回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

12.6回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算2回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)窯的類型和尺寸產(chǎn)量標(biāo)定單位產(chǎn)品的燃料消耗主要配套設(shè)備：冷卻機(jī)預(yù)熱器分解爐煤磨收塵器喂料裝置通風(fēng)設(shè)備32.6.1回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸與產(chǎn)量的關(guān)系影響窯產(chǎn)量的主觀因素：窯的規(guī)格尺寸-直徑、長(zhǎng)度客觀因素：其它回轉(zhuǎn)窯日產(chǎn)量M（t/d）回轉(zhuǎn)窯直徑D（m）回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量與直徑的關(guān)系窯有效容積Vi/m3回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量與有效容積的關(guān)系45產(chǎn)量、直徑常用計(jì)算公式日本水泥協(xié)會(huì)推薦公式，1974G=KD1.5LG-窯的小時(shí)產(chǎn)量，t/hD-窯燒成帶筒體內(nèi)徑，mL-窯有效長(zhǎng)度，mK-系數(shù)，因窯型而異，見P108表2-28窯的生產(chǎn)能力主要與氣固傳熱能力有關(guān)6水泥工業(yè)設(shè)計(jì)院，濕法窯生產(chǎn)能力7產(chǎn)量、直徑常用計(jì)算公式日本池田，計(jì)算SP窯生產(chǎn)能力，1973G=1.425Di2.88G-熟料小時(shí)產(chǎn)量，t/hDi-回轉(zhuǎn)窯燒成帶襯磚內(nèi)徑，m

為反映窯長(zhǎng)影響，該式附帶要求窯長(zhǎng)與內(nèi)徑Di的關(guān)系應(yīng)符合：

L=23Di-208北京建材院，NSP窯生產(chǎn)能力：G=KD2.5L0.762G-熟料小時(shí)產(chǎn)量，t/hK-系數(shù)，0.114～0.119產(chǎn)量、直徑常用計(jì)算公式南京化工學(xué)院

新型干法窯產(chǎn)量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式1986年，南京化工學(xué)院匯總了世界上54個(gè)國(guó)家、從1951年到1984年投產(chǎn)的617臺(tái)各類懸浮預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯的生產(chǎn)數(shù)據(jù)或設(shè)計(jì)資料，利用微機(jī)進(jìn)行產(chǎn)量回歸分析，得到表2-29所示的懸浮預(yù)熱窯、立筒預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯三組產(chǎn)量計(jì)算公式。鑒于在同一規(guī)格下，立筒預(yù)熱器窯產(chǎn)量一般稍低于旋風(fēng)預(yù)熱器窯的產(chǎn)量這一事實(shí)，因此專門建立了一組立筒預(yù)熱器窯產(chǎn)量公式。南京化工學(xué)院，新型干法窯產(chǎn)量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式p109n-統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)，r-相關(guān)系數(shù)1011其中：G-窯的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，t/hL-窯的長(zhǎng)度，mD，Di-分別表示窯筒體內(nèi)徑、窯筒體襯磚內(nèi)徑，mVi-窯的有效容積，m3Di—D-2δ；δ窯襯磚厚度按經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算：D≤4m，δ=0.15m；4﹤D≤5m，δ=0.18m；5﹤D≤6m，δ=0.2m；D＞6m，δ=0.23m1984年前統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)規(guī)模較大的窯結(jié)果偏低2.6.2回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸的確定窯的規(guī)格尺寸直徑，長(zhǎng)度或長(zhǎng)徑比窯的類型、規(guī)格不同則窯的單位產(chǎn)量指標(biāo)也不同確定尺寸時(shí)，一般根據(jù)選取合理的單位熟料產(chǎn)量指標(biāo)計(jì)算窯的尺寸1213回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸的確定2-100回轉(zhuǎn)窯mv與Di關(guān)系2-101回轉(zhuǎn)窯mA與Di關(guān)系Di/mmAt/m2·hmv

t/m3·d回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸的確定2-102回轉(zhuǎn)窯mF與Di關(guān)系MFkg/m2·hDi/m1415由統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果、單位產(chǎn)量指標(biāo)定義與窯尺寸的關(guān)系，可推導(dǎo)結(jié)果如下表16窯的長(zhǎng)徑比L/Di的關(guān)系懸浮預(yù)熱窯：立筒預(yù)熱窯：

NSP窯：

按單位產(chǎn)量指標(biāo)確定窯產(chǎn)量，由定義可推以下關(guān)系：

Di=0.096mF/mv，m（2-109）

L=24mA/mv，m

（2-110）

L/Di=250mA/mF（2-111）水泥回轉(zhuǎn)窯規(guī)格確定步驟根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，按窯單機(jī)要求產(chǎn)量G，查圖2-98或表2-29中計(jì)算公式（2-82）,（2-86）,（2-90）計(jì)算估計(jì)新窯的直徑Di參照?qǐng)D（2-100），（2-101），（2-102）選取合理的單位產(chǎn)量指標(biāo)mF，mv，

mA，或根據(jù)國(guó)內(nèi)外同類型窯的生產(chǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算mF，mv，

mA據(jù)公式（2-109），（2-110），（2-111）計(jì)算Di，L和L/Di，確定窯的尺寸1718窯型筒體型式:直筒型、熱端擴(kuò)大型、冷端擴(kuò)大型、啞鈴型延長(zhǎng)物料在窯內(nèi)的停留時(shí)間增加窯的有效容積降低窯內(nèi)截面風(fēng)速提高窯發(fā)熱能力和熟料產(chǎn)量，降低料耗和熱耗解決回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒成能力與預(yù)燒能力的矛盾19直徑擴(kuò)大型窯的缺點(diǎn)擴(kuò)大處形成不規(guī)則通道，破壞了物料在窯內(nèi)運(yùn)動(dòng)的均衡性，不利于窯的操作大直徑到小直徑的過渡段，易出現(xiàn)物料堆積現(xiàn)象，并且產(chǎn)生揚(yáng)塵窯內(nèi)耐火磚易損壞，筒體制造和維修困難[例]試確定一生產(chǎn)能力為日產(chǎn)2000t熟料的預(yù)分解回轉(zhuǎn)窯筒體的尺寸

[解]據(jù)要求生產(chǎn)能力，查圖2-98（p107）得：回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)徑D＝3.8m；則回轉(zhuǎn)窯襯磚內(nèi)徑：

Di＝D－2δ＝3.8－2×0.15＝3.5m；再由圖2-100、圖2-101、圖2-102查得：

Mv＝2.4～3.5，取平均值2.95t/m3·日；

MF＝86～132，取平均值109kg/m2·hMA＝6.1～8.6，取平均值7.4t/m2·h20再由公式(2-109),(2-110),(2-111):Di=0.096mF/mv=0.096×109/2.95

=3.55mL=24mA/mv=24×7.4/2.95=60.2

m

L/Di=250mA/mF=250×7.4/109=17考慮襯磚厚度則筒體內(nèi)徑D＝Di

+

2δ＝3.55

+

2×0.15＝3.85m；考慮窯體數(shù)據(jù)應(yīng)取整，確定回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)徑為3.9m,長(zhǎng)度為60m21222.6.3回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量是確定工廠生產(chǎn)規(guī)模，原、燃料消耗定額，全廠設(shè)備選型的依據(jù)，是水泥廠設(shè)計(jì)重要指標(biāo)產(chǎn)量的標(biāo)定:確保優(yōu)質(zhì)、低消耗、長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，窯所能達(dá)到的合理產(chǎn)量232.6.3回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定產(chǎn)量標(biāo)定的意義:除了窯的類型和尺寸外，影響回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的因素很多，特別是隨著生料預(yù)均化系統(tǒng)的逐步完善，懸浮預(yù)熱與窯外分解技術(shù)的不斷發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)過程控制的廣泛應(yīng)用，科學(xué)管理的加強(qiáng)，使窯的單位產(chǎn)量指標(biāo)有所提高，因此對(duì)設(shè)計(jì)中已確定的回轉(zhuǎn)窯，必須進(jìn)行產(chǎn)量的標(biāo)定。242.6.3回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定產(chǎn)量標(biāo)定的要求:標(biāo)定過低，在設(shè)計(jì)計(jì)算其他附屬設(shè)備時(shí)，可能出現(xiàn)選型小，投產(chǎn)后出現(xiàn)限制窯生產(chǎn)能力的發(fā)揮。標(biāo)定過高，附機(jī)選型偏大，而窯實(shí)際產(chǎn)量達(dá)不到，造成設(shè)備能力浪費(fèi)，同時(shí)給窯生產(chǎn)達(dá)標(biāo)帶來困難252.6.3回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定產(chǎn)量的標(biāo)定方法：據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算據(jù)工廠具體條件及我國(guó)生產(chǎn)水平綜合考慮計(jì)算公式與實(shí)際產(chǎn)量結(jié)合2.6.3回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的標(biāo)定據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算可根據(jù)同類型窯的理論與經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，標(biāo)定時(shí)多個(gè)公式計(jì)算，以平均值為標(biāo)定產(chǎn)量據(jù)同類型同規(guī)格窯產(chǎn)量標(biāo)定根據(jù)國(guó)內(nèi)外已投產(chǎn)的同類型同規(guī)格窯的實(shí)際產(chǎn)量標(biāo)定，綜合多家生產(chǎn)數(shù)據(jù)取平均值；同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)生產(chǎn)條件、生產(chǎn)實(shí)際情況綜合考慮26說明為檢驗(yàn)表2-29建立的公式在標(biāo)定產(chǎn)量中的精確度，用不同公式對(duì)12種大小不同規(guī)格的三類窯的產(chǎn)量進(jìn)行標(biāo)定，結(jié)果表明，對(duì)1984年前投產(chǎn)的窯都較接近于實(shí)際窯產(chǎn)量的平均值。綜合標(biāo)定結(jié)果，發(fā)現(xiàn)三類窯的計(jì)算公式中，窯產(chǎn)量G與Di，L之間的相關(guān)關(guān)系，即G＝f(Di，L)更接近實(shí)際窯的平均產(chǎn)量值，其相關(guān)系數(shù)比其他公式的相關(guān)系數(shù)要高些，故計(jì)算產(chǎn)量時(shí)，使用G＝f(Di，L)較合理和可靠。通常實(shí)際能力比計(jì)算能力高出至少10%2.6.4回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)熱耗與熱平衡計(jì)算窯的單位熱耗：

窯系統(tǒng)生產(chǎn)單位熟料產(chǎn)量的實(shí)際燒成熟耗

由于熟料煅燒時(shí)損失了大量熱量，如廢氣、熟料帶走的熱焓，窯體向外界散失的熱量，濕法生產(chǎn)中蒸發(fā)料漿水分的耗熱量等，因此窯的實(shí)際熱耗比理論熱耗高很多。282.6.4回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)熱耗與熱平衡計(jì)算窯的熱平衡計(jì)算：主要目的，對(duì)新窯確定燃料消耗量，計(jì)算單位熟料熱耗，對(duì)生產(chǎn)窯分析窯系統(tǒng)熱工技術(shù)性能，為優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗及節(jié)能技改提供科學(xué)的依據(jù)。29302.6.4回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)熱耗與熱平衡計(jì)算窯的熱耗、發(fā)熱能力和熱負(fù)荷回轉(zhuǎn)窯燒成熱耗及分析31通常為了比較，取熱值為29270kJ/kg煤為標(biāo)準(zhǔn)煤，則單位熟料耗燃料量mr可轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)煤耗mbr:2000t/日，帶二次燃燒的SP窯

熟料熱耗,QrR匈牙利學(xué)者QrR=4589.7－0.71M+1.6K＋2.6AM＋150.9SM－1.5SLTQrR-熟料熱耗，kJ/kg熟料M-熟料日產(chǎn)量，t/日K-二次燃燒燃料（窯尾上升煙道加入燃料量）比例，%AM-生料鋁氧率：0.9～1.7SM-生料硅酸率：1.7~2.7LST-生料石灰標(biāo)準(zhǔn)3233回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力及熱負(fù)荷回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力：窯單位時(shí)間發(fā)出的熱量34回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力及熱負(fù)荷提高窯的產(chǎn)量→必須提高窯的發(fā)熱能力窯的發(fā)熱能力受到燃燒空間的限制，因?yàn)槿紵龓嶝?fù)荷是有限的，過高會(huì)損壞窯的內(nèi)襯，降低窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，影響熟料煅燒質(zhì)量窯的熱負(fù)荷/窯的熱力強(qiáng)度:有一定限度，實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)選擇最佳的熱負(fù)荷，才能保證窯的長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)35回轉(zhuǎn)窯的熱負(fù)荷三種表示方法:燃燒帶容積熱負(fù)荷，襯磚表面積熱負(fù)荷、斷面積熱負(fù)荷燃燒帶容積熱負(fù)荷:燃燒帶單位容積、單位時(shí)間所發(fā)出的熱量燃燒帶襯磚表面熱負(fù)荷:燃燒帶單位表面積、單位時(shí)間內(nèi)所承受熱量燃燒帶斷面熱負(fù)荷:燃燒帶單位截面積、單位時(shí)間內(nèi)所承受的熱量36燃燒帶容積熱負(fù)荷燃燒帶火焰的長(zhǎng)度，窯皮長(zhǎng)度。①燒成帶致密堅(jiān)固的窯皮代表②燃燒帶直徑的倍數(shù)37

燃燒帶襯磚表面熱負(fù)荷

燃燒帶斷面熱負(fù)荷與窯長(zhǎng)無關(guān)，最簡(jiǎn)單，可比較不同型式窯，國(guó)際應(yīng)用多38熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)、范圍及原始數(shù)據(jù)1．熱平衡計(jì)算基準(zhǔn)物料基準(zhǔn)：以1kg熟料為基準(zhǔn)；溫度基準(zhǔn)：以0℃為基準(zhǔn)；2．熱平衡范圍據(jù)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)設(shè)計(jì)或熱工測(cè)定的目的要求確定回轉(zhuǎn)窯窯+預(yù)熱分解系統(tǒng)窯+預(yù)熱分解系統(tǒng)+冷卻機(jī)393．原始數(shù)據(jù)生料用量、化學(xué)組成、水分、入窯溫度燃料成分、工業(yè)分析和入窯溫度一、二次空氣的比例、溫度，空氣過剩系數(shù)、漏風(fēng)系數(shù)，廢氣量與廢氣溫度飛灰量、飛灰溫度及燒失量收塵器收塵效率窯體散熱損失，熟料帶走熱熟料形成熱：可根據(jù)熟料物理化學(xué)熱效應(yīng)求得或選定物料平衡SProtarykiln

漏入空氣Vlok燃料mr一次空氣二次空氣Vyk熟料1kg界面飛損量mff廢氣+飛灰Vf+mfh入預(yù)熱器生料：ms+myh入窯回灰ms+myh實(shí)際生料：ms窯+預(yù)熱系統(tǒng)40收入：

燃料消耗量

入預(yù)熱器物料量

入窯系統(tǒng)空氣量支出：熟料量；

廢氣量；出預(yù)熱器飛灰量41物料平衡收入項(xiàng)目燃料消耗量mr（kg/kg熟料）入預(yù)熱器物料量：（kg/kg熟料）

考慮飛損后生料實(shí)際消耗量ms+入窯回灰量myh

a干生料理論消耗量mgsL（kg/kg熟料）

b入窯回灰量myh和飛損量mFh（kg/kg熟料）

c考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量mgs（kg/kg熟料）

d考慮飛損后生料實(shí)際消耗量ms42物料平衡收入項(xiàng)目入窯系統(tǒng)空氣量

a燃料燃燒理論空氣量

b入窯實(shí)際干空氣量

c漏入空氣量（包括生料送風(fēng)量）收入=燃料消耗量+入預(yù)熱器物料量+入窯系統(tǒng)空氣量43物料平衡支出項(xiàng)目熟料量：1kg廢氣量：

a

生料中物理水

b生料中化學(xué)水

c生料分解放出CO2氣體量總廢氣量

d燃料燃燒生成煙氣量

e漏入空氣量出預(yù)熱器飛灰量：SPq9rotarykilnq8散熱損失q13燃料q1+q2一次空氣二次空氣Q5+q6熟料q11界面廢氣q10飛灰q12入預(yù)熱器生料：q3+q4漏入空氣q7界面散熱損失q13熱量平衡4445熱量平衡收入項(xiàng)目燃料燃燒生成熱q1燃料帶入顯熱q2生料帶入顯熱q3

回灰?guī)霟崃縬4空氣帶入熱量：一次q5、二次空氣q6+漏入空氣q7

總收入熱量46熱量平衡支出項(xiàng)目熟料形成熱q8蒸發(fā)生料水分耗熱q9廢氣帶走熱量q10

出窯熟料帶走熱量q11出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿崃縬12系統(tǒng)表面散熱損失q13

總支出熱量物料平衡計(jì)算：收入項(xiàng)目1、燃料消耗量（kg/kg熟料）設(shè)計(jì)新窯或技術(shù)改造時(shí)，mr是未知量，通過熱平衡方程求得，已生產(chǎn)的窯，通過熱工測(cè)定得到。2、入預(yù)熱器物料量①干生料理論消耗量：式中：—干生料理論消耗量，kg/kg熟料；—燃料應(yīng)用基灰分含量，%；a—燃料灰分摻入熟料中的量，%；—生料的燒失量，%。47②入窯回灰量和飛損量：式中：—入窯回灰量，kg/kg熟料；—出預(yù)熱器飛灰量，kg/kg熟料；—出收塵器飛灰損失量，kg/kg熟料；—收塵器、增濕塔綜合收塵效率，%。48③考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量：式中：—考慮飛損后干生料實(shí)際消耗量，kg/kg熟料；—飛灰燒失量，%。④考慮飛損后生料實(shí)際消耗量：式中：—考慮飛損后生料實(shí)際消耗量，kg/kg熟料；—生料中水分含量，%。mFh出收塵器飛灰損失量，kg/kg熟料49⑤入預(yù)熱器物料量：

（kg/kg熟料）3、入窯系統(tǒng)空氣量①燃料燃燒理論空氣量：式中：—燃料燃燒理論干空氣量，Nm3/kg煤；—燃料燃燒理論干空氣量，kg/kg煤。、、、—燃料應(yīng)用基元素分析組成，%。50②入窯實(shí)際干空氣量：式中：—入窯實(shí)際干空氣量，Nm3/kg熟料；—入窯實(shí)際干空氣量，kg/kg熟料；—窯尾空氣過剩系數(shù)。51③漏入空氣量（包括生料送風(fēng)量）：式中：—窯尾系統(tǒng)漏風(fēng)量，Nm3/kg熟料；—窯尾系統(tǒng)漏風(fēng)量，kg/kg熟料；—預(yù)熱器出口過?？諝庀禂?shù)。漏入空氣量也可用漏風(fēng)系數(shù)求得。52支出部分1、熟料量：2、廢氣量：①生料中物理水：式中：0.804——為水蒸汽密度，kg/Nm3；——生料中物理水量，kg/kg熟料；——生料中物理水量，Nm3/kg熟料。53②生料中化學(xué)水：式中：—生學(xué)中化學(xué)水量，kg/kg熟料；—生學(xué)中化學(xué)水量，Nm3/kg熟料；—干生料中三氧化鋁含量，%。54③生料分解放出氣體量：式中：—生料中分解出氣體量，kg/kg熟料；—生料中分解出氣體量，Nm3/kg熟料；—干生料中含量，%。1.977—為密度，kg/Nm3。55式中：、—分別為干生料中CaO和MgO的含量，%；、、—分別為、CaO和MgO的分子相對(duì)質(zhì)量；56④燃料燃燒生成煙氣量：（Nm3/kg煤）（Nm3/kg煤）

（Nm3/kg煤）（Nm3/kg煤）57（Nm3/kg煤）（kg/kg煤）式中：—燃料燃燒實(shí)際煙氣量，（Nm3/kg煤）；—燃料燃燒實(shí)際煙氣量，（kg/kg煤）。58（5）漏入空氣量：，Nm3/kg熟料；，kg/kg熟料?？倧U氣量：

（Nm3/kg煤）；（kg/kg煤）。593、出預(yù)熱飛灰量

（kg/kg熟料）四、熱量平衡參見教材p119圖2-104，熱量平衡圖。支出項(xiàng)目（1）熟料形成熱（2）蒸發(fā)生料中水分耗熱（3）廢氣帶走熱量（4）出窯熟料帶走熱（5）出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿幔?）系統(tǒng)表面散熱損失收入項(xiàng)目（1）燃料燃燒生成熱q1（2）燃料帶入顯熱q2（3）生料帶入顯熱q3（4）回灰?guī)霟崃縬4（5）空氣帶入熱量60（一）收入項(xiàng)目1、燃料燃燒生成熱（kJ/kg熟料）式中：—燃燒應(yīng)用基低位發(fā)熱量，（kJ/kg煤）2、燃料帶入顯熱（kJ/kg熟料）式中：—燃料的比熱，kJ/kg℃；—燃料入窯溫度，℃。613、生料帶入顯熱（kJ/kg熟料）式中：、—分別為生料、水的比熱，kJ/kg℃；—生料入窯溫度，℃。4、回灰?guī)霟崃浚╧J/kg熟料）式中：—回灰的比熱，kJ/kg℃；—回灰入窯的溫度，℃。625、空氣帶入熱量（1）一次空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）—一次窯占總?cè)敫G量的比例，%；式中：—一次空氣在0～溫度的平均比熱，kJ/Nm3℃；—一次空氣入窯溫度，℃。63（2）二次空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）式中：—二次空氣在0～溫度的平均比熱，kJ/Nm3℃；—二次空氣入窯溫度，℃。64（3）漏入空氣帶入熱量：（kJ/kg熟料）式中：—漏入空氣在0～溫度的平均比熱，kJ/Nm3℃；—漏入空氣入窯溫度，℃?？偸杖霟崃浚?5（二）支出項(xiàng)目1、熟料形成熱（kJ/kg熟料）2、蒸發(fā)生料中水分耗熱：（kJ/kg熟料）式中：—入窯生料溫度時(shí)水的汽化熱，kJ/kg水。66（3）廢氣帶走熱量：（kJ/kg熟料）式中：—混合氣體的平均比熱，kJ/Nm3℃；—廢氣溫度，℃。式中：、……—分別為相應(yīng)應(yīng)氣體在溫度時(shí)的平均比熱，kJ/Nm3℃；、……—分別為廢氣中各氣體的量，Nm3/kg熟料。67（4）出窯熟料帶走熱：（kJ/kg熟料）式中：—熟料在0～溫度間的平均比熱，kJ/kg·℃；—出窯熟料溫度，℃。（5）出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿幔海╧J/kg熟料）式中：—在0～溫度間飛灰的平均比熱，kJ/kg·℃；—飛灰溫度，℃。68（6）系統(tǒng)表面散熱損失：（kJ/kg熟料）總支出熱量：收支熱量平衡：6970由熱量平衡、物料平衡方程可求得單位熟料燃料消耗量mr熟料燒成熱耗：回轉(zhuǎn)窯熱效率η=（熟料形成熱/入窯總熱量）×100%窯的發(fā)熱能力燃燒帶襯磚斷面熱負(fù)荷建立物料平衡表、熱量平衡表（kJ/kg熟料）71三大熱損失預(yù)熱器出口廢氣、飛灰熱損失大系統(tǒng)表面散熱損失大冷卻機(jī)的熱效率對(duì)熟料熱耗影響大：廢氣、熟料、散熱損失1、預(yù)熱器出口廢氣與飛灰熱損失大：

影響廢氣熱損失的主要因素是廢氣溫度及單位熟料廢氣量，因此降低廢氣溫度和單位熟料廢氣量是減少?gòu)U氣熱損失的主要途徑。

降低廢氣溫度，除了保持窯、爐的合理煅燒外，應(yīng)設(shè)計(jì)換熱效率高的預(yù)熱器系統(tǒng)，并注意系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化匹配，或采用五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器以有效降低廢氣溫度。降低廢氣量，必須重視窯系統(tǒng)的密封堵塞，減少系統(tǒng)漏風(fēng)及燃燒過?？諝饬俊p少飛灰熱損失，應(yīng)采用分離效率高的預(yù)熱器和密封性能好的鎖風(fēng)裝置，減少飛灰量。722、系統(tǒng)表面散熱損失大：

單位熟料散熱損失主要與窯系統(tǒng)的隔熱保溫材料和耐火材料及窯的操作有關(guān)，因此，必須大力改善隔熱材料及耐火材料的性能，合理使用隔熱材料和耐火材料；優(yōu)化窯的操作，穩(wěn)定窯的熱工制度。733、冷卻機(jī)的熱效率：

冷卻機(jī)的熱效率對(duì)熟料熱耗的影響很大。因此，在回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，還需進(jìn)行冷卻機(jī)熱平衡。

冷卻機(jī)的熱損失包括廢氣、熟料帶走熱及冷卻機(jī)表面散熱等。

采用新型冷卻機(jī)，改進(jìn)冷卻機(jī)的結(jié)構(gòu)和揚(yáng)料裝置，可提高入窯、入分解爐助燃空氣的溫度，降低冷卻機(jī)出口熟料溫度，減少排出廢氣量，提高冷卻機(jī)熱效率，也是降低熟料熱耗的有效措施。74

以上三大熱損失，是各種類型水泥回轉(zhuǎn)窯的主要熱損失，減少三大熱損失降低熟料熱耗的主要途徑。

進(jìn)行熱平衡計(jì)算時(shí)，物料平衡和熱量平衡總收支絕對(duì)誤差絕對(duì)值占總收入量的比例不得大于5%，否則測(cè)定無效，應(yīng)分析原因并重測(cè)。75762.7立窯普通立窯cementshaftKiln/ordinaryshaftKiln

機(jī)械化立窯mechanizedcementshaftkiln772.7.1物料煅燒過程及特點(diǎn)物料：生料+煤粉→成球窯內(nèi)→熟料窯底

助燃?xì)怏w：窯底部→冷卻熟料顆?！肌A(yù)熱、料球→煙囪←

窯腰部回轉(zhuǎn)下料器窯頂部自下而上運(yùn)動(dòng)782.7.1物料煅燒過程及特點(diǎn)各帶劃分-不同高度上物料發(fā)生的反應(yīng)干燥預(yù)熱帶:高溫煅燒帶:冷卻帶:機(jī)立窯各帶劃分示意圖1一預(yù)熱帶；2一燒成帶；3一冷卻帶預(yù)熱帶：料層厚度約0.5～1.0m，料層溫度小于1000℃

。一般預(yù)熱帶約占全窯高的5％～10％。燒成帶(俗稱“底火”)：料層為0.6～1.0m，溫度1000～1450～1300℃

。燒成帶約占全窯高度的10％～15％。冷卻帶：冷卻帶的位置處于燒成帶以下至窯底，約占全窯高度的70％左右，物料平均溫度在1300℃以下。12379煅燒過程的物理化學(xué)變化燃料燃燒與物料煅燒是從料球表面開始。熱氣流向料球表面?zhèn)鳠?，使表面水分逐漸蒸發(fā)，并預(yù)熱料球，隨著熱量逐漸由表向里傳遞，料球內(nèi)部水分也隨之蒸發(fā)，并向表面擴(kuò)散。料球表面煤粒達(dá)到燃點(diǎn)，與氣流中的氧氣反應(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，料球溫度逐漸升高，燃料燃燒與生料碳酸鈣鹽的分解同時(shí)進(jìn)行。碳酸鹽分解的CO2與產(chǎn)物CO、CO2等由內(nèi)部向表面擴(kuò)散到氣流中。80煅燒過程的物理化學(xué)變化

隨著碳酸鈣的分解和燃料的燃燒，溫度繼續(xù)升高，固相反應(yīng)也同樣由料球表面向中心推進(jìn)，逐漸完成熟料的燒成過程。

在料球從上到下的運(yùn)動(dòng)過程中，經(jīng)歷了生料的干燥、預(yù)熱、分解、固相反應(yīng)、燒成、冷卻等階段。不過，在同一時(shí)間內(nèi)，料球內(nèi)外煅燒不是均勻一致的。

燒成的熟料遇到冷空氣，同時(shí)進(jìn)行熟料的冷卻與空氣的預(yù)熱。81822.7.1物料煅燒過程及特點(diǎn)各帶物料發(fā)生的主要反應(yīng)干燥預(yù)熱帶:游離水蒸發(fā)揮發(fā)分逸出固定碳的不完全燃燒化學(xué)不完全燃燒熱損大，選用無煙煤、焦炭832.7.1物料煅燒過程及特點(diǎn)高溫煅燒帶:表面燃燒作用（直接反應(yīng)）料球內(nèi)固定碳與CaCO3反應(yīng)（間接反應(yīng)）生成C3S,C2S,C3A,C4AF保證底火穩(wěn)定：高溫帶溫度、位置氧化氣氛下煅燒（否則結(jié)大塊）-快燒842.7.1物料煅燒過程及特點(diǎn)冷卻帶:熟料的冷卻提高冷卻速度→助燃空氣預(yù)熱溫度→快速燒成熟料優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的關(guān)鍵：快燒快冷前提：操作正常、熱工制度穩(wěn)定加料、用風(fēng)、配煤、卸料配合852.7.2立窯結(jié)構(gòu)窯體：豎放筒體規(guī)格：內(nèi)徑×有效高度φ2.5×8

內(nèi)徑：決定立窯產(chǎn)量因素之一有效高度：窯內(nèi)裝填了物料層的高度形狀直筒型帶喇叭口的筒體：錐角12-17°，高度0.5D-0.7D

高徑比：高度:內(nèi)徑=3-4保證熟料的充分燒成、冷卻高溫帶內(nèi)徑862.7.2立窯結(jié)構(gòu)窯體：耐高溫、散熱少、不漏風(fēng)，具有一定強(qiáng)度鋼板厚10mm，內(nèi)襯耐火磚+隔熱材料，總厚300-500mm872.7.2立窯結(jié)構(gòu)成球與加料裝置卸料裝置密封裝