近的輪帶的一側(cè)或兩側(cè)，輪帶側(cè)面與擋輪的工作面之間的間隙一般每邊為10 20mm。窯上下竄動量最大為20 40mm，以保證窯上下竄動時大齒圈端面不超過小齒輪的端面，這樣，輪帶的邊緣就不會離開擋輪，筒體兩端密封裝置就不會

3、失去作用。82.4.1.3 傳動系統(tǒng)9102.4.1.3 傳動系統(tǒng)大齒輪：安裝在筒體中部或略近窯尾，轉(zhuǎn)速約14r/min機(jī)械傳動、液壓傳動： 機(jī)械傳動：需要減速比很大的減速機(jī)，將主電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)傳給小齒輪，再與筒體上大齒輪嚙合而帶動窯回轉(zhuǎn) 功率:主電機(jī)W250KW,采用雙傳動系統(tǒng)1112132.4.1.3 傳動系統(tǒng)無級變速裝置：回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行時需要改變轉(zhuǎn)速輔助傳動設(shè)備：避免臨時斷電停窯或事故停窯，筒體熱重力變形造成的彎曲 斷電時能維持窯每小時1-4r的慢轉(zhuǎn)14主電機(jī)功率152.4.1.4密封裝置熱工穩(wěn)定即保持煤、風(fēng)、料的合理配合，為防止隨機(jī)性漏風(fēng)、漏料，在窯尾與煙室連接處以及回轉(zhuǎn)筒體與窯頭的接合處

4、均應(yīng)裝有密封裝置要求：良好密封性能對筒體變形有一定的適應(yīng)性耐高溫與粉塵的能力強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、造價低162.4.1.4 密封裝置類型：迷宮式和接觸式兩大類。每類又有徑向密封和軸向密封之分迷宮式：利用空氣多次通過曲折通道增大流動阻力而防止漏風(fēng)迷宮式密封裝置示意圖固定迷宮環(huán)172.4.1.4 密封裝置接觸式：用鑄鐵摩擦密封板，筒體一圈有幾塊聯(lián)接摩擦板，每塊板分別用兩個彈簧壓向筒體以密封 近年來多用石墨塊代替鑄鐵，并在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，延長使用壽命，改善密封效果182.4.2 回轉(zhuǎn)窯的工作原理多功能高溫設(shè)備： 燃燒器、換熱器、反應(yīng)器、輸送器2.4.2.1 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的運(yùn)動2.4.2.2 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)

5、燃料的燃燒2.4.2.3 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣體的流動2.4.2.4 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的傳熱192.4.2.1 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的運(yùn)動物料在窯內(nèi)的運(yùn)動方式料層溫度均勻性物料運(yùn)動速度（窯內(nèi)停留時間）物料受熱時間、反應(yīng)時間202.4.2 回轉(zhuǎn)窯的工作原理物料在窯內(nèi)填充系數(shù)氣固換熱的有效接觸表面積窯內(nèi)氣體流動的速度、阻力損失212.4.2.1 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的運(yùn)動回轉(zhuǎn)窯的圓形斷面：少部分(約10)被物料所充滿，其余部分則是高溫氣體的通道填充角高溫氣體通道222.4.2.1 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的運(yùn)動物料被回轉(zhuǎn)的筒體所帶動假設(shè)物料顆粒與窯壁、顆粒與顆粒之間只有摩擦而沒有滑動，則窯壁上顆粒將被回轉(zhuǎn)窯窯體帶起，到一定高度時，即物料表面與

6、水平面形成的角度等于物料的休止角時，顆粒在重力作用下，沿著料層表面翻滾下來。23BFDACEGs低端高端填充角高溫氣體通道填充角；物料休止角；窯傾斜角回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的填充與運(yùn)動簡圖24物料運(yùn)動因?yàn)楦G傾斜安裝，所以物料顆粒不會落到原來位置，而是向低端移動一個距離，如此重復(fù)，不斷前進(jìn)簡化地、宏觀地設(shè)想，顆粒運(yùn)動軌跡類似一根半圓形螺紋線25物料運(yùn)動速度下式適用條件：無物理化學(xué)作用；顆粒較均齊，窯內(nèi)無揚(yáng)料或擋圈等裝置。選擇回轉(zhuǎn)窯的適當(dāng)斜度并改變窯的轉(zhuǎn)速可控制物料在窯內(nèi)的停留時間2627各類窯物料綜合平均運(yùn)動速度28各位置的物料運(yùn)動速度29各位置的物料運(yùn)動速度分析分解帶和放熱反應(yīng)帶：物料運(yùn)動速度最快，這是

7、因?yàn)檫@個區(qū)段有大量氣體逸出，增加料層空隙率，使粉體流動性變好燒成帶：有液相存在，增大了顆粒的休止角，因而運(yùn)動較緩慢冷卻帶：因?yàn)橛懈G口擋圈，使料層增厚而減小物料的運(yùn)動速度30料層厚度與運(yùn)動速度窯內(nèi)物料填充率高，被帶起的高度高，回轉(zhuǎn)一周時間內(nèi)，物料被帶起的次數(shù)少，即翻動次數(shù)少，受熱的均勻性差；近代煅撓技術(shù)都是在密切注視筒體表面溫度不過高的情況下，采取快轉(zhuǎn)薄層煅燒的方法31 2.4.2.2 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃料的燃燒將煤加工成煤粉噴入窯內(nèi)燃燒，并要求燃燒強(qiáng)度和所形成的火焰能適應(yīng)熟料煅燒工藝的要求 32煤粉制備3334煤粉燃燒煤粉自噴煤管以較高氣速(4080m/s)送入窯內(nèi)從著火開始到完全燃燒的全過程是在前進(jìn)

8、著的氣流中進(jìn)行，因而形成火焰形狀35煤粉燃燒過程36助燃空氣一次風(fēng)：通過噴煤管輸送煤粉的空氣，供揮發(fā)分燃燒用，一般不預(yù)熱；要求量小，約占總?cè)紵酶G空氣量的1030二次風(fēng)：由冷卻機(jī)提供，被預(yù)熱到6001000，供煤的焦炭粒子燃燒用，既能回收熟料中熱量，又可促進(jìn)燃燒，提高燃燒實(shí)際溫度?？諝膺^剩系數(shù)：1.051.137主窯皮燃燒帶：火焰覆蓋的區(qū)間主窯皮：火焰中部區(qū)域溫度高，達(dá)16001800，此時熟料被加熱到13001450，其中有相當(dāng)量(約2530)的組分熔融成液相，粘附在窯內(nèi)耐火材料的表面上形成一定厚度的粘稠狀物料38燒成帶燒成帶：主窯皮存在的區(qū)域被認(rèn)為是熟料礦物全部燒成區(qū)域，稱為燒成帶；通常燒

9、成帶的長度以主窯皮的長度判定?？梢?，燒成帶是燃燒帶中高溫部分窯皮的作用：平整的窯皮、合適的厚度和長度，是窯內(nèi)燃燒制度正常穩(wěn)定的標(biāo)志保護(hù)窯內(nèi)耐火襯料，延長回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)周期39長焰燃燒單位時間內(nèi)燃燒放出熱量一定，火焰過長，燒成帶的最高溫度下降，且被煅燒物料液相過早出現(xiàn)，容易引起結(jié)圈造成未燃燒燼的殘?zhí)勘粠氲蜏貐^(qū)產(chǎn)生不完全燃燒，從而影響熟料質(zhì)量并增大煤耗40短焰燃燒火焰過短，高溫部分過于集中，容易將窯皮或材料燒壞，不利于長期運(yùn)轉(zhuǎn)合理的火焰長度應(yīng)根據(jù)窯的規(guī)格、熱耗、窯的系統(tǒng)配置來決定，通常大約是窯有效內(nèi)徑的45倍41窯內(nèi)火焰溫度的分布窯內(nèi)溫度通常是兩頭低，中間高冷卻帶：熱端較低溫度區(qū)；由于噴煤管結(jié)構(gòu)的

10、改進(jìn)，火焰高溫區(qū)向熱端延伸，故目前新型干法大窯，冷卻帶已很短42噴煤管單通道43噴煤管直徑在下述條件下計(jì)算噴煤管的直徑dG=300t/d； =0.20kg/kg熟料； =7.8Nm3/kg煤； P=20%解：V=60m/s44例題三通道噴煤管結(jié)構(gòu)示意圖4647三通道噴煤管原理凈風(fēng)道：內(nèi)、外兩個通道，分別稱內(nèi)風(fēng)和外風(fēng)內(nèi)風(fēng)：通道的出口端裝有旋流葉片，又稱為旋流風(fēng)煤風(fēng)：中間通道，輸送煤粉的通道三股風(fēng)在出口處匯合形成同軸旋轉(zhuǎn)的復(fù)雜射流，操作時通過改變內(nèi)、外風(fēng)速度和風(fēng)量比例，可靈活調(diào)節(jié)火焰形狀和燃燒強(qiáng)度，以滿足窯內(nèi)煅燒熟料溫度分布的要求。旋流強(qiáng)度大，火焰變得粗而短，高溫帶會相對更集中。反之，火焰會被拉長

11、。48煤風(fēng)煤風(fēng)采用濃相低速噴射，通常在保證不發(fā)生回火的條件下取接近輸送粉料的速度2030m/s粉粒體的存在強(qiáng)化了射流中的湍流強(qiáng)度，因而改善了煤粉與一、二次風(fēng)的微觀混合內(nèi)外凈風(fēng)出口速度可高達(dá)75150m/s，煤風(fēng)濃度允許有較大變動（經(jīng)驗(yàn)3.5-8.0kg煤粉/m3空氣），所以，窯用煤量有所變動時，輸送煤粉的空氣量也可保持穩(wěn)定不變49高溫燃?xì)饣亓鳟?dāng)噴煤管噴射流動動量很大時，會引射下游區(qū)域的高溫燃?xì)舛纬苫亓饕环矫鏁岣呱嫌位鹧鏈囟龋岣呷紵俣?，從而使煤粉著火穩(wěn)定另一方面又可能沖淡混合物中O2含量，使燃燒速度降低，從而增長火焰長度50新型噴煤管德國洪堡公司80年代推出新型噴煤管外風(fēng)由818個安排成

12、環(huán)狀的小噴口噴出若干股射流，不是由環(huán)道流出，目的是降低一次風(fēng)總量而又能保持較高的動量。二次風(fēng)用量高達(dá)91。高溫二次風(fēng)使煤粉燃燒條件得以改善適用于各類燃料包括次原料515254新型噴煤管優(yōu)點(diǎn)NOx排放量低：外風(fēng)噴射速度高(達(dá)超音速)，氧和氮分子在火焰高溫區(qū)停留時間極短，減少了形成NOx的機(jī)會節(jié)約燃料：68延長窯襯壽命為克服煤粉對通道的磨損，內(nèi)表面襯一層厚度為1.5mm的陶瓷保護(hù)層，使噴咀壽命可達(dá)5年55565758592.4.2.3 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣體的流動為使窯內(nèi)燃料充分燃燒，必須從窯熱端通過噴煤管和冷卻機(jī)分別送入大量助燃空氣(即一次風(fēng)和二次風(fēng))燃燒后的煙氣(其量與所用空氣總量大體相當(dāng)或略有增加)和

13、生料中分解出來的氣體，從窯的冷端排出602.4.2.3 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣體的流動高度湍流狀態(tài)：熱端氣體溫度一般在16001700左右，冷端氣體溫度，對新型干法窯：9501100 氣體流速：6-15m/s氣速高，飛灰量大（中空窯），SP窯受限小612.4.2.4 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的傳熱研究傳熱的目的理解結(jié)構(gòu)參數(shù)、操作參數(shù)、物性參數(shù)對傳熱的影響，提供調(diào)節(jié)控制窯內(nèi)各帶傳熱條件與措施的理論依據(jù)。對已經(jīng)投產(chǎn)的窯，求得窯內(nèi)各帶相應(yīng)點(diǎn)處氣體、物料與窯襯的溫度，繪制沿窯長溫度分布曲線，作為評價窯內(nèi)煅燒工藝、熱工制度的依據(jù)據(jù)傳熱總量，結(jié)合生產(chǎn)條件、燒成工藝要求，確定回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格和尺寸研究難度62632.4.2.4 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的傳熱傳熱源：燃料燃燒后的高溫?zé)煔馐軣狍w：生料、窯內(nèi)壁典