回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)與工作原理

1.4回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)與工作原理2/23/202312主要內(nèi)容及要求1.4.1回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)理解回轉(zhuǎn)窯的構(gòu)造由哪些部件組成，有何作用。1.4.2回轉(zhuǎn)窯的工作原理（重點）掌握回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的運動、燃料的燃燒、氣體的流動和傳熱過程的影響因素，掌握噴煤管的工作原理和調(diào)節(jié)。2/23/20232筒體輪帶托輪擋輪密封裝置傳動裝置附屬設(shè)備1.4.1回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)2/23/20233是由不同厚度鋼板事先卷成的，筒體內(nèi)鑲砌有耐火材料，圓筒外面套裝有幾道輪帶，筒體成一定斜度，坐落在與輪帶相對應(yīng)的托輪上。1、筒體2/23/20234回轉(zhuǎn)窯筒體規(guī)模（t/d）窯規(guī)格（m）熱端鋼板厚(mm)燒成帶鋼板厚(mm)輪帶下鋼板厚(mm)輪帶兩側(cè)過渡板厚(mm)齒輪兩側(cè)板厚(mm)其他鋼板厚度(mm)40004.7*74453255/95/5545/65/45452840004.75*74503070/75/7035/38/35352550004.8*72503275/80/7542/55/4242282/23/20235托輪之間的筒體會產(chǎn)生軸向彎曲。支撐輪帶下筒體變形最大，而離開輪帶中心距離越大筒體徑向變形越小；窯體出口端稱為窯口護鐵2/23/20236窯頭護鐵板窯頭冷風套2/23/20237輪帶托輪托輪軸輪帶是一個堅固的大鋼圈套裝在筒體上，支撐回轉(zhuǎn)窯（包括窯磚和物料）的全部重力；輪帶的重量從20噸（直徑3.6m）到100噸（直徑5.6m）不等；輪帶附近的壁厚增大，目的是減少托輪的壓力而產(chǎn)生的變形。2、輪帶（又稱滾圈）2/23/20238托輪通過軸承支撐在窯的基礎(chǔ)上，軸承安裝在水泥墩上注意托輪及輪帶表面的清潔托輪及輪帶表面的光滑托輪表面的潤滑托輪軸的溫度托輪之間的平衡3、托輪2/23/20239托輪其直徑一般為輪帶的1/4，寬比輪帶寬50~100mm，為什么？考慮冷窯和熱窯時輪帶的位置不同，同時移動輪帶使托輪整個表面受到均勻的磨損，否則會留下溝紋，無法正常工作。2/23/2023103、托輪為使托輪磨損均勻：窯體每班上下移動1~3次，每次移動幅度約50mm上下移動可通過：托輪的傾斜液壓擋輪完成。止動擋輪筒體2/23/2023111、液壓擋輪是圍繞縱向軸運動的滾輪安裝在窯尾輪帶靠近窯頭側(cè)的平面上。2、作用：及時指出窯體在托輪上的運轉(zhuǎn)位置是不否合理，并限制或控制窯體軸向竄動。4、液壓擋輪2/23/202312目的：保證窯的旋轉(zhuǎn)和調(diào)節(jié)窯的轉(zhuǎn)數(shù)小齒輪大齒輪聯(lián)軸器主減速機主電機附屬減速機附屬電機聯(lián)軸器5傳動裝置2/23/202313附屬減速機、電機當窯出現(xiàn)故障或檢修時，為保證窯筒體溫度均勻，避免筒體變形需緩慢旋轉(zhuǎn)窯（0.1~0.2轉(zhuǎn)/分種），需設(shè)置附屬電機和減速機。2/23/202314回轉(zhuǎn)窯是在負壓下操作的，在筒體與窯頭罩、煙室連接的地方都存在縫隙，為防止漏風，必須設(shè)有密封裝置，否則會漏風和漏料。缺點是氣動裝置系統(tǒng)復(fù)雜，而且需要安裝專用的小型空壓機，單獨供氣，造價較高，維護工作量大。6密封裝置2/23/202315彈簧杠桿式主要由煙室上的固定環(huán)和一周若干塊隨窯回轉(zhuǎn)的活動扇形板來實現(xiàn).間隙可以調(diào)到小至0.5mm優(yōu)點:運動件比較輕巧靈活，便于調(diào)整，密封效果不錯。缺點：零件必須加工精確，安裝調(diào)整仔細。2/23/202316薄片式密封密封要求具有足夠大的摩擦表面，密封性好，同時對窯的彎曲偏擺等具有很大的適應(yīng)性。此外零件加工、更換和找正都較方便1mm厚2/23/202317燒成帶的軸流風機：利于窯皮的形成，保護筒體7輔助設(shè)備2/23/202318傳感器筒體溫度傳感器；用來測定窯傳動力矩的電流表或功率表；窯縱向高位或地位的傳感器，用于控制液壓擋輪。窯頭強電控制站2/23/202319窯頭罩2/23/2023201.4.2、回轉(zhuǎn)窯的工作原理

主要內(nèi)容：

1回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的運動

2回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃料的燃燒

3回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣流的流動

4回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣固的傳熱2/23/202321

物料喂入回轉(zhuǎn)窯后，由于筒體具有一定的斜度，并以一定的速度回轉(zhuǎn)，物料就會由窯尾向窯頭運動。(1)、物料在窯內(nèi)是如何向前運動的？返回1、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的運動2/23/202322（2）、物料在窯內(nèi)的運動速度怎樣計算？（3）、物料的運動速度與哪些因素有關(guān)？返回2/23/202323vm與窯徑、轉(zhuǎn)速、傾斜度、物料的物理性質(zhì)及操作條件有關(guān)：

Di↑vm↑;返回

轉(zhuǎn)速越快，vm↑;由于入窯物料已大部分分解，預(yù)燒良好，且燒成帶長度大大增加，一般帶分解爐的回轉(zhuǎn)窯的斜度仍取3.5~4%,窯速增加到3.5r/min左右。2/23/202324回轉(zhuǎn)窯的斜率與窯的轉(zhuǎn)數(shù)和填充率有關(guān)?；剞D(zhuǎn)窯的斜率β↑vm↑

物料的填充率應(yīng)越大，窯的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)越大。填充系數(shù)：窯內(nèi)物料的體積占筒體容積的百分比。用下式表示，即2/23/202325

物料的休止角α↑vm↓

物料的粘度越大，流動性困難，則vm↓

易燒性好的物料，在窯內(nèi)煅燒時間短，則vm↑2/23/202326問：窯喂料量、窯的負荷填充率與窯速之間是什么關(guān)系？⑴在窯喂料量不變時，窯速加快，會使窯的填充率降低。此時窯的產(chǎn)量并未增加；但由于是簿料快轉(zhuǎn)，有利于熟料煅燒均勻，質(zhì)量提高；傳熱效果好，熱耗降低；窯皮、窯耐火磚受熱波動小，窯的安全運轉(zhuǎn)周期長。⑵在窯填充率不變時，讓窯速與喂料量同步增加或減少，即窯的產(chǎn)量高低時刻伴隨著窯速的快慢進行。但由于窯的熱負荷要相應(yīng)改變，窯皮與窯襯所承受的熱負荷也要變化，勢必影響窯的安全運轉(zhuǎn)周期。這種方法慎用2/23/202327思考：

當窯的斜率（）時，為得到同樣的物料運動速度，窯的轉(zhuǎn)數(shù)（）。A、越大、越大B、越小、越大C、越小、越小D、應(yīng)保證同樣的增長速度?；剞D(zhuǎn)窯的斜率為3.5%表示A、窯傾斜角為3.5度；B、每英尺窯長為多少英寸；C、斜度角正切的百分數(shù)；D、傾斜角度對應(yīng)的高除以相鄰的直角邊?！獭?/23/202328窯的喂料量不變的情況下，窯速增加，物料的填充率（），有利于熟料（）A、增大、煅燒均勻B、減少、煅燒均勻C、增大、傳熱效果好D、減少、傳熱效果不好√思考2/23/202329返回物料的自然休止角越大，物料被帶起的（），向下回落時間（），物料的運動速度（）。A、高、短、慢；B、低、長、快；C、高、長、慢；D、低、短、快?！?/23/202330返回2、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的燃料燃燒2/23/202331（1）煤的燃燒過程是怎樣的？0~100-150℃燃料中水分蒸發(fā)，0.30-0.05S~450-500℃逸出揮發(fā)份；著火燃燒至700-800℃揮發(fā)份全部逸出；固定碳和灰分繼續(xù)燃燒。煤粉在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的燃燒過程2/23/202332（2）、什么是一次風？有何作用？選取的依據(jù)是什么？一次風是通過主燃燒器強制送入窯的自然空氣，由窯頭燃燒器的一次風機供給。作用：輸送煤粉，并供煤中揮發(fā)份燃燒所需的氧。風量占總風量：＜15%選取的依據(jù)：形成優(yōu)質(zhì)火焰是衡量一次風量、風壓使用是否正確的唯一標準。通過熱電偶測的窯尾溫度，光電比色高溫計測的火焰溫度，紅外筒體溫度掃描儀測的筒體溫度分布，高溫氣體分析儀測示的窯尾廢氣含量等綜合判斷一次風量和風壓是否合理。2/23/202333（3）一次風對煅燒有何影響？一次風是常溫，風量過大，入窯后吸熱，使熟料煅燒的熱耗增加，熱效率降低；煤中揮發(fā)份低時，需要的一次風應(yīng)少些；不利于NOx的排放。一次風過少，揮發(fā)份燃燒慢，影響煤的燃燒速度，同時煤對噴煤管的磨損加大，設(shè)備損壞嚴重。2/23/202334（4）、二次風有何作用？①作用：經(jīng)冷卻機被預(yù)熱到650-1000℃后入窯，對氣流產(chǎn)生強烈的擾動，有利于碳的燃燒。調(diào)節(jié)火焰長短，窯尾溫度高低以及供燃料焦炭粒子燃燒所需的氧并能回收熟料的熱量。②當一次風不變時，二次風大小決定著窯內(nèi)抽風能力大小。二次風大，火焰長，否則短。2/23/202335控制內(nèi)容有：火焰的溫度、長度、著火位置及形狀（1）什么是火焰？返回煤粉燃燒過程的控制煤的熱值；煤的揮發(fā)份；煤的灰分；煤的水分；煤粉的細度；燃燒所需空氣用量；二次風溫；窯體燒成帶壁溫度等?；鹧媸侨紵械臍怏w混合物，當懸浮物中含有固體顆粒時，形成明亮火焰。（2）哪些因素影響火焰溫度？2/23/202336控制內(nèi)容有：火焰的溫度、長度、著火位置及形狀（1）哪些因素影響火焰溫度？返回增加燃料量不是總能提高火焰輸出的熱量，但是減少燃料量總是會降低熱量輸出。

煤粉燃燒過程的控制煤的熱值；煤的揮發(fā)份；煤的灰分；煤的水分；煤粉的細度；燃燒所需空氣用量；二次風溫；窯體燒成帶壁溫度等。2/23/202337（2）什么是火焰長度？返回（3）火焰長度對煅燒工藝的影響？有兩種：一是全焰長度——從噴煤管到火焰末端的距離。二是燃焰長度——開始著火至火焰末端的距離。作用：決定了窯的燒成帶的長度在發(fā)熱量一定的條件下，火焰越長，燃燒帶溫度越低，過早出現(xiàn)液相，易結(jié)圈，尾溫高?；鹧嬖蕉蹋邷夭糠旨?，窯襯壽命短。2/23/202338

（4）影響火焰長度的因素有哪些？氣流速度煤粉燃燒速度噴嘴的結(jié)構(gòu)窯內(nèi)氣速越快，火焰會被拉長；窯尾排風量增加，窯尾負壓增加，二次風增加，火焰也被拉長。煤愈細、二次風溫越高，燃燒快，火焰長度愈短；煤水分越高，火焰越長。單風道噴煤管淘汰雙風道噴煤管三風道噴煤管預(yù)熱器窯四風道噴煤管和預(yù)分解窯2/23/202339（5）單風道煤粉燃燒有哪些缺點？（1）一次風量大由于煤粉靠一次風輸送并吹散，所以必須有足夠的風量，一般占總?cè)紵諝獾?0~40%，才能達到要求的風速。（2）燒成溫度不易提高燃煤和空氣在噴煤管內(nèi)混和不好。（3）容易發(fā)生結(jié)圈、結(jié)皮、結(jié)塊或結(jié)蛋等工藝事故（4）煤粉的品質(zhì)要求高（5）有害氣體產(chǎn)生多。返回2/23/202340（1）結(jié)構(gòu)如圖三風道噴煤管返回2/23/202341三風道噴煤管結(jié)構(gòu)示意圖1.澆注料；2.外風道；3.煤風道；4.內(nèi)風道；

5．風翅；6.中心管；7.外風管；8．支承掛鉤返回2/23/202342(2)、三風道噴煤管有何技術(shù)特點？一次空氣量少,煤粉的燃燒強度高,火焰形狀調(diào)整幅度大,燃燒穩(wěn)定，對各種煤有很好的適用性;NOx濃度降低，熱耗減少，燒出的熟料粒度小，脆性大。返回2/23/202343

加大內(nèi)風，A、被吸入的二次風增多，火焰長度增長B、加速中心煤粉和空氣的混合，火焰長度變短C、加速中心煤粉和空氣的混合，火焰長度不變D、對中心煤粉和空氣的混合沒有作用，但吸入的二次風多，使火焰長度增加。√思考：2/23/202344思考：加大外風，A、被吸入的二次風增多，火焰長度增長B、加速外部煤粉和空氣的混合，火焰長度變短C、對火焰長度沒有影響D、對中心煤粉和空氣的混合沒有作用，但吸入的二次風多，使火焰長度變短?！?/23/202345思考：燒成溫度偏低時，適當A、增大外風B、減少煤風C、增大內(nèi)風D、減少內(nèi)風√2/23/202346排風大，火焰變（）料少，火焰（）煅燒溫度高，火焰（）煤粉粗、濕、灰分大、揮發(fā)分低、固定碳多，火焰（）煤多一次風少，一、二次風溫度低，火焰（）2/23/202347四通道回轉(zhuǎn)窯燃燒器直流風速：140m/s~250m/s；壓力：≥0.014MPa旋流風速：110m/s~250m/s；壓力：≥0.014MPa煤流風速：20m/s~35m/s可調(diào)中心風速：60m/s占一次風總量的0.03%~0.05%返回2/23/202348四風道回轉(zhuǎn)窯燃燒器:傳統(tǒng)的三風道煤粉燃燒器四風道煤粉燃燒器返回2/23/202349（1）一次風比例低，僅為5%-7%，與傳統(tǒng)燃燒器相比節(jié)煤10%以上。

（2）噴頭部分采用耐高溫、抗高溫氧化的特殊耐熱鋼鑄件機加工制成，提高了頭部的抗高溫變形能力。

（3）火焰形狀規(guī)整適宜，活潑有力溫度高，窯內(nèi)溫度分布合理。

（4）熱力集中穩(wěn)定，卷吸二次風能力強，提高冷卻機熱效率。返回四風道噴煤管有何特點？2/23/202350四風道噴煤管有何特點？（5）火焰調(diào)節(jié)靈活，簡單方便，可調(diào)范圍大，可達1：10。

（6）熱工制度合理，可提高臺時產(chǎn)量5%-10%，水泥熟料早期強度提高3-5MPa。

（7）低NOx排放量：降幅達20-30%。（8）對煤質(zhì)適應(yīng)性強。2/23/202351常見噴煤管的類型PYRO-Jet通道結(jié)構(gòu)如下（德國洪堡公司）。2/23/202352德國洪堡公司PYRO-Jet的特點（1）點火噴嘴（液體或氣體燃料通道）。（2）旋流空氣通道出口帶有螺旋風翅（相當于三通道噴嘴的內(nèi)流風）。（3）出口為噴煤口的燃料通道,風速22~35m/s。（4）出口為環(huán)形嘴的噴射空氣通道（相當于三通道噴嘴的外流風）壓力為1bar左右。(5)一次風6~9%.2/23/202353德國洪堡公司的改進：洪堡公司的噴燃管，在煤風沖刷處的管面上均噴涂了陶瓷耐磨層，大大延長了使用壽命由于一次風在各風道內(nèi)高速流動，尤其是煤風還有煤粉沖刷，必然要產(chǎn)生靜電，為消除它的影響，以免引起著火等事故，在管路連接法蘭之間用紡織的扁銅線跨接，便于接地消除靜電。2/23/202354Duoflex燃燒器雙調(diào)節(jié)伸縮式燃燒器——丹麥斯密斯公司（1）一次風量6~8%（2）為降低因提高一次風噴出速度而引起的通道阻力損失，在旋流風和軸流風出口端較大的空間處使兩者預(yù)混合，之后由同一個環(huán)形通道噴出.2/23/202355(3)在煤風管內(nèi)增設(shè)了一中心風管，其中通風量約為一次風總量的1%，在中心管出口處設(shè)有多孔板，將中心風均勻地分布呈諸多流速較高的風束，防止煤粉回火.(4)煤風管可前后伸縮，采用手動蝸輪調(diào)節(jié)，并有精確的位置刻度指示，借助煤風管的伸縮，可在維持軸流風和旋流風比例不變的情況下，調(diào)節(jié)一次風出口通道面積達1:2,可進行無級調(diào)節(jié)。煤風管伸縮處采用膨脹節(jié)相連，確保密封，其伸縮長度范圍一般為100mm左右（5）噴嘴前端及其部件都用耐熱合金鋼制成，噴嘴外部包有約120mm厚的耐火澆注料2/23/202356法國皮拉德公司煤粉燃燒器一次風壓達到12KPa時，其用量為12~14%。當壓力達到35KPa時，一次風量可降到8%。2/23/202357火焰穩(wěn)定器穩(wěn)定器有何主要作用？(1)在火焰根部產(chǎn)生一個較大的回流區(qū)，可減弱一次風的旋轉(zhuǎn)，使火焰更加穩(wěn)定，溫度容易提高。(2)火焰穩(wěn)定器的直徑較大煤風環(huán)形層的厚度減薄，煤風混合均勻充分，一次風容易穿過較薄的火焰層進入到其中，縮短了“黑火頭”。返回2/23/202358攏焰罩有何作用？（1）產(chǎn)生碗狀效應(yīng)，可避免空氣的過早擴散，在火焰根部形成一股縮頸，降低窯口溫度，使窯體溫度分布合理，火焰的峰值溫度降低。（2）軸向外凈風的分孔式噴射，軸向外凈風改變了原來的連續(xù)式環(huán)形間隙噴射，采用了均勻間斷式的小孔噴射。（3）小孔為均勻排列的小矩形，由第一層套管內(nèi)壁加工出的矩形溝槽和第二層套管組裝后形成2/23/202359中心風有何作用？（1）防止煤粉回流堵塞燃燒器噴出口中心風的風量不宜過大。過大，不僅增大了一次風量，對火焰形狀不利，對煤粉的混合和燃燒都是不利的。（2）冷卻燃燒器端部，保護噴頭中心風將噴頭端周圍的高溫氣體吹散頂回，不僅冷卻了噴頭內(nèi)部，而且也冷卻了端面，從而達到保護噴頭的目的。（3）中心供一部分氧氣，使火焰更加穩(wěn)定易燃燒（4）減少NOx有害氣體的生成。2/23/202360調(diào)節(jié)閥TC四風道噴煤管結(jié)構(gòu)特點一次風入口中心風管道軸流風風管旋流風風管煤風風管膨脹節(jié)調(diào)節(jié)絲杠2/23/2023613、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣體的流動（2）為什么二次風會被吸入窯內(nèi)？（1）窯內(nèi)氣體流動的狀態(tài)屬于何種？窯內(nèi)氣流屬于高度湍流狀態(tài)由于回轉(zhuǎn)窯是一個直徑有限的圓筒，當前面的氣體被推向前進時，后面的氣體變得稀薄而壓力下降，即在噴煤嘴處造成一定的負壓（抽力），使二次空氣連續(xù)不斷吸收進流股內(nèi)，與一次空氣混合，并逐漸向中心擴散，射流斷面逐漸擴大，氣體量逐漸增多。2/23/202362燃燒帶火焰長度--主要決定于燃燒帶氣體流速（3）燃燒帶氣體流速如何確定？2/23/2023633、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣體的流動：（4）、氣流速度對煅燒物料的有何影響？氣體流速大小，一方面影響著對流換熱系數(shù)的大小和氣