懸浮預熱器演示教學課件

1懸浮預熱器曾經有旋風預熱器和立筒預熱器之分。立筒預熱器已經淘汰。因此，關于懸浮預熱器只介紹旋風預熱器。主要內容：

2.2.1旋風預熱器的工作原理

2.2.2影響旋風預熱器熱效率的因素2.2.3旋風預熱器結構設計2.2.4各級旋風預熱器性能的配合2.2.5旋風預熱器串聯級數的選擇

2.2.6預熱器的分類2.2懸浮預熱器（SuspensionPreheaters）1*1懸浮預熱器曾經有旋風預熱器和立筒預熱器之分。主要內容：設置旋風預熱器的目的旋風預熱器的工作原理要求：掌握旋風預熱器的基本功能理解旋風預熱器的流體阻力的組成2.2.1旋風預熱器的工作原理2*主要內容：2.2.1旋風預熱器的工作原理2*3（1）旋風預熱器的構成：由5級或者6級旋風預熱器組成每級旋風預熱器包括一個旋風筒和旋風筒之間的換熱管道組成（2）設置懸浮預熱器的目的：預熱生料，降低廢氣的溫度，降低熱耗。（3）懸浮預熱器預熱效果的判斷指標：入窯生料的溫度入窯生料的表觀分解率2.2.1旋風預熱器的工作原理3*3（1）旋風預熱器的構成：2.2.1旋風預熱器的工作原理4物料運動途徑（4）旋風預熱器的工作原理氣體流過的路徑氣流的循環(huán)運動產生一個離心力，在離心力的作用下，物料被推向旋風筒壁面，由于氣流速度的減小和旋風筒壁面的摩擦使物料顆粒速度減慢，在其自身重力的作用下下滑至錐體直到下料管。4*4物（4）旋風預熱器的工作原理氣體流過的路徑氣流的循環(huán)運動5①生料粉在氣流中的分散與懸??；②氣固相間換熱在上升管道內進行（換熱管道）據測算，每個換熱單元所傳遞的熱，80%以上在進風管道中已完成，時間0.02-0.04s，20%以下在旋風筒內完成。③旋風筒內主要進行分離和生料粉的收集。結論：每級旋風筒都應具有三方面的功能返回5*5①生料粉在氣流中的分散與懸??；結論：每級旋風筒都應具62.2.2、影響旋風預熱器熱效率的主要因素料粉在管道內的分散與懸浮管道內的氣固相之間的換熱旋風筒內的氣固相分離漏風及表面散熱生料粉沉降的好壞6*62.2.2、影響旋風預熱器熱效率的主要因素料粉管道旋風漏7(1)生料粉進入管道內分散與懸浮的均勻程度直接影響到傳熱面積。生料分散的越均勻，傳熱效率越高；反之，越低。①選擇合理的下料位置，近可能靠近下一級旋風筒出口。但是，必須以下落的物料能均勻懸浮，不短路落料為前提。②選擇合理的進口風速(15~21m/s)；③為加強分散可在喂料口安裝撒料器；④合理控制生料細度和喂料的均勻性；⑤旋風筒的結構影響旋風預熱器熱效率的主要因素返回7*7(1)生料粉進入管道內分散與懸浮的均勻程度直接影響到傳8氣體速度對物料輸送的影響所有物料會被氣流帶走W>15m/s大部分物料會被氣流帶走少部分會滯留在管內W=10m/s大部分物料不能被氣流帶走，會滯留在管內W=5m/s設物料顆粒＜100μm進口氣流速度為多少合適？8*8氣體速度對物料輸送的影響所有物料會被氣流帶走W>15m/s結論：速度在15~21m/s之間，分離效率最大,速度過高、過低均會使氣固分離效率降低。

旋風筒進口風速:返回9*結論：速度在15~21m/s之間，分離效率最大,速度過高、過10安裝撒料器的作用：避免物料以高動能向下沖擊，使物料能與其氣流進行最為充分地熱交換。插入深度應是讓物料分散懸浮而不成團掉落，更要讓物料是在進入的整個容器的斷面上分散。返回上一頁下一頁10*10安裝撒料器的作用：避免物料以高動能向下沖*11④合理控制生料細度和喂料的均勻性。細度：重視200μm的篩余量，放寬80μm的篩余量。喂料的均勻性：要求來料管的翻板閥靈活、嚴密；來料多時，它能起到一定的阻滯緩沖作用；來料少時，它能起到密封作用，防止系統內部漏風。⑤旋風筒的結構

旋風筒的結構對物料的分散程度也有很大影響。

如旋風筒的錐體角度、布置高度等對來料落差及來料均勻性有很大影響。11**11④合理控制生料細度和喂料的均勻性。細度：重視200μ12①氣固換熱越好,旋風預熱器熱效率越高;②影響換熱的因素有哪些？主要由氣固間的接觸面積（由生料的細度決定）氣固接觸時間（取決于氣流的速度）管道的保溫結論：過長的管道對換熱無益管道內的風速應適當減少管道散熱，提高熱利用率，增強氣固之間的熱交換。(2)管道內的氣固換熱程度對熱效率的影響12*12①氣固換熱越好,旋風預熱器熱效率越高;(2)管道內的氣13提高旋風筒的分離效率是減少生料粉內、外循環(huán)，降低熱損失和加強氣固熱交換的重要條件①氣固分離程度越差，熱效率越低。②影響氣固分離效率的主要因素有哪些？旋風筒的直徑、高度、進風口的型式和尺寸、內筒直徑和插入深度、圓筒及錐體的匹配及各處的漏風情況。(3)旋風筒內的氣固分離對熱效率的影響13*13提高旋風筒的分離效率是減少生料粉內、外循環(huán)，降低熱損失和*14(4)漏風對旋風預熱器熱效率的影響

預熱器系統的漏風分為兩種：內漏風外漏風漏風越多、旋風預熱器熱效率越低。在預熱器上部漏風，離高壓排風機越近，漏風所帶來的電耗損失越高；在預熱器下部漏風，離窯尾部位越近，漏風所帶來的熱量損失越大。14**14(4)漏風對旋風預熱器熱效率的影響預熱器系統的漏*15預熱器系統的漏風分為兩種①內漏風：指整個系統中下一級的廢氣通過鎖風不嚴的翻板閥自出料口倒流入上一級旋風筒而形成的漏風。②外漏風：外漏風是指系統外的冷空氣漏入到系統內。這樣的位置有：捅灰孔、閃動閥支點軸承、儀表插入孔、冷風門等返回上一頁下一頁堵漏雖然也有技術要求，但管理上重視更顯重要。15**15預熱器系統的漏風分為兩種①內漏風：指整個系統中下一級*16返回上一頁下一頁（5）表面散熱對預熱器熱效率的影響表面散熱越多，熱效率越低，生料預熱越差，熟料的產量越低。

預熱器在整個煅燒系統中的表面積最大（能耗接近總熱耗的10%），因此，應該重視它的保溫隔熱性能。16**16返回上一頁下一頁（5）表面散熱對預熱器熱效率的影響表*17①生料粉沉降的不好，氣、固分離效率降低，熱效率也降低。②重視：鎖風閥的形式、靈活性、密封性，下料管內徑與旋風預熱器直徑之比等。返回返回上一頁下一頁（6）生料粉沉降的好壞對旋風預熱器熱效率的影響17**17①生料粉沉降的不好，氣、固分離效率降低，熱效率也降低案例1引起鎖風閥的運行故障的原因可能有哪些？翻板閥轉動軸機械卡死；配重發(fā)生位移；翻板閥機械變形；翻板閥機械磨損；結皮異物。有些根據出預熱器的溫度是否升高判斷鎖風閥運行故障是否合適返回上一頁下一頁18*案例1引起鎖風閥的運行故障的原因可能有哪些？翻板閥轉動軸本節(jié)內容總結1.懸浮預熱器的每一個換熱單元應同時具備哪三個功能？2.試述旋風預熱器的工作原理（說明氣流、物料的走向及換熱與分離過程）及特點3.在懸浮預熱器中氣固之間的換熱大部分在何處進行？氣固換熱與哪些因素有關？4.在懸浮預熱器中氣固之間的分離大部分在何處進行？氣固分離與哪些因素有關？5.為何說料粉的分散與懸浮非常重要？采用什么措施改善料粉的均勻分散。6.分析影響旋風預熱器熱效率的主要因素。7.漏風有哪兩種形式？對生產有何影響？8.為什么管道內的風速不能過大，也不能過??？19*本節(jié)內容總結1.懸浮預熱器的每一個換熱單元應同時具備哪三個功本節(jié)要求：理解旋風預熱器的結構設計理解旋風筒的阻力損失產生的原因掌握旋風預熱器各參數對分離效率、流體阻力的影響規(guī)律掌握旋風筒的結構優(yōu)化措施2.2.3、旋風預熱器的結構設計20*本節(jié)要求：2.2.3、旋風預熱器的結構設計20*旋風預熱器的結構氣體溫度測點氣體壓力測點取樣點物料溫度測點進風口翻板閥下料管內筒連接管道圓柱體錐體捅料孔清灰門環(huán)形吹掃21*旋風預熱器的結構氣體溫度測點氣體取樣點物料溫度測點進風口翻板*22包括旋風筒和聯接管道的設計2.2.3、旋風預熱器的結構設計1、設計目標如下:旋風筒設計目標主要應考慮：如何獲得較高的分離效率和較低的壓力損失。

管道的設計目標應考慮：保證氣固的換熱時間和空間使物料均勻地分散在氣流中22**22包括旋風筒和聯接管道的設計2.2.3、旋風預熱器的結*232、旋風筒的阻力損失除幾何壓頭損失（通常忽略）外，主要由幾部分組成？返回(1)進、出口局部阻力損失。(2)進口氣流與旋轉氣流沖撞產生的能量損失。(3)旋轉向下的氣流在錐部折返向上的局部阻力損失。(4)沿筒內壁的摩擦阻力損失。23**232、旋風筒的阻力損失除幾何壓頭損失（通常忽略）外，主要*24返回上一頁下一頁包括：旋風筒柱體直徑D

進風口結構及尺寸內筒直徑d和插入深度h3

圓柱體高度h1圓錐體的高度h2及傾斜角度旋風預熱器各連接管道直徑3、旋風預熱器的結構設計方法24**24返回上一頁下一頁包括：3、旋風預熱器的結構設計方法24Di—旋風筒有效內徑，（m）；V—旋風筒通風量，（m3/s）UA—旋風筒斷面風速（m/s）。旋風筒C1C2C3C4C5圓筒斷面風速（m/s）3∽4≥4.8-5.5≥4.8-5.55.5-65-5.5斷面風速的選取參考:直徑越小,風速越大,分離效率越高,流體阻力越大如：某廠：C1:4-φ4700mmC2:2-φ6700mm

（5000T/D）C3:2-φ6700mmC4:2-φ6900mmC5:2-φ6900mm（1）旋風筒柱體直徑D的確定25*Di—旋風筒有效內徑，（m）；旋風筒C1C2C3C4C5圓筒①進風方式:采用蝸殼式②進口風速:(2)旋風筒的進風口結構及尺寸的確定

特點：分離效率高、處理風量大，避免短路。規(guī)律：蝸殼角度越大、分離效率越高，流體阻力越大。26*①進風方式:采用蝸殼式②進口風速:(2)旋風筒的進風口②進口風速:速度在15~21m/s之間，分離效率最大，速度過高、過低均會使氣固分離效率降低。進口風速越大，氣流阻力亦越大27*②進口風速:速度在15~21m/s之間，分離③進風口尺寸如何確定?進風口一般采用多邊形或者矩形進風口的寬高比a/b:a/b越小，分離效率越高，流體阻力越小.進風口的尺寸確定：

C1級a/b在0.4~0.5C2~C5a/b在0.5~0.6為宜。28*③進風口尺寸如何確定?進風口一般采用多邊形或者矩形28*①內筒作用規(guī)律內筒直徑越小，流體阻力越大;分離效率越高；內筒插入越深,流體阻力越大,分離效率越高。②內筒直徑d的確定：d/D值：C1級在0.4~0.5范圍，

C2~C5在0.6~07范圍為宜③插入深度h3的確定：分三種情況插入深度達到進氣管中心附近；與排氣管徑相等；達到進氣管外緣以下。一般：C1級h3/b≥1.4，C2-C5：h3/b在0.6~0.3范圍（3）內筒的設計29*①內筒作用規(guī)律（3）內筒的設計29*④內筒的形式及材質有環(huán)節(jié)裝置的內筒澆注組合內筒軟聯掛板內筒陶瓷掛片內筒由耐磨耐熱的鑄鋼件的小塊掛板組成。如：C5預熱器，900℃帶料氣流ZG40Cr25Ni20一年C4級預熱器800℃ 帶料氣流ZG40Cr26Ni1一年C2\C3級預熱器，550~700℃帶料氣流，1Cr18Ni9Ti 三年30*④內筒的形式及材質有環(huán)節(jié)裝置的內筒澆注組合內筒軟聯掛板內筒①它的高矮決定氣流中生料是否有足夠的沉降時間，與其分離效率有關。h1越高，分離效率越大、流體阻力也隨之增加。②計算公式：或可按h1/D=0.6~1.0。一般第1級旋風筒的圓柱體高度大于等于圓錐體的高度其他幾級旋風筒的柱體高度小于圓錐體的高度。（4）圓柱體高度h1

31*①它的高矮決定氣流中生料是否有足夠的沉降時間，與其分離效率①圓錐體的作用：能起到向中心收攏物料的作用，使物料順利過渡到小直徑的排料口，對分離效率的作用很小。②一般選?。篊1級α≥65°-70°C2和C3級α≥65°，

C4，C5級α≥65°-70°，或計算:h2=0.5（D-dm）tgαdm---旋風筒下料口直徑，m；α---錐體與水平面夾角，度。

返回上一頁下一頁（5）圓錐體的高度h2的確定32*①圓錐體的作用：能起到向中心收攏物料的作用，使物料順利過渡①作用：上下兩極旋風筒之間的連接和輸送氣流、物料的功能。②計算③管道上安有波紋膨脹節(jié)smwwQd/21154----=可取管道內氣體的流速，管p返回上一頁下一頁（6）旋風預熱器各連接管道33*①作用：上下兩極旋風筒之間的連接和輸送氣流、②計算③管（7）卸料管dm及鎖風閥的設計②鎖風閥的工作示意圖:①出口尺寸dm=（0.1-0.2）D布置力求簡捷，拐彎少，各管段空間角盡可能大于550返回上一頁下一頁鎖風閥在配重和負壓的作用下關閉案例2鎖風閥被卡住會造成什么影響？34*（7）卸料管dm及鎖風閥的設計②鎖風閥的工作示意圖:①案例2鎖風閥被卡住會造成什么影響？卡住的結果：出預熱器的氣體溫度更高入窯物料分解不好旋風筒A流向旋風筒B和C得氣流量不夠多，不能將物料帶走沒被帶走的物料直接從D落入B，或從旋風筒C落入A。35*案例2鎖風閥被卡住會造成什么影響？卡住的結果：出預熱旋風筒設計時應注意（1）避免旋風筒蝸殼是平底構造，或進風管有較長的水平管段（2）下料管管徑，要保證料流暢通，料管中物料填充率不能太低，有較好的鎖風（3）內筒插入的深度要合理，（4）對撒料裝置的要求是以下料管的來料大部分能落到撒料板上并飛濺為宜。（5）管道不應轉彎過多，錐體的角度應大于550返回上一頁下一頁36*旋風筒設計時應注意（1）避免旋風筒蝸殼是平底構造，或進風管有案例2

計算5000t/d水泥熟料配套預熱器的主要尺寸設計的基礎數據：37*案例2

計算5000t/d水泥熟料配套預熱器的主要尺寸設計的回轉窯φ4.8×72mC1(4個)C2(2個)C3(2個)C4(2個)C5(2個)旋風筒內徑mmφ4500φ6400φ6600φ6600φ6800柱體高mm86506500675068509350錐體高mm520077007550745010400內筒內徑mmφ2450φ3930φ4060φ4060φ4060風管級別2#-1#3#-2#4#-3#5#-4#內徑mmφ3850φ4050φ4200Φ4200旋風筒的下料管mmφ700φ850φ850φ950φ950日產5000噸水泥窯生產線（TDF爐）38*回轉窯φ4.8×72mC1(4個)C2(2個)C3(為降低流體阻力，旋風筒的結構優(yōu)化措施：①在進風口加阻流型導流板；②設置“靴形”內筒;③采用大蝸殼內螺旋入口結構;④適當加大進風口斷面積，以降低氣流入口速度；⑤蝸殼底面做成斜面；旋風筒采用傾斜入口及螺旋頂蓋結構;⑥適當加大內筒直徑，縮短內筒插入深度。⑦適當加大旋風筒高徑比，減少氣流內的擾動等。返回4、降低預熱器的阻力措施有哪些？39*為降低流體阻力，旋風筒的結構優(yōu)化措施：返回4、降低預熱器的阻導流板例1宇部公司導流板和靴型內筒宇部公司導流板和靴型內筒將內筒做成靴形，可擴大內筒面積，減少旋風筒內旋流風通過筒內壁與內筒之間的面積，減少與進風的撞擊，并設置彎曲導流裝置。返回40*導流板例1宇部公司導流板和靴型內筒宇部公司導流板和靴型內將旋風筒進口及頂蓋傾斜，內筒偏心布置，縮短內筒的插入深度，使氣流平緩進入筒內，減少回流，減少了同進口氣流相撞形成的局部渦流。據側六級旋風預熱器的流體總阻力僅有3000Pa返回例2：伯力休斯公司低壓損旋風筒41*將旋風筒進口及頂蓋傾斜，內筒偏心布置，縮短內筒的插入深度，使FLS消除內部平面，防止內部積灰，也消除了物料對內壁的沖刷.直徑降低了25%,投資降到最低返回上一頁下一頁例3丹麥史密斯公司的低壓損旋風預熱器42*FLS消除內部平面，防止返回上一頁下一頁例3丹麥史密斯公洪堡公司的低壓損旋風筒，頂部C1旋風筒的筒體是細而高雙旋風筒，C2~C5是矮胖型旋風筒例4：洪堡公司的低壓損旋風筒43*洪堡公司的低壓損旋風筒，頂部C1旋風筒的筒體是細而高雙旋風筒天津院研發(fā)的TC預熱器我國具有代表型的旋風筒TC型五級預熱器系統，總壓降為（4800±300Pa），分離效率:C1=92~96%C2~4=87~88%,C5=88%左右。旋風筒截面風速一般為3.5~5.5m/s旋風筒高徑比:C1=2.5~3.0，C2~5=1.9~2.0進口風速為15~18m/s。44*天津院研發(fā)的TC預熱器我國具有代表型的旋風筒TC型五級預熱器我國具有代表型的旋風筒南京院研發(fā)的NC預熱器采用多心大蝸殼、短柱體、等角變高過渡連接、偏錐防堵結構、內加掛片式內筒、導流板、整流器、尾渦隔離等技術等分離效率高：C1>95%;C2~5=86~92%阻力損失低：550~650Pa45*我國具有代表型的旋風筒南京院研發(fā)的NC預熱器分離效率高：C1我國具有代表型的旋風筒成都院研發(fā)的CNC預熱器

P49表2.8某CNC五級預熱器的相關參數特點：多邊形進風口2700大蝸殼進風傾斜錐體導流板五級預熱器總阻力4500Pa46*我國具有代表型的旋風筒成都院研發(fā)的CNC預熱器P49表2思考題1.為什么第一級旋風筒制作成兩個直徑較小的選風筒并聯？2.為什么低壓損的選風筒不能作為最上或最下一級旋風筒？3.預熱器保溫有何意義？4.旋風筒各部分尺寸分別對氣固分離效率、流體阻力的影響規(guī)律是什么？5.設置鎖風閥的目的是什么？6.內筒的主要作用是什么？7.模擬5000t/d水泥熟料的第5級旋風預熱器結構單元設計。8.查閱資料說明我國（天津院、南京院、成都院）主要旋風筒結構及其特點？47*思考題1.為什么第一級旋風筒制作成兩個直徑較小的選風筒并聯？主要內容1、各級旋風預熱器的分離效率是如何匹配？2、各級漏風量對熱效率的影響順序？3、各級表面散熱損失對熱效率的影響順序？要求掌握分離效率的匹配關系理解漏風量、表面散熱對熱效率的影響規(guī)律2.2.4各級旋風預熱器性能的匹配48*主要內容2.2.4各級旋風預熱器性能的匹配48*491.各級旋風預熱器的分離效率是如何匹配？為什么如：C1C4、C3、C2c5

冀東：94.8487.0786.0284.7190.0推薦旋風筒C1C2C3C4C5分離效率η（%）≥95≈85≈8585∽9090∽952.2.4各級旋風預熱器性能的匹配2.各級漏風量對熱效率的影響順序3.各級表面散熱損失對熱效率的影響49*491.各級旋風預熱器的分離效率是如何匹配？為什么如：50

生料的預熱過程要求：

例：某一級旋風預熱器：以1kg氣體為基準，設固氣比為0.5kg料/kg氣，熱容比為0.95，氣體進預熱器時溫度為1000℃，物料入管道溫度為40℃。當固氣達到熱平衡時，具有：2.2.5旋風預熱器串聯級數的選擇

(Tm-40)×0.5×0.95=(1000-Tg)×1.0Tm=Tg=690℃=Tcp相應回收的熱量為337kj/kg氣體，僅占廢氣總熱焓的31%50*50生料的預熱過程要求：

例：某一級旋風預熱器：以1kg氣5160℃360℃580℃770℃物料入窯溫度為845℃585℃775℃850℃1050℃例：氣體出預熱器的溫度為320℃

旋風預熱器為什么采用多級串聯？氣體溫度物料溫度返回一般采用五級，國外有六級旋風預熱器。旋風預熱器只有采用多級串聯才能達到最大回收廢熱，并提高預熱生料入窯的溫度51*5160℃360℃580℃770℃物料入窯溫585℃775℃52

（1）按制造廠商命名分類：早期有洪堡型、史密斯型、多波爾型、維達格型、克虜伯型、ZAB、捷克型等。2.2.6、懸浮預熱器的分類52*52（1）按制造廠商命名分類：2.2.6、懸浮預熱器的分類53（2）按熱交換工作原理分類：分為同流熱交換為主、逆流熱交換為主及混流熱交換三種。（3）按預熱器組成分類：有數級旋風筒組合式、以立筒為主的組合式及旋風筒與立筒(或渦室)混合組合式三種。2.2.6、懸浮預熱器的分類53*53（2）按熱交換工作原理分類：2.2.6、懸浮預熱器的分類54懸浮預熱器曾經有旋風預熱器和立筒預熱器之分。立筒預熱器已經淘汰。因此，關于懸浮預熱器只介紹旋風預熱器。主要內容：

2.2.1旋風預熱器的工作原理

2.2.2影響旋風預熱器熱效率的因素2.2.3旋風預熱器結構設計2.2.4各級旋風預熱器性能的配合2.2.5旋風預熱器串聯級數的選擇

2.2.6預熱器的分類2.2懸浮預熱器（SuspensionPreheaters）54*1懸浮預熱器曾經有旋風預熱器和立筒預熱器之分。主要內容：設置旋風預熱器的目的旋風預熱器的工作原理要求：掌握旋風預熱器的基本功能理解旋風預熱器的流體阻力的組成2.2.1旋風預熱器的工作原理55*主要內容：2.2.1旋風預熱器的工作原理2*56（1）旋風預熱器的構成：由5級或者6級旋風預熱器組成每級旋風預熱器包括一個旋風筒和旋風筒之間的換熱管道組成（2）設置懸浮預熱器的目的：預熱生料，降低廢氣的溫度，降低熱耗。（3）懸浮預熱器預熱效果的判斷指標：入窯生料的溫度入窯生料的表觀分解率2.2.1旋風預熱器的工作原理56*3（1）旋風預熱器的構成：2.2.1旋風預熱器的工作原理57物料運動途徑（4）旋風預熱器的工作原理氣體流過的路徑氣流的循環(huán)運動產生一個離心力，在離心力的作用下，物料被推向旋風筒壁面，由于氣流速度的減小和旋風筒壁面的摩擦使物料顆粒速度減慢，在其自身重力的作用下下滑至錐體直到下料管。57*4物（4）旋風預熱器的工作原理氣體流過的路徑氣流的循環(huán)運動58①生料粉在氣流中的分散與懸??；②氣固相間換熱在上升管道內進行（換熱管道）據測算，每個換熱單元所傳遞的熱，80%以上在進風管道中已完成，時間0.02-0.04s，20%以下在旋風筒內完成。③旋風筒內主要進行分離和生料粉的收集。結論：每級旋風筒都應具有三方面的功能返回58*5①生料粉在氣流中的分散與懸??；結論：每級旋風筒都應具592.2.2、影響旋風預熱器熱效率的主要因素料粉在管道內的分散與懸浮管道內的氣固相之間的換熱旋風筒內的氣固相分離漏風及表面散熱生料粉沉降的好壞59*62.2.2、影響旋風預熱器熱效率的主要因素料粉管道旋風漏60(1)生料粉進入管道內分散與懸浮的均勻程度直接影響到傳熱面積。生料分散的越均勻，傳熱效率越高；反之，越低。①選擇合理的下料位置，近可能靠近下一級旋風筒出口。但是，必須以下落的物料能均勻懸浮，不短路落料為前提。②選擇合理的進口風速(15~21m/s)；③為加強分散可在喂料口安裝撒料器；④合理控制生料細度和喂料的均勻性；⑤旋風筒的結構影響旋風預熱器熱效率的主要因素返回60*7(1)生料粉進入管道內分散與懸浮的均勻程度直接影響到傳61氣體速度對物料輸送的影響所有物料會被氣流帶走W>15m/s大部分物料會被氣流帶走少部分會滯留在管內W=10m/s大部分物料不能被氣流帶走，會滯留在管內W=5m/s設物料顆粒＜100μm進口氣流速度為多少合適？61*8氣體速度對物料輸送的影響所有物料會被氣流帶走W>15m/s結論：速度在15~21m/s之間，分離效率最大,速度過高、過低均會使氣固分離效率降低。

旋風筒進口風速:返回62*結論：速度在15~21m/s之間，分離效率最大,速度過高、過63安裝撒料器的作用：避免物料以高動能向下沖擊，使物料能與其氣流進行最為充分地熱交換。插入深度應是讓物料分散懸浮而不成團掉落，更要讓物料是在進入的整個容器的斷面上分散。返回上一頁下一頁63*10安裝撒料器的作用：避免物料以高動能向下沖*64④合理控制生料細度和喂料的均勻性。細度：重視200μm的篩余量，放寬80μm的篩余量。喂料的均勻性：要求來料管的翻板閥靈活、嚴密；來料多時，它能起到一定的阻滯緩沖作用；來料少時，它能起到密封作用，防止系統內部漏風。⑤旋風筒的結構

旋風筒的結構對物料的分散程度也有很大影響。

如旋風筒的錐體角度、布置高度等對來料落差及來料均勻性有很大影響。64**11④合理控制生料細度和喂料的均勻性。細度：重視200μ65①氣固換熱越好,旋風預熱器熱效率越高;②影響換熱的因素有哪些？主要由氣固間的接觸面積（由生料的細度決定）氣固接觸時間（取決于氣流的速度）管道的保溫結論：過長的管道對換熱無益管道內的風速應適當減少管道散熱，提高熱利用率，增強氣固之間的熱交換。(2)管道內的氣固換熱程度對熱效率的影響65*12①氣固換熱越好,旋風預熱器熱效率越高;(2)管道內的氣66提高旋風筒的分離效率是減少生料粉內、外循環(huán)，降低熱損失和加強氣固熱交換的重要條件①氣固分離程度越差，熱效率越低。②影響氣固分離效率的主要因素有哪些？旋風筒的直徑、高度、進風口的型式和尺寸、內筒直徑和插入深度、圓筒及錐體的匹配及各處的漏風情況。(3)旋風筒內的氣固分離對熱效率的影響66*13提高旋風筒的分離效率是減少生料粉內、外循環(huán)，降低熱損失和*67(4)漏風對旋風預熱器熱效率的影響

預熱器系統的漏風分為兩種：內漏風外漏風漏風越多、旋風預熱器熱效率越低。在預熱器上部漏風，離高壓排風機越近，漏風所帶來的電耗損失越高；在預熱器下部漏風，離窯尾部位越近，漏風所帶來的熱量損失越大。67**14(4)漏風對旋風預熱器熱效率的影響預熱器系統的漏*68預熱器系統的漏風分為兩種①內漏風：指整個系統中下一級的廢氣通過鎖風不嚴的翻板閥自出料口倒流入上一級旋風筒而形成的漏風。②外漏風：外漏風是指系統外的冷空氣漏入到系統內。這樣的位置有：捅灰孔、閃動閥支點軸承、儀表插入孔、冷風門等返回上一頁下一頁堵漏雖然也有技術要求，但管理上重視更顯重要。68**15預熱器系統的漏風分為兩種①內漏風：指整個系統中下一級*69返回上一頁下一頁（5）表面散熱對預熱器熱效率的影響表面散熱越多，熱效率越低，生料預熱越差，熟料的產量越低。

預熱器在整個煅燒系統中的表面積最大（能耗接近總熱耗的10%），因此，應該重視它的保溫隔熱性能。69**16返回上一頁下一頁（5）表面散熱對預熱器熱效率的影響表*70①生料粉沉降的不好，氣、固分離效率降低，熱效率也降低。②重視：鎖風閥的形式、靈活性、密封性，下料管內徑與旋風預熱器直徑之比等。返回返回上一頁下一頁（6）生料粉沉降的好壞對旋風預熱器熱效率的影響70**17①生料粉沉降的不好，氣、固分離效率降低，熱效率也降低案例1引起鎖風閥的運行故障的原因可能有哪些？翻板閥轉動軸機械卡死；配重發(fā)生位移；翻板閥機械變形；翻板閥機械磨損；結皮異物。有些根據出預熱器的溫度是否升高判斷鎖風閥運行故障是否合適返回上一頁下一頁71*案例1引起鎖風閥的運行故障的原因可能有哪些？翻板閥轉動軸本節(jié)內容總結1.懸浮預熱器的每一個換熱單元應同時具備哪三個功能？2.試述旋風預熱器的工作原理（說明氣流、物料的走向及換熱與分離過程）及特點3.在懸浮預熱器中氣固之間的換熱大部分在何處進行？氣固換熱與哪些因素有關？4.在懸浮預熱器中氣固之間的分離大部分在何處進行？氣固分離與哪些因素有關？5.為何說料粉的分散與懸浮非常重要？采用什么措施改善料粉的均勻分散。6.分析影響旋風預熱器熱效率的主要因素。7.漏風有哪兩種形式？對生產有何影響？8.為什么管道內的風速不能過大，也不能過??？72*本節(jié)內容總結1.懸浮預熱器的每一個換熱單元應同時具備哪三個功本節(jié)要求：理解旋風預熱器的結構設計理解旋風筒的阻力損失產生的原因掌握旋風預熱器各參數對分離效率、流體阻力的影響規(guī)律掌握旋風筒的結構優(yōu)化措施2.2.3、旋風預熱器的結構設計73*本節(jié)要求：2.2.3、旋風預熱器的結構設計20*旋風預熱器的結構氣體溫度測點氣體壓力測點取樣點物料溫度測點進風口翻板閥下料管內筒連接管道圓柱體錐體捅料孔清灰門環(huán)形吹掃74*旋風預熱器的結構氣體溫度測點氣體取樣點物料溫度測點進風口翻板*75包括旋風筒和聯接管道的設計2.2.3、旋風預熱器的結構設計1、設計目標如下:旋風筒設計目標主要應考慮：如何獲得較高的分離效率和較低的壓力損失。

管道的設計目標應考慮：保證氣固的換熱時間和空間使物料均勻地分散在氣流中75**22包括旋風筒和聯接管道的設計2.2.3、旋風預熱器的結*762、旋風筒的阻力損失除幾何壓頭損失（通常忽略）外，主要由幾部分組成？返回(1)進、出口局部阻力損失。(2)進口氣流與旋轉氣流沖撞產生的能量損失。(3)旋轉向下的氣流在錐部折返向上的局部阻力損失。(4)沿筒內壁的摩擦阻力損失。76**232、旋風筒的阻力損失除幾何壓頭損失（通常忽略）外，主要*77返回上一頁下一頁包括：旋風筒柱體直徑D

進風口結構及尺寸內筒直徑d和插入深度h3

圓柱體高度h1圓錐體的高度h2及傾斜角度旋風預熱器各連接管道直徑3、旋風預熱器的結構設計方法77**24返回上一頁下一頁包括：3、旋風預熱器的結構設計方法24Di—旋風筒有效內徑，（m）；V—旋風筒通風量，（m3/s）UA—旋風筒斷面風速（m/s）。旋風筒C1C2C3C4C5圓筒斷面風速（m/s）3∽4≥4.8-5.5≥4.8-5.55.5-65-5.5斷面風速的選取參考:直徑越小,風速越大,分離效率越高,流體阻力越大如：某廠：C1:4-φ4700mmC2:2-φ6700mm

（5000T/D）C3:2-φ6700mmC4:2-φ6900mmC5:2-φ6900mm（1）旋風筒柱體直徑D的確定78*Di—旋風筒有效內徑，（m）；旋風筒C1C2C3C4C5圓筒①進風方式:采用蝸殼式②進口風速:(2)旋風筒的進風口結構及尺寸的確定

特點：分離效率高、處理風量大，避免短路。規(guī)律：蝸殼角度越大、分離效率越高，流體阻力越大。79*①進風方式:采用蝸殼式②進口風速:(2)旋風筒的進風口②進口風速:速度在15~21m/s之間，分離效率最大，速度過高、過低均會使氣固分離效率降低。進口風速越大，氣流阻力亦越大80*②進口風速:速度在15~21m/s之間，分離③進風口尺寸如何確定?進風口一般采用多邊形或者矩形進風口的寬高比a/b:a/b越小，分離效率越高，流體阻力越小.進風口的尺寸確定：

C1級a/b在0.4~0.5C2~C5a/b在0.5~0.6為宜。81*③進風口尺寸如何確定?進風口一般采用多邊形或者矩形28*①內筒作用規(guī)律內筒直徑越小，流體阻力越大;分離效率越高；內筒插入越深,流體阻力越大,分離效率越高。②內筒直徑d的確定：d/D值：C1級在0.4~0.5范圍，

C2~C5在0.6~07范圍為宜③插入深度h3的確定：分三種情況插入深度達到進氣管中心附近；與排氣管徑相等；達到進氣管外緣以下。一般：C1級h3/b≥1.4，C2-C5：h3/b在0.6~0.3范圍（3）內筒的設計82*①內筒作用規(guī)律（3）內筒的設計29*④內筒的形式及材質有環(huán)節(jié)裝置的內筒澆注組合內筒軟聯掛板內筒陶瓷掛片內筒由耐磨耐熱的鑄鋼件的小塊掛板組成。如：C5預熱器，900℃帶料氣流ZG40Cr25Ni20一年C4級預熱器800℃ 帶料氣流ZG40Cr26Ni1一年C2\C3級預熱器，550~700℃帶料氣流，1Cr18Ni9Ti 三年83*④內筒的形式及材質有環(huán)節(jié)裝置的內筒澆注組合內筒軟聯掛板內筒①它的高矮決定氣流中生料是否有足夠的沉降時間，與其分離效率有關。h1越高，分離效率越大、流體阻力也隨之增加。②計算公式：或可按h1/D=0.6~1.0。一般第1級旋風筒的圓柱體高度大于等于圓錐體的高度其他幾級旋風筒的柱體高度小于圓錐體的高度。（4）圓柱體高度h1

84*①它的高矮決定氣流中生料是否有足夠的沉降時間，與其分離效率①圓錐體的作用：能起到向中心收攏物料的作用，使物料順利過渡到小直徑的排料口，對分離效率的作用很小。②一般選取：C1級α≥65°-70°C2和C3級α≥65°，

C4，C5級α≥65°-70°，或計算:h2=0.5（D-dm）tgαdm---旋風筒下料口直徑，m；α---錐體與水平面夾角，度。

返回上一頁下一頁（5）圓錐體的高度h2的確定85*①圓錐體的作用：能起到向中心收攏物料的作用，使物料順利過渡①作用：上下兩極旋風筒之間的連接和輸送氣流、物料的功能。②計算③管道上安有波紋膨脹節(jié)smwwQd/21154----=可取管道內氣體的流速，管p返回上一頁下一頁（6）旋風預熱器各連接管道86*①作用：上下兩極旋風筒之間的連接和輸送氣流、②計算③管（7）卸料管dm及鎖風閥的設計②鎖風閥的工作示意圖:①出口尺寸dm=（0.1-0.2）D布置力求簡捷，拐彎少，各管段空間角盡可能大于550返回上一頁下一頁鎖風閥在配重和負壓的作用下關閉案例2鎖風閥被卡住會造成什么影響？87*（7）卸料管dm及鎖風閥的設計②鎖風閥的工作示意圖:①案例2鎖風閥被卡住會造成什么影響？卡住的結果：出預熱器的氣體溫度更高入窯物料分解不好旋風筒A流向旋風筒B和C得氣流量不夠多，不能將物料帶走沒被帶走的物料直接從D落入B，或從旋風筒C落入A。88*案例2鎖風閥被卡住會造成什么影響？卡住的結果：出預熱旋風筒設計時應注意（1）避免旋風筒蝸殼是平底構造，或進風管有較長的水平管段（2）下料管管徑，要保證料流暢通，料管中物料填充率不能太低，有較好的鎖風（3）內筒插入的深度要合理，（4）對撒料裝置的要求是以下料管的來料大部分能落到撒料板上并飛濺為宜。（5）管道不應轉彎過多，錐體的角度應大于550返回上一頁下一頁89*旋風筒設計時應注意（1）避免旋風筒蝸殼是平底構造，或進風管有案例2

計算5000t/d水泥熟料配套預熱器的主要尺寸設計的基礎數據：90*案例2

計算5000t/d水泥熟料配套預熱器的主要尺寸設計的回轉窯φ4.8×72mC1(4個)C2(2個)C3(2個)C4(2個)C5(2個)旋風筒內徑mmφ4500φ6400φ6600φ6600φ6800柱體高mm86506500675068509350錐體高mm520077007550745010400內筒內徑mmφ2450φ3930φ4060φ4060φ4060風管級別2#-1#3#-2#4#-3#5#-4#內徑mmφ3850φ4050φ4200Φ4200旋風筒的下料管mmφ700φ850φ850φ950φ950日產5000噸水泥窯生產線（TDF爐）91*回轉窯φ4.8×72mC1(4個)C2(2個)C3(為降低流體阻力，旋風筒的結構優(yōu)化措施：①在進風口加阻流型導流板；②設置“靴形”內筒;③采用大蝸殼內螺旋入口結構;④適當加大進風口斷面積，以降低氣流入口速度；⑤蝸殼底面做成斜面；旋風筒采用傾斜入口及螺旋頂蓋結構;⑥適當加大內筒直徑，縮短內筒插入深度。⑦適當加大旋風筒高徑比，減少氣流內的擾動等。返回4、降低預熱器的阻力措施有哪些？92*為降低流體阻力，旋風筒的結構優(yōu)化措施：返回4、降低預熱器的阻導流板例1宇部公司導流板和靴型內筒宇部公司導流板和靴型內筒將內筒做成靴形，可擴大內筒面積，減少旋風筒內旋流風通過筒內壁與內筒之間的面積，減少與進風的撞擊，并設置彎曲導流裝置。返回93*導流板例1宇部公司導流板和靴型內筒宇部公司導流板和靴型內將旋風筒進口及頂蓋傾斜，內筒偏心布置，縮短內筒的插入深度，使氣流平緩進入筒內，減少回流，減少了同進口氣流相撞形成的局部渦流。據側六級旋風預熱器的流體總阻力僅有3000Pa返回例2：伯力休斯公司低壓損旋風筒94*將旋風筒進口及頂蓋傾斜，內筒偏心布置，縮短內筒的插入深度，使FLS消除內部平面，防止內部積灰，也消除了物料對內壁的沖刷.直徑降低了25%,投資降到最低返回上一頁下一頁例3丹麥史密斯公司的低壓損旋風預熱器95*FLS消除內部平面，防止返回上一頁下一頁例3丹麥史密斯公洪堡公司的低壓損旋風筒，頂部C1旋風筒的筒體是細而高雙旋風筒，C2~C5是矮胖型旋風筒例4：洪堡公司的低壓損旋風筒96*洪堡公司的低壓損旋風筒，頂部C1旋風筒的筒體是細而高雙旋風筒天津院研發(fā)的TC預熱器我國具有代表型的旋風筒TC型五級預熱器系統，總壓降為（48