回转窑的设计
一、窑型和长径比
1. 窑型
所谓窑型是指筒体各段直径的变化。按筒体形状有以下几种窑型：
(1) 直筒型：制造安装方便，物料在窑内移动速度较均匀一致，操作控制较易掌握，同时窑体砌造及维护较方便；
(2) 热端扩大型：加大单位时间内燃烧的燃料量及传热量，在原窑直径偏小的情况下，扩大热端将相应提高产量，适用于烧成温度高的物料；
(3) 冷端扩大型：便于安装热交换器，增大干燥受热面，加速料浆水分蒸发，降低热耗及细尘飞损，适用于处理蒸发量大、烘干困难的物料；
(4) 两端扩大型(哑铃型)：中间的填充系数提高，使物料流动的机会减少，还可以节约部分钢材；还有单独扩大烧成带或分解带的“大肚窑” ，这种窑型易挂窑皮，在干燥带及烧成带能力足够时，可以显著提高产量。但这种窑型操作不便。
总之，不论扩大哪一带，必须保持预烧能力和烧结能力趋于平衡。只有在生产窑上，经过生产实践和充分调查研究(包括必要的热工测定和计算)，发现某一带确为热工上的薄弱环节，在这种特定条件下将该带扩大，才会得出较明显的效果。
目前国内外发展趋势仍以直筒型窑为主，而且尺寸向大型方面发展。其他有色金属工业用回转窑(还原、挥发、硫化精矿焙烧、氯化焙烧、离析、烧结转化等)多采用较短的直筒窑。
2. 长径比
要得长径比有两种表示方法：一是筒体长度L与筒体公称直径D之比；另一是筒体长度L与窑的平均有效直径D均之比。L/D便于计算，L/D均反映要的热工特点更加确切，为了区别起见，称L/D均为有效长径比。窑的长径比是根据窑的用途、喂料方式及加热方法来确定的。根据我国生产实践的不完全统计，各类窑的长径比示于表1中。长径比太大，窑尾废气温度低，蒸发预热能力降低，对干燥不利；长径比太小，则窑尾温度高，热效率低。同类窑的长径比与窑的规格有关，小窑取下限，大窑取上限。
二、回转窑的生产率
回转窑生产是一个综合热工过程，其生产率受多方面因素影响。分析其内在规律性，
可以建立以下几个方面的数量
关系。
1. 按窑内物料流通能力：G=0.785D均2×ψ×ω料×γ料吨/小时(1)
式中：
G——单位生产率，吨/小时； D均——窑的平均有效内径，米；
ψ——物料在窑内的平均填充系数，一般为0.04~0.12 。各类窑的填充系数见表2。γ料——物料堆比重，吨/米；某些物料的堆比重见表3；
ω 料——物料轴向移动速度，米/小时；其值取决于窑运转情况，可按式(12)、式(13)及式(14)计算或测定。
表 2 各类窑的平均填充系数
表3 某些物料的堆比重
2. 按物料反应时间
有些工艺过程要求物料有一定的高温持续时间，以完成物理化学反应。若通过实验或生产实践得知物料必须在窑内停留的时间，则：G=0.785×L/τ×D均2×ψ×γ料吨/小时(2) 式中：L——窑长( 或某带长度) ，米；τ ——物料在窑内（或某带）停留时间，小时；其他符号同前。
3. 按正常排烟能力
为了控制窑灰带出的循环量，往往选择一个适宜的窑尾排气速度范围。
G=2826×D均干2×ωt×(1-ψ干)/V0×(1+βt尾) 吨/小时(3)
式中：V0 ——每吨产品的窑气量，标米3/吨；
t尾——烟气离窑温度，℃；
β——气体体积膨胀系数, β=1/273；
ωt ——窑尾排气速度，m/s ，一般3~8m/s ；
ψ干——干燥带物料填充系数；
D均干——干燥带平均有效内径，米。
4. 按供热能力
G=K×B×Q低×η/q料吨/小时(4)
式中：B——燃料消耗量，公斤/小时或标米3/小时；
Q低——燃料低发热量，千卡/公斤或千卡/ 标米3；
K——系数，对铝厂用窑预热二次空气时，K=1.1~1.15 ；不预热时，K＝1.0 ；
η ——窑的热效率，一般为55~65%；
q料——每吨产品必须消耗的有效热，千卡/ 吨。
q料=（G干料+A)(q吸+C×t高+600w/100-w)×103千卡/吨
式中：G干料——每公斤产品理论消耗干生料量(不包括水分) ，公斤/公斤；
A——每公斤产品不可返回的飞尘损失，公斤/公斤
q 吸——每公斤产品吸热反应吸热量(除去放热反应放热量），千卡/公斤；
C × t高——将物料加热到最高温度(烧成带) 所需物理热，千卡/公斤；
W——湿生料中所含水分，% 。
5. 按窑内传热能力：G=∑Q÷q料或 G=Qi÷[q料]i 千卡/小时 (5)
式中：∑Q——窑内各带对物料的总给热量，千卡/小时；
Qi ——窑内某一工作带中对物料的传热量，千卡/小时；
q料——物料必须在窑内吸收的总有效热量，千卡/吨；
[q料]i ——物料在某一工作带内必须吸收的有效热量，千卡/吨。
所谓有效热量指的是不考虑非生产性消耗和热损失的热量。
回转窑内传热过程比较复杂，各工作带内传热方式也不尽相同。在干燥带，气体温度较低，传热以对流为主。另外，窑壁及热交换装置对物料也有传导作用，因传导的计算较繁杂，而辐射的份量又不大，为简化计算，往往将两种热交换综合在对流给热系数之中，用一个经验公式表示：Q干=α干×F干×Δt干式中：α干——干燥带给热系数，千卡/米2 . 小时. ℃，根据热交换装置类型不同，有各种经验公式，如在挂链条情况下：( 式中ω0 为窑全断面的平均流速，Nm/S)；F干——干燥带中总传热面积（窑的内衬表面+ 热交换装置总表面），m2 ；
Δt干——干燥带两端炉气与物料温度差的对数平均值，℃。
图1 回转窑内传示意图
图 2 回转窑内壁示意图
其他带内，对物料裸露表面的传热可近似按火焰炉内传热公式计算；对与窑衬接砝的物料表面，窑衬表面将通过辐射与传导向物料传热，但随着窑衬温度升高及物料颗粒变粗（由粉料变成小球进而烧结成块），其间传导作用将越来越小，传热量按下式计算：
Qi = αΣ ×Δt×F弦× C壁料[(T壁/100)4-(T料/100)4] ×F弧
式中：αΣ——综合给热系政，等于α对+ α辐，千卡/米2 . 小时. ℃；α对
——炉气对物料的对流给热系数，千卡/ 米2 . 小时. ℃；
α辐——炉气及窑壁对物料的辐射给热系数，千卡/米2 . 小时. ℃。
α辐=C气料壁[(T1/100)4-(T2/100)4]/t气-t料
式中：C气料壁=4.88ε料(F壁/F弦+1-ε气)/[ε料+ε气(1-ε料)]1-ε气/ε气+F壁/F弦千米/小时式中：ε料，ε气——物料及炉气的黑度；
F壁/F弦=π×D-L弧/L弦
Δt——该带内炉气与物料的平均温度差，℃，取始末两端温差的对数平均值：
Δt=Δt′-Δt ″/ln(Δt′ /Δt″) ℃
其中：Δt′、Δt ″——始端及末端的气与料的温度差，℃；
当Δt ′与Δt〃之值相差不大(不超过一倍) 时，可用算术平均值，即：Δt=1/2(Δt′+Δt″) ℃式(7) 中第二项系考虑窑衬遮蔽表面与接触物料弧形表面间的辐射( 视为两平行表面组成的封闭体系) ，式中有关参数确定如下：
C壁料=4.88÷（1/ ε壁+1/ε料-1）千卡/米2. 小时.K4
式中：ε壁——窑壁黑度；
另外T壁为窑衬遮蔽表面在该带内的平均温度，K ；考虑到与物料接触过程中的温度降低，此值可近似取以下平均值：T壁=1/2（T料+T′壁）其中未遮蔽的窑壁表面温度T壁可近似按火焰炉内炉墙表面温度公式确定：
式中符号意义及单位同前。
[附] F弦、F弧、F壁的计算：
①计算出各带的填充系数ψ：ψ＝4G÷(π×D2均×ω料×γ料) (a)
②计算物料填充的弓形面积：f料= ψ×π×R2 (b)
③计算物料填充中心角θ：因f料=0.5× R2 ×(π÷180θ-sinθ)
联解(b)、(c) 两式得：2π×ψ=π÷180θ-sinθ
参考弓形几何尺寸表，由f填÷R2 之值可查出对应的θ 值，其中间值可按试算逼近法求出。
④求弦长及弧长：L弦＝D均×sinθ/2米；L弧＝θ÷360×π×D均米；L壁＝π×D 均 ×(1-θ÷360)米
⑤求面积：F弦＝L弦×L带 m2；F弧＝L弧×L带 m2；F壁＝L壁×L带 m2；
式中L带为各相应带的窑长，米。
以上五个方面确立的生产率关系式是确定窑体尺寸、运转参数及操作条件的理论依据。热工设计的任务就是综合五个方面的关系，合理确定各参数，使上述各式反映出的生产能力达到平衡(即设计的生产能力水平) 。生产中必然由于某一参数的波动或突破，引起原来平衡的破坏，再经过操作中对有关参数的调整，使达到新的水平上的平衡(实际生产能力) 。
6.按经验公式
在计算窑的实际生产能力时，往往用一些具体化了的简化公式。在具体条件相同时，这些简化公式能简明、准确地反映生产率与其中1~2 个参数的关系。
(1) 回转窑产能与筒体尺寸之间关系：G=K×D1.5均×L吨/小时
式中：D均——窑的平均有效内径，米；L——窑的有效长度，米；
K——经验系数，受多方面因素的影响。根据我国生产实践的统计，各类窑的数
据列于表4中。
(2) 按单位面积产能计算：G=GF×F÷1000 吨/日
式中：F——窑的有效内表面积，m2；
GF——窑的单位内表面积产能，公斤/米2.小时。
根据我国生产实践统计：铅锌挥发窑：GF=23~30 公斤/米2. 小时；
氧化铝熟料窑GF=41~48 公斤/米2 .小时；
氧化铝焙烧窑：GF=33~40 公斤/米2.小时；单筒冷却机：GF=120公斤/米2.小时。
(3) 按单位容积产能计算：G=GV×V 吨/日
式中：V——窑的工作容积，米3；Gv——窑的单位容积产量，吨/日. 米3。
根据我国生产实践的不完全统计，Gv的数值推荐如下：
氧化铝熟料窑：Gv=1.3~1.5 吨/日. 米3；氧化铝焙烧窑：Gv=1.4~1.6 吨/日米3；
铅锌挥发窑：Gv=1.0~1.2 吨/日. 米3。
应该指出，按经验公式计算，虽然简单也较准确，但它是统计某一时期的某些厂具体窑的产量得出来的，随着窑型及运转情况的变化和生产技术水平的提高，式中的经验数据就会有某种程度的差别。
三运转参数的确定
1. 转速(n) 的确定
回转窑转速对窑内物料活性表面、物料停留时间、物料轴向移动速度、物料的混合程度以及窑的填充系数等都有密切关系。窑的转动起到翻动物料的作用，在一定条件下，提高转速可以强化物料与气流间的热交换。近来趋向“放平快转”，国内某氧化铝熟料窑的转速达到4.5 转/分。但转速太大，则物料在窑内停留时间短，反应不完全，产品质量不能保证，设备维修困难；转速大小，会降低窑的生产率。根据我国生产实践，各类回转窑的常用转速n( 转/分) 推荐如下，供选用时参考。
表 5 回转窑常用转速n
2. 斜度(i) 的确定
回转窑的斜度i一般指窑轴线升高与窑长的比值，习惯上取窑倾角β的正弦sinβ ，一般范围为2~5% 。斜度过高会影响窑体在托轮上的稳定性。
对于物料流动性强的窑，如氧化铝焙烧窑，斜度不宜过大，取2~2.5% ；水泥及氧化铝熟料窑通常采用3~4% ；铅锌挥发窑多采用5% ；氧化及氯化焙烧窑多用2~3% 。
斜度与转速的关系密切，选择时应满足下列关系式：n×i =G×sinα÷(1.48×D3均×ψ×γ料) 式中：G——单位生产率，吨/小时；D均——窑的平均有效内径，米；n——窑的转速，转/分；i——窑的斜度，% ；ψ——物料在窑内的填充系数；γ料——物料在窑内的堆比重，吨/米3( 见表4) ；α——窑内物料的自然堆角(安息角)，度。某些物料在窑内的自然堆角(安息角) 如下：
有色重金属烧结窑：α=50~60°；有色重金属焙烧窑：α =32~40°铅锌挥发窑：α= 50~60°；氧化铝熟料窑：α＝35~45 °；氧化铝焙烧窑：α=30~33°；贫铁矿磁化焙烧窑：α＝36~40 °。
3. 物料在窑内轴向移动速度四料和停留时间τ
窑内物料轴向移动速度ω料与很多因素，特别是与物料的状态有关。虽然对窑内物料移动速度ω料做过
各种研究，得出了不少的经验公式，但各个公式不是普遍适用的，有其局限性。下面推荐几个常用的公式。
(1) ω料=5.78D均×β×n
式中：D均——窑的平均有效内径，米；β——窑的倾斜角，度；m——窑的转速，转/分。
(2) ω料=3.24×D均× n×i÷(24+α)
式中：i——窑的斜度，% ；α——物料在窑内的自然堆角(安息角) ，度；
(3) ω料=2.32×D均× n×i÷sinα×sin3θ/2÷(θ-sinθ)米/ 小时
式中：θ——窑内物料填充中心角，见图 2 ，度；式中其它符号同前。
在窑内各种热交换装置影响区，粗略计算时，可在ω料公式中乘入校正系数K1，其近似数值如下：扬料抄板K1=0.829~0.808 ；格子式热交换器K1=0.61~0.99 ；花环挂链K1=0.659~0.067 ；单头垂挂链K1=0.594~0.84 。在挡料圈或隔板影响范围内还要乘以系数：K2＝2H÷ (Hh+h)0.5
式中：
H——出口挡料圈作用范围外的料层高度，米，即弓形鼓面的矢高；
h——出口挡料圈高度，米。出口挡料圈的作用范围为100h/i 米，其中i为窑的斜度，% 。
当已知窑体长度L及物料轴向移动速度ω料的情况下，停留时间τ 可按下式求出：τ=L÷ω料小时或(分)
重有色冶金回转窑物料在窑内停留时间介于1~2小时。
4. 物料在窑内填充系数ψ
某一截面上的填充率ψ等于物料层的截面与整个截面面积之比。某一段窑长的平均填充率等于该段窑长内装填物料占有体积与该段窑的有效容积之比。
ψ =f料÷(π÷4×D2均)或ψ =4Gm ÷(πD2均×ω料×γ料)
式中：f料——i 物料层所占弓形面积，米2；Gm——物料流通量，吨/小时。在窑的出口处及冷却机内，Gm 等于窑产量，在窑的入口处，Gm 等于原料最；喷入法的氧化铝熟料窑应按干生料量近似估算，Gm＝1.4G (G为窑的小时产能，吨/小时) ；氧化铝焙烧窑的湿氧氧化铝量Gm(1.7~1.87)G( 当水分为10~18% 时) ；在窑的中部，Gm可取窑出、入口平均值；D均——窑的某处、某段或全窑长的平均有效内径，米。其他符号意义同前。
填充率是筒体及传动功率计算的依据之一，它对传动功率的影响甚大，需通过生产实践和必要的测定摸清各项操作条件对填充率的影响，从而确定填充率的准确值。
四、回转窑筒体尺寸的计算
1. 窑体直径计算
(1) 从控制窑灰循环量的观点，选定窑尾排烟速度ωt，由公式(3) 得：
D=188×[V0×(1+βt尾)÷ωt×(1-ψ干)0.5 米
式中：ωt——窑尾在实际温度下的排气速度，米/秒，一般3~ 8 米/秒，对细料多取2.5~ 5 米/秒。近来有些氧化铝厂，为了强化窑的干燥能力，有意加大窑灰循环量，在这种情况下应适当提高流速，多取6~ 8 米/ 秒。
(2) 按物料流通能力，即由公式(1) 及(4) ，可得：D=0.82×{[G×sinα×(θ-sinθ)]÷[n×i×ψ×ωt×γ料×sin3θ/2]}1/3米
式中符号同前。
由于影响物料流通能力的因素较多，求出的直径有一定误差，故式(8) 仅能作为验算参考。上面公式决定的直径D均为有效内径，加上窑衬厚度，即得筒体直径为：D筒=D+2δ 米。式中：δ——窑衬厚度，一般为0.15~ 0.25 米。
2. 窑体长度计算
对一般高温烧结及焙烧窑，都按物料进行的物理—化学变化将窑分成若干工作带。首先分别确定各带长度，然后可得全窑长度，再从结构、单位生产率及物料停留时间等参数进行验算校正。
(1) 干燥带：L干＝G干料×G×(W/100-W)×1000÷0.785D2干×ΔW米
式中：G干料——每公斤产品的理论干生料消耗量，公斤/公斤；C——窑小时产量，吨/小时；
Ｗ——生料含水员，% ；
ΔW——干燥带干燥强度，公斤水/米3. 小时，随该带内热交换装置的型式及窑尾气体温度与流速的不同而异，一般在65~190 之间对于直筒型或冷端扩大型氧化铝熟料窑，料浆水分40% ±，窑尾气体温度200~ 500 ℃时，220~260 公斤水/ 米3. 小时。但实际上出干燥带的球料还含有水分10% ±。另外，这里包括了部分料浆在立烟道与旋风器之间蒸发的水分量。故干燥带的实际干燥强度要比上述数值小。干燥带长度虽然可用上式计算，但对于氧化铝熟料窑( 喷入法) 一般认为干燥带长度就是窑尾刮料器的长度。
(2) 预热带及分解带
①根据分段热平衡确定各带物料所需热景[q 料]i 千卡/ 吨；
②根据分段热平衡确定各带界面物料及窑气温度；
③由公式(5) 及(7) ，可得：Li＝G×{[q 料]i÷[αΣ×L弦+C壁料[(T壁/100)4-(T料/100)4]}L 弧米。式中符号及单位同前。
(3) 烧结带
若烧结带物料吸热较大时，也必须按式(11) 计算长度。但对一般过程，物料在该带吸热不多，主要是完成物料中的物理化学变化及晶形转变，故主要应保证物料在这一带的停留时间。按公式(14), (13) 或(14) 计算出该带物料的轴线移动速度（ω料，米/ 秒），式中物料堆角α相应取烧结带数值。
根据实验或工厂生产经验，确定物料必须在烧结带停留的时间τ烧结(小时) 后，则L 烧结＝ω料×τ烧结米。
(4) 冷却带
高湿产品离开烧结带后应将自身的热量传给喷入窑内的燃料与空气，使后者加热到着火温度，故这一带的长度取决于：
①燃烧器伸入窑内的长度；②混合物喷出的流速；③空气预热的温度。
一般烧结及焙烧窑中：L冷却=5~8米
[附] ：按烧结烧带概念计算烧结带及冷却带长度的方法
①烧结带长与冷却带长度之和称为燃烧段长：L燃=L烧结+L冷却
②根据经验，燃烧段长度有如下公式：
对湿法烧结窑：L燃=(4~5)D米
对干法加料烧结窑：L燃=(3~4)D米
③根据物料必须在烧结带及冷却带停留的时间，分别确定烧结带及冷却带长度。
以[ω料]燃代表燃烧段内物料轴线运动速度，其值等于：[ω料]燃=L燃÷(τ烧+τ冷) 米/小时
L烧结= [ω料]燃×τ烧米；L冷却=[ω料]燃×τ冷米
这一方法的优点在于能确保物料在烧结及冷却带的停留时间，但的经验公式有一定局限性，仅可作前一种方法的补充。
(5) 窑总长的验算
根据前几项的计算，可得窑总长：L=L干+L预+L分解+L烧结+L冷却另外还可参考综合性经验指标——单位面积产能C ，验算窑长：L=318×G÷GF×G均式中符号及单位参看式(9) 。
3. 窑体尺寸的经验计算法
(1) 确定窑的生产率：
根据设计的生产规模，通过冶金计算确定窑的生产率G，吨/小时或吨/日。
(2) 选定同类生产窑的单位容积产量Gv ，吨/米3.日，或单位面积产量Gf ，公斤/米2.小时。参考公式(10)或公式(9) 。
(3) 算出窑的总容积或总面积(V/F）
V=G/Gv m3 F=1000G/GFm3；
(4) 选定窑的直径D，或选定窑尾烟气流速ω尾，用公式(17) 求D尾。
(5) 求窑长并验算长径比L/D
L=F/πD
当L与D求出后，再求长径比L/D ，与表(1) 比较，然后确定直径和长度尺寸。五、窑内热交换器
在一些湿法喂料的窑中，水蒸发所需的热量占很大比重，这部分热量的交换集中在干燥带和预热带，致使回转窑的预烧能力小于烧成能力。为了增强干燥和预热带的预烧能力，提高窑的产能，目前在氧化铝熟料窑及焙烧窑、氧化铜离析窑及水泥窑上均安装有热交换器。
1. 热交换器的型式：主要有蜂窝式(3)和格板式(4)。蜂窝式格数多，常用于热交换在干燥、预热带起主要作用的氧化铝焙烧窑上。格数少的格式常用于氧化铝熟料窑及水泥窑上。
热交换器截面内的格数，对于Φ2.5~ 4 米氧化铝焙烧窑，可为30~55 格，同心圆筒2~3 个，用6~ 8 毫米厚钢板制成，每排长 1.5 米，排与排问留膨胀间隙。格子板式一般为6~l 0 格，用1 6~ 20毫米厚钢板或较薄钢板，以筋板加强刚性，每排长0.8~ 1米。
2. 热交换器面积与位置
根据我国生产实践经验，对于氧化铝焙烧窑可按：F器：F窑=1~1.2来确定；对于氧化铝熟料窑可按F器：F窑=0.16~0.23 来确定。式中符号：F器——热交换器的传热面积，米2( 按钢板双面计) ；F窑——窑的内表面积，米2 。我国氧化铝焙烧窑及氧化铝熟料窑的热交换器传热面积列于下表，供选用时参考。
关于热交器的位置，氧化铝焙烧窑的热交换器紧接推料螺旋，热交换器长10~18 米，以热端气流温度不超过750~ 800 ℃为宜。氧化铝熟料窑的热交换器则在刮料器之前，距窑尾约12~ 13 米，热交换器本身长9~1 1 米，其中格子板长5~ 7 米，格子板前设扬料板，其长3~ 4 米。
3. 材料
对热交换器材料的主要要求是耐热，在高温下抗氧化，此外还应耐磨损，在高温下具有足够的强度与刚度。靠热端应采用铬锰氮钢或耐热铝铁。为了节省耐热钢材，一般只在靠热端的几节用耐热钢或耐热铝铁制造，其余各节用普通钢材制造。
（括号里填学校名称）本科毕业论文 ￠3.5/3×60m水泥回转窑电气控制系统 设计 学生姓名： *** 学生学号： 0000000 院（系）： ******学院 年级专业： ****级**** 指导教师： **** 助理指导教师： 二〇一一年六月
摘要 在建材、冶金、化工、矿物加工和环保等许多行业中，广泛地使用回转圆筒型设备对散装或浆状物料进行物理或化学处理，这种回转圆筒设备被称为回转窑。 水泥生产是由原料预处理(均化、破碎、烘干等)、生料制备(配料、粉磨、均化)、熟料锻烧(分解预热、锻烧、煤磨)、水泥制成(水泥配料、粉磨、包装)四大部分组成，其中水泥熟料的煅烧是水泥生产中最重要的过程，所用的设备水泥回转窑，常被称为水泥厂的心脏。水泥回转窑由机械、电气、液压等部分组成。通过研究设计主要用PLC为核心控制水泥回转窑系统，主要包括有: ①回转窑辅助电机的正常运转控制。②主电机的变频调速控制。③燃烧器移动小车的正反转运行控制。④主减速机润滑站的控制应按TE525润滑站的压力、温度、液位等控制。⑤挡轮液压站TE326的控制。 结论控制方案包括: ①主电机为变频调速电机，故采用变频器控制其调速运行。②辅助电机、燃烧小车的控制比较简单，直接用继电接触器控制其运行。③挡轮液压站、主减速机润滑站因控制容多，工艺复杂，两者均采用由PLC控制的方式，利用PLC的硬件电路与软件结合，实现挡轮液压站、主减速机润滑站的正常运转与故障报警等控制功能。 关键词水泥，回转窑，PLC，控制系统
ABSTRACT In building materials,metallurgy,chemical,mineral processing,envir onmental pr-otection,and many other industries,people widespread use o f rotating cylindrical device on the bulk or slurry material to do phy sical or chemical treatment,which-h is known as rotary kiln that with rotating cylinder device. Cement production is composed by the raw material pretreatment (ho mog-e-nizing,crushing,drying,etc.),raw material preparationing redient s,grinding,homogeniz-ation),clinker calcination(decomposition and preh eating,calcination,coal mill),ceme-nt products (Cement batching,grindi ng,packaging).And calcining cement clinker which is the most important cement production process,so its equipment–cement rotary kiln,often referred to as the heart of cement.Cement kiln consist of mec-hanical, electrical,hydraulic and other components.By studying and the design o f cement rotary kiln system we will use PLC as the main core of the co ntrol.Tha-t including: Firstly, rotary control of the normal operation of auxiliary motors.S-condly, the main motor of the variable frequenc y control.Thirdly, move the car reversing the burner operation control. The fourth is the main reducer lubrication station control stations s hall TE525 lubrication pressure,temperature,liquid level control. The fifth is gear wheel hydraulic TE326 control. Conclusions control program include: First of all, main motor for frequency conversion motor,which inverter control its speed operation. Secondly,auxiliary m-otors,combustion car’s control is relatively simp le,which direct contacts with the relay control its operation. Last bu t not least,because of gear wheel hydraulic s-tation,the main gearbox lubrication station’s control contents and more complex process,both a dopted by the PLC control method,the use of PLC combination of hardwar e and software to achieve gear wheel hydraulic station,the main gearbo x lubrication Stop the normal operation and fault alarm control functi ons.
北京机电院高技术股份有限公司回转窑焚烧危废文献总结
目录 第一部分回转窑处理危险废物的工程设计 (1) 一、回转窑运转形式的确定 (1) 二、回转窑处理危险废物的设计 (1) 三、回转窑处理危险废物工程中的问题 (4) 第二部分回转窑焚烧系统的控制参数及调节方法 (6) 一、回转窑焚烧系统流程图 (6) 二、焚烧过程的主要控制参数 (7) 三、焚烧系统的实际控制参数 (7) 四、回转窑焚烧系统的调节方法 (8) 第三部分二噁英的控制 (10) 一、危险废物处置中二恶英产生机理 (10) 二、危险废物处置中二恶英的控制 (11) 第四部分回转窑耐火砖的砌筑 (13) 一、回转窑砌筑 (13) 二、烘炉 (15)
第一部分回转窑处理危险废物的工程设计 一、回转窑运转形式的确定 1.1回转窑操作方式的选择 按气、固体在回转窑内流动方向的不同，回转窑可分为顺流式回转窑（co-currentflowkiln）和逆流式回转窑（counter-currentflowkiln）两种。 1.2回转窑燃烧模式的选择 依据回转窑内燃烧时灰渣状态和炉内温度的不同，回转窑可分为熔渣式回转窑和非熔渣式回转窑。其中，非熔渣式又称“灰渣式”。 二、回转窑处理危险废物的设计 2.1回转窑尺寸和运转方式的设计 用于危险废物处理的回转窑，其典型的长径比值为3.4～4.2，而回转窑的尺寸须根据容积热负荷参数来确定。回转窑容积热负荷参数关系到炉内燃烧状况的好坏，文献中给出回转窑容积热负荷的范围为（4.2～104.5）×104kJ/（m3·h）。 回转窑尺寸采用的方法是：首先，根据危险废物的成分计算出废物的热值，再根据废物的处理量确定出每小时废物在回转窑内燃烧所产生的热量，然后根据选定的容积热负荷确定出回转窑的容积，最后结合回转窑的长径比，确定回转窑的尺寸。 对于回转窑的运转方式，在工程实践中，回转窑的倾斜角度一般在1°～3°，转速为0.2～5r/min，回转窑的转动方向结合进料方式和助燃方式确定。处理难焚烧的危险废物可采用大长径比与低转速的回转窑；而热值较高、容易燃烧的危险废物，燃烧需要的时间稍短一些，可采用较大倾斜角与较高转速的回转窑来处理。 2.2回转窑耐火材料设计 根据《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》（HJ/T176－2005）的要求，危险废物
回转窑的设计 一、窑型和长径比 1.窑型 所谓窑型是指筒体各段直径的变化。按筒体形状有以下几种窑型： (1)直筒型：制造安装方便，物料在窑内移动速度较均匀一致，操作控制较易掌握，同时窑 体砌造及维护较方便； (2)热端扩大型：加大单位时间内燃烧的燃料量及传热量，在原窑直径偏小的情况下，扩大 热端将相应提高产量，适用于烧成温度高的物料； (3)冷端扩大型：便于安装热交换器，增大干燥受热面，加速料浆水分蒸发，降低热耗及细 尘飞损，适用于处理蒸发量大、烘干困难的物料； (4)两端扩大型(哑铃型)：中间的填充系数提高，使物料流动的机会减少，还可以节约部分 钢材；还有单独扩大烧成带或分解带的“大肚窑”，这种窑型易挂窑皮，在干燥带及烧成带 能力足够时，可以显著提高产量。但这种窑型操作不便。 总之，不论扩大哪一带，必须保持预烧能力和烧结能力趋于平衡。只有在生产窑上，经过生产实践和充分调查研究(包括必要的热工测定和计算)，发现某一带确为热工上的薄弱环节，在这种特定条件下将该带扩大，才会得出较明显的效果。 目前国内外发展趋势仍以直筒型窑为主，而且尺寸向大型方面发展。其他有色金属工业用回转窑(还原、挥发、硫化精矿焙烧、氯化焙烧、离析、烧结转化等)多采用较短的直筒窑。 2.长径比 要得长径比有两种表示方法：一是筒体长度L与筒体公称直径D之比；另一是筒体长 度L与窑的平均有效直径D均之比。L/D便于计算，L/D均反映要的热工特点更加确切， 为了区别起见，称L/D均为有效长径比。窑的长径比是根据窑的用途、喂料方式及加热方 法来确定的。根据我国生产实践的不完全统计，各类窑的长径比示于表1中。长径比太大，窑尾废气温度低，蒸发预热能力降低，对干燥不利；长径比太小，则窑尾温度高，热效率低。同类窑的长径比与窑的规格有关，小窑取下限，大窑取上限。 表1各类窑的长径比 窑的名称公称长径比有效长径比 氧化铝熟料窑(喷入法)20~2522~27 氧化铝焙烧窑20~2321.5~24 碳素煅烧窑13.5~1917~24 干法和半干法水泥窑11~15—— 湿法水泥窑30~42—— 单筒冷却机8~12—— 铅锌挥发窑14~1716.7~18.3 铜离析窑——15~16 氯化焙烧窑——12~17.7 二、回转窑的生产率 回转窑生产是一个综合热工过程，其生产率受多方面因素影响。分析其内在规律性， 可以建立以下几个方面的数量 关系。
回转窑系统热平衡计算 1 热平衡计算基准、范围及原始数据 1.1 热平衡计算基准 物料基准：一般以1kg 熟料为基准； 温度基准：一般以0℃为基准； 1.2 热平衡范围 热平衡范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来确定。在回转窑系统设计时，其平衡范围，可以回转窑、回转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作平衡范围。范围选得大，则进出口物料、气体温度较低，数据易测定或取得，但往往需要的数据较多，计算也烦琐。因此一般选回转窑加窑尾预热分解系统作为平衡范围。 1.3 原始数据 根据确定的计算基准和平衡范围，取得必要的原始数据，这是一项非常重要的工作。计算结果是否符合实际情况，主要取决于所选用的数据是否合理。对新设计窑或改造窑来说，主要是根据同类型窑的生产资料，结合工厂具体条件和我国实际情况、合理地确定各种参数；对于生产窑来说，主要通过热工测定取得实际生产中各种参数。若以窑加窑尾预热系统为平衡范围，一般要取得如下原始数据：生料用量、化学组成、水分、入窑温度；燃料成分、工业分析和入窑温度；一、二次空气的比例和温度；空气过剩系数、漏风系数；废气温度；飞灰量、灰温度及烧失量；收尘器收尘效率；窑体散热损失；熟料形成热等等。熟料形成热可根据熟料形成过程中的各项物理化学热效应求得，也可用经验公式计算或直接选定。 2 物料平衡与热量平衡 计算方法与步骤说明于下： 窑型：预分解窑 基准：1kg 熟料；0℃ 平衡范围：窑+预热器系统 根据确定的平衡范围，绘制物料平衡图和热量平衡图，如图1和图2所示。 图1 物料平衡图 图2 热量平衡图
2.1 物料平衡计算 2.1.1 收入项目 （1）燃料消耗量 m r （kg/kg 熟料） 设计新窑或技术改造时，m r 是未知量，通过热平衡方程求得，已生产的窑，通过热工测定得到。 （2）入预热器物料量 ① 干生料理论消耗量 s ar r gsL 100100L a A m m --= 式中，m gsL —干生料理论消耗量，kg/kg 熟料；A ar —燃料收到基灰分含量，%；a —燃料灰分掺入熟料中的量，%；L s —生料的烧失量，%。 ② 入窑回灰量和飞损量 ηfh yh m m = )1(fh Fh η-=m m 式中，m yh —入窑回灰量，kg/kg 熟料；m fh —出预热器飞灰量，kg/kg 熟料；m Fh —出收尘器飞灰损失量，kg/kg 熟料；η—收尘器、增湿塔综合收尘效率，%。 ③ 考虑飞损后干生料实际消耗量 s fh Fh gsL gs 100100L L m m m --?+= 式中，m gs —考虑飞损后干生料实际消耗量，kg/kg 熟料；L fh —飞灰烧失量，%。 ④ 考虑飞损后生料实际消耗量 s gs s 100100W m m -?= 式中，m s —考虑飞损后生料实际消耗量，kg/kg 熟料；W s —生料中水分含量，%。 ⑤ 入预热器物料量 yh s m m +=入预热器物料量（kg/kg 熟料） （3）入窑系统空气量 ① 燃料燃烧理论空气量 )O 0.033(S 0.267H 0.089C ar ar ar ar LK -++='V LK LK 293.1V m '='
水泥回转窑结构图及水泥回转窑原理讲解 水泥回转窑结构图水泥回转窑模型图解 1 水泥回转窑生产工艺简介 整个工艺流程主要有生料粉末预均化，五级旋风预热，预分解，窑内煅烧，蓖冷机冷却及熟料粉碎等工序组成。 2 水泥回转窑原理讲解：水泥回转窑生产自动化对DCS系统的要求 对于年产30万吨水泥生产线，按工艺及实现生产过程控制对DCS系统有如下要求: (1)根据厂方的具体技术要求，目前DCS主要监控生产线的四大部分:窑头、窑中、窑尾和煤粉制备。共设置560个I/O点，其中模拟量输入72点，模拟量输出25点，数字量输入267点，数字量输出139点，热电偶及热电阻分别为22点和35点。 窑头、窑中(点) 窑尾(点) 煤粉制备(点) AI 21 11 40 AO 7 6 12 DI 112 48 107 DO 64 20 55 RTD 5 16 14 T/C 3 4 15 (2)根据该水泥厂实际情况和生产工艺，整个回转窑系统共设置12个控制回路，其它各设备则采用直接控制和顺序控制方式。12个控制回路中，压力控制回路6个，流量控制回路3个，料位控制回路1个，温度控制回路2个。 (3)为减轻人工操作强度，提高自动化程度和系统可靠性，由DCS系统实现联锁保护功能。同时为了操作方便和直观，在工作站界面中，将工艺流程及各种运行设备工况按比例设计操作界面，并随时对各部位进行动态显示。测量值如温度、压力、流量、料位等数据实现动态
显示，阀位开度以百分比表示，料位用彩色棒图动态模拟。不同物料管道用不同颜色来区别，其物料流向用箭头表示。 (4)为了对生产进行有效监控，以便优化工艺条件如故障查找，对32个重要参数用历史趋势曲线进行汇总。如回转窑各段的窑温，五级旋风及窑尾分解炉等处的温度、压力等，以及各控制回路的测量值等，以上就是关于水泥回转窑原理讲解和水泥回转窑结构图的讲解。
本科毕业设计（论文）4000t/d水泥回转窑烟气除尘工程设计 学院环境科学与工程学院 专业环境工程 年级班别 20XX级（X）班 学号 310X008XXX 学生姓名 XXX 指导教师 XX 20XX年 X 月
设计总说明 设计任务由来： 为了控制水泥工业的大气污染物排放，促进水泥工业产业结构调整，国家环境保护总局组织中国环境科学研究院、合肥水泥研究设计院、中国材料工业科工集团公司起草了新的《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）。水泥回转窑窑尾是水泥生产环节中粉尘排放量最大的排放点，窑外分解窑尾烟尘浓度为60g/m3～80g/m3，这一环节的污染物成分复杂，除粉尘、烟尘外，还有二氧化硫、氮氧化物、氟化物等有害气体，而粉尘对大气污染最为严重。 设计依据标准： 现有生产线工艺、操作方式及其有关技术资料、文件资料； 广东省《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001） 《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79） 《水泥工业污染物排放标准》（GB4915-85） 回转窑有关技术参数如下： 水泥产量：4000吨/天； 烟气温度：45～200℃； 烟气含尘浓度：5000~30000mg/Nm3； 烟气湿度：5％～15％。 设计原则： 1)设计中要认真贯彻国家的经济建设方针、政策。 2)应充分考虑资源的充分利用。 3)选用的技术要先进适用。 4)工程设计要坚持安全可靠、质量第一的原则。 5)坚持经济合理原则 6)必须遵循国家有关环境保护法律、法规，合理开发和充分利用各种自然 资源，严格控制环境污染，保护和改善生态环境 7)建设项目需要配套建设的环境保护设施，必须与主体工程同时设计、同 时施工、同时投产使用。 8)必须遵守污染物排放的国家标准和地方标准。 9)应当在建设项目中采用能耗物耗小、污染物产生量少的清洁生产工艺。关键词：水泥回转窑，烟气，除尘
绪论 水泥回转窑属于建材设备类。回转窑按处理物料不同可分为水泥回转窑、冶金化工回转窑和石灰回转窑。水泥回转窑是水泥熟料干法和湿法生产线的主要设备。回转窑广泛用于冶金、化工、建筑耐火材料、环保等工业。该回转窑由筒体，支承装置，带挡轮支承装置，传动装置，活动窑头，窑尾密封装置，喷煤管装置等部件组成。回转窑的窑体与水平呈一定的倾斜，整个窑体由托轮装置支承，并有控制窑体上下窜动的挡轮装置，传动系统除设置主传动外，还设置了在主电源中源断时仍能使窑体转动，防止窑体弯曲变形的辅助传动装置，窑头、窑尾密封装置采用了先进的技术，保证了密封的可靠性。 水泥生产过程可概括为”两磨一烧”三大环节,其中”一烧”就是指：生料在回转窑内煅烧成水泥熟料过程。因此回转窑技术性能和运转状况决定了水泥的质量、产量和成本,是水泥生产中的关键设备。将石灰石,粘土及少量铁质原料(大体按75:20:5),经过粉磨均化,调配成生料,按入窑生料水分不同回转窑煅烧工艺可分为:湿法生产,半干法生产和干法生产三种, 因此水泥窑按此分类即是1.湿法生产：湿法长窑。特点：可生产质量优越及特种水泥熟料（如：华新窑φ3.5×145m窑等），能耗大。2.半干法生产：立波尔窑特点：少量生产,仅在北京琉璃河水泥厂等为数不多的厂家使用,处于淘汰状态.3.干法生产：a, 中空窑(含带余热发电的中空窑) 曾是上世纪的生产窑型、能耗大、现在水泥行业已不在使用,但在化工,冶金等他行业仍在大量使用。b, 带悬浮预热器干法窑即预分解窑。现在水泥生产的主力窑型，这也是我们现在主要的窑型. 水泥回转窑除锻烧水泥熟料外，还用来锻烧粘土、石灰石和进行矿渣烘干等;耐火材料生产中，采用回转窑锻烧原料，使其尺寸稳定、强度增加，再加工成型。有色和黑色冶金中，铁、铝、铜、锌、锡、镍、钨、铬、锉等金属以回转窑为冶炼设备，对矿石、精矿、中间物等进行烧结、焙烧。如:铝生产中用它将氢氧化铝焙烧成氧化铝;炼铁中用它生产供高炉炼铁的球团矿;国外的“SL/RN法”、“Krupp法”用它对铁矿石进行直接还原;氯化挥发焙烧法采用它提取锡和铅等。选矿过程中，用回转窑对贫铁矿进行磁化焙烧，使矿石原来的弱磁性改变为强磁性，以利于磁选。化学工业中，用回转窑生产苏打，锻烧磷肥、硫化钡等。该法具有能耗低、用电少、不用硫酸和可利用中低品位磷矿的优点，很快得到推广。 有资料显示我国水泥生产总量居世界第一，但是人均占有量却少得可
× 55m煅烧回转窑的设计计算及制造 赵恒涛（山东冶金机械厂有限公司，山东淄博255064） 摘要：文章针对回转窑内煅烧物料的运动特点，计算出工艺煅烧时间。通过对窑体回转力矩的分析，求得电机功率。并叙述了主 要部件窑体的制造工艺及质量控制。 关键词：回转窑；煅烧；回转力矩；制造工艺；质量控制 1设备简介 3 ×55m煅烧回转窑是万吨级钛白生产装置中的重要设备，是一种连续逆流式（热风流动方向与物料移动方向相反）直接加热回转于燥器。具有：大量连续处理（年产量20kt/a，按3个工作日计），适应被干燥物料性质的较大变化（人窑物料为偏钛酸，含湿量55、60％），能使用高温热风（窑头温度10開℃，窑尾温度450℃）的特戟、、0 采用：提高人窑偏钛酸的固含量，利用真空转鼓过滤机对偏钛酸进行脱水；控制因窑内微负压引人的冷空气量，在下料口处设置液压双翻板下料阀；高温物料余热回收，冷却转筒采用风冷间接换热，通过二次风机回收从冷却转筒来的热空气送燃烧室的节能技术。 2设计 计算 2」性能 参数 规格：3 ×55m（窑体内径R × 长度L) 转速：N=0.3r/min 安装 倾角：仪：2．292。 生产量：2．625t/h 2．2窑体临界转速：N，“：42÷ SC=35.5r/min 式中:Rc=1.4一窑体有 效半径显然，窑体转速小于临界转 速。 2．3物料平均轴向运动速度 煅烧物料从人窑时的泥糊状到出料时的粉末状，其运动轨迹复杂多变，文献[刂简化后分析认为：物料运动轨迹和速度主要受窑体内径、转速、倾角等影响，也与物料休止角和充满角有关。公式ü={8TNRctgaxSimIJX( 1+0）}/3SinO×巾产3．346 h 式中：巧。，物料充满角之半巾，：0· 95944，物料堆积所占弧度数(D：L25，物料与窑体壁相对运动影响因子 2．4工艺煅烧时间:t=l丿ü=巧·03h 2 · 5生产时窑体总重量 （1）窑体筒本体加上箍圈、大齿圈等：GF1.47x106N （2）窑体内所砌耐火砖重量：G2：翦（R2一Rc2）LYI：1.3 × 106N，式中：Yi =2．6t/m3，镁质 耐火砖密度 （3）生产时窑体内物料重量：G3= Rc2 LY：3 ·945 ×105N 式中：0·1457，物料充填系数；Y2：0．8t/m3，物 料密度故，生产时窑体总重量：G：G汁C2+G3： 3．17× 106N 2．6托轮接触强度校核 箍圈与托轮受力分析如图1所示。当窑体静止时：FFF2；当窑体回转时：F2>F № FFG/2Cos300 L78 × 106N ，： kC,/2C“30：： 2．1、10。N F 式中：k：L 18，物料偏移系数。 按F2校核托轮接触强度即可，托轮接触强度：：VF2/3b?p = 108.8kg/mm2 式中：ZE=60 · 6，钢对钢弹性模量 b=550mm，托轮与箍圈接触宽度 p= 394，7mm，综合曲率半径 选取托轮材质为45钢，淬火处理45巧OH c，采用稀油润滑，其许用接触应力〖司H：135皿 仃<，故托轮接触强度符合要求。 2 · 7窑体回转力矩计算 窑体回转所需总力矩M为物料重量力矩M。落料惯性力矩 M落料摩擦力矩M摩及窑体支撑系统摩擦力矩M “之和（1）物料重量力矩M G3Re：4 ·4× 105Nm 式中:Re=k Re= 1.12m，k =0，8，物料重心分布影响系数。 （2）落料惯性力矩M惯=CJ3RcN2,/9開巾。= 80．5Nm （3）落料摩擦力矩M摩=0．5G3Rc甴Cose：8．836 ×104Nm 式中：甴=0．08，物料与窑体摩擦系 数。 （4）窑体支撑系统摩擦力矩M摩支=（Fl + F2 2= 3彐×105Nm 式中：勘=0 ·4，箍圈与托轮摩擦系数。 M Gt=M重+M M+M +M摩支= & 384× 105Nm。 2．8电机功率的计算： P=M总N/9550 = 33 · 3Kw，=0· 796。 据此，选取电机功率为45Kw，电机型号为YCT3巧-4Ba 2．9减速机型号及开式齿轮的确定 选取一次减速机为ZDH40-6.3-ll，高速轴允许输人功率为49 ·9Kw，速比I=6．5。 选取二次减速机为ZSH40一7 ]一I，高速轴允许输人功率为30．3Kw，速比I=70．63。 为适应窑体直径和速比的要求，确定廾式齿轮的参数如下：厶： 7，Z2=52，m= 30 3制造工艺 因窑体长度为55m，考虑运输、安装方便，采取分段供货，现场组焊的工艺方案。为保证窑体的制造质量，从材料制造组装T艺焊接工艺及无损探伤等方面进行质量控制 3 · 1材料控制 根据设计要求2]，钢板、手工电焊用焊条、埋弧焊用焊丝、焊剂的化学成分及力学性能必须符合有关国家标准。对钢板外形及表面检查合格后进行喷砂除锈和涂漆防腐处理。 3．2制造组装工艺 （1）窑体筒．节下料精度控制与标记移植：窑体筒节下料精度是窑体全面质量控制的第一步，必须将长度偏差控制在±5mm，对角线长度偏差控制在±2mm。标记移植钢印全面、准确、清晰。（2）错边量控制：对窑体筒节等厚处焊接接头错边量按1／45控制，对不等厚处采取外侧单面削薄厚板
洛阳理工学院 课程设计说明书 课程名称：新型干法水泥生产技术与设备 设计题目：5000t/d新型干法水泥生产线回转窑工艺设计专业：无机非金属材料工程 班级：B090101 学号：B09010101 姓名：某某某 成绩： 指导教师（签名）： 设计时间： 2012.12.24——2012.01.11
一 物料平衡计算和热量平衡计算 基准：1 kg 熟料；温度：0℃；范围：回转窑+分解炉+预热器系统。 根据确定的基准和范围，绘制物料平衡图（见图1）和热量平衡图（见图2）。 图1 物料平衡图 图2 热量平衡图 (一) 物料平衡计算 参考P207-210 (二) 热量平衡计算 参考P210-212 (三) 物料平衡表和热量平衡表 参考P212-213 二 回转窑规格计算 (一) 回转窑规格的确定 1 直径 根据式（1）计算窑有效内径 14.35.53i D G =熟料 （1） 其中，G 熟料为窑的日产量t/d ；D i 为窑的有效内径，m 。 取G 熟料=5000 t/d ，可计算出D i =4.242 m 。 根据式（2）计算窑筒体直径 δ2+=i D D （2） 其中，δ为回转窑用耐火材料厚度，mm 。对于直径大于4.0 m 的回转窑，其值一般为230 mm 。因而 72.423.02242.4=?+=D m 根据建材行业标准JC331-91，D 值取4.8 m ，则回转窑有效内径为4.34 m 。 2 长度
根据式（4）计算窑的长度 07923.115i D L = （3） 预分解窑的长径比L /D ≈10~20，且其长度还应按GB321优先数系列选配。对于最近投产的5000 t/d 水泥熟料生产线，当回转窑直径为4.8 m 时，其长度主要有72 m 和74 m 两种情况。根据以上计算结果并结合实际情况，在本设计中，L 值取72 m ，此时L /D =15。 综合以上计算结果，回转窑的规格为φ4.8×72 m 。根据国内外实际生产情况，该规格预分解窑产量一般在5000 t/d 以上，完全能满足设计要求。 (二) 回转窑斜度、转速及功率的计算 1 斜度和转速 预分解窑的斜度一般为3.5%~4%，最高转速可达4.5 r/min 。根据统计，对于φ4.8×72 m 的预分解窑，当其斜度为3.5%，转速n 为3.8 r/min 时，最高产量可达5500 t/d 以上。考虑到实际生产中增产的可能性，所设计回转窑的斜度为3.5%，转速为3.8 r/min 。 2 功率 回转窑功率可根据式（4）进行计算。 L n D N i ??=75.03003.0（kW ） （4） 根据计算，N 0= (三) 风速核算 1 烧成带标准风速 一般要求≤2 Nm/s 。 2 窑尾工况风速 一般要求≤10 m/s 。 三 主要热工参数计算 1 熟料单位烧成热耗 参考P213 2 熟料烧成热效率 参考P213 3 窑的发热能力 参考P213 4 烧成带衬砖断面热负荷 参考P213
Φ4×60m回转窑设计作用说明书 一、技术性能 筒体内径： 4m 筒体长度： 60m 斜度：（sinΦ） 3.5% 支承数： 3档 生产能力：（配窑外分解预热系统） 2500t/d 转速：用主传动：0.396~3.96r/min 用辅助传动：8.56r/h （一）传动电机(单传动)： 1、主传动辅助传动 型号：ZSN4-355-092 功率：315（KW） 转速：1000(r/min) 2、辅助传动 型号：Y200L-4 功率：30(KW) 转速：1470(r/min) （二）减速器： 1、主传动辅助传动 型号：ZSY630-35.5（ZBJ19004-88） 速比：34.601 2、辅助传动 型号：ZL65-16-II 速比：40.85 二、结构及工作原理概述 入料端轮带附件的跨内筒体上用切向弹簧固定一个大齿圈，其中有一小齿轮与其齿合。正常运转时，由主传动电动机经主减速器向该开式齿轮装置传递动力，驱动回转窑。 物料从窑尾（筒体的高端）进入窑内煅烧。由于筒体的倾斜和缓慢的回转窑作用，物料既沿圆周方向滚动又沿轴向（从高端向低端）移动，继续完成分解和烧成的工艺过程，最后，生成熟料经窑头罩进入冷却机冷却。 燃料由窑头喷入窑内，燃烧产生的废气与物料进行热交换后，由窑尾导出，本设计不含燃料的燃烧器。该窑在结构方面有以下主要特点： 1、筒体采用保证五项机械性能（σs、σb ＆%、αk和冷弯实验）的镇静钢Q235-C钢板卷制，通常采用制动焊接。筒体壁厚：一般为22mm，烧成带为25mm，轮带下为60mm、由轮带下到跨间有32mm、28mm厚的过渡段节，从而使筒体的设计更为合理，既保证横截面的钢性又改善了支承装置的受力状态。在筒体进、出料端都装有耐高温、耐磨损的窑口护板。其中窑头护板与冷风套组成环行分格的套筒空间，从喇叭口向筒体吹冷风冷却窑头护板的非工作面，以有利该部分的长期安全工作，当窑正常运转时，轮带能适度套在筒体上，以减少筒体径向变形。为保证靠近窑头温度较高的两档支承装置运行可靠，在窑头的两档轮带下装设的筒体冷风套装置。 2、采用液压推动挡轮装置承受全窑的下滑力，该装置可推动窑体向上移动。支承点间跨度的正确分配，使各档轴承的设计更加合理。每个轴承均设有测温装置。各轴瓦的工作温度均于现场直接显示，并可在中控
回转窑和二燃室设计值计算 依据：烟气量和燃料消耗量 方法：试算法 思路：按热容积负荷设计值范围取值，求出有效体积，得到烟气流速 并校核；若烟气流速不合理，再假定热容积负荷，直至得到合理的烟气流速。 1. 回转窑设计值 V=B ? Q d ------- 张林《危险废物焚烧处置的理论和实践》 q V 3 V: 窑体有效容积， m B : 危废处置量， kg/h Q d : 物料低位发热量， kJ/kg q V : 容积热负荷， kJ/kg ·h 根据回转窑设计手册， q v 一般取值在（ 25- 45 ） x 10 4 kJ/kg ·h --- 高明智《炼化油泥回转窑焚烧工艺设计》 先假设v 40 x 104 kJ/kg ·h ： q = 80% 12540 kJ / kg =25m 则回转窑有效容积 V= 1000kg / h 3 40 10 4 kJ / m 3 ? h 取安全系数： V= 25 1.2 30m 3 按长径比 L/D=4 计算，π r 2 x L=V ，则 r= ，L=
校核回转窑内烟气停留时间： Gt(273 T ) 由化工环保手册 P488 例题： V= 273 3600 G:烟气量， Nm3/h V：燃烧室有效容积，m3 T：燃烧室温度，oC t:烟气停留时间， s 公式转换：t= 273 3600V G(273T ) 3 G在 excel 计算表中已求得为kg=5450m/h 则t= 273 3600 30 = s 5450 (273 850) 由停留时间计算烟气流速v L V= 则烟气流速 v== m/s 。 根据张绍坤《回转窑处理危险废物的工程设计》，回转窑烟气流速应在 s，停留时间约为2s；而张林的《危险废物焚烧处置的理论和实践》中烟气流速仅为s、停留时间达到。综合以上，目前保留该烟气流速和停留时间。以上体积、半径等均按假设的热负荷容积计。 综上：容积负荷为假设的值q v=40 x 104 kJ/kg ·h， 回转窑设计值单位
5000t 新型干法水泥生产线回转窑工艺设计 原始资料 一、物料化学成分（%） 成分 项目 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 其它 合计 干生料 35.82 13.23 2.97 2.05 44.62 0.25 0.16 0.90 100 熟 料 0 22.34 5.38 3.65 66.67 0.58 0.06 1.32 100 煤 灰 51.60 31.79 4.14 3.62 0.66 2.29 5.90 100 二、煤的工业分析及元素分析（%） 工业分析（%） Qnet,ar （kJ/kg ） Mar F.Car Aar Var 1.00 44.78 25.56 28.66 24200 三、热工参数 1、温度。入预热器生料温度：50℃；入窑回灰温度：50℃；入窑一次风温度：25℃；入窑二次风温度：1100℃；环境温度：25℃；入窑、分解炉燃料温度：60℃；入分解炉三次风温度：900℃；出窑熟料温度：1360℃；废气出预热器温度：330℃；出预热器飞灰温度：300℃。窑尾气体温度：1100℃。 2、入窑风量比（%）。一次风(K 1):二次风(K2):窑头漏风(K3)=10:85:5。 3、燃料比（%）。回转窑(Ky):分解炉(Kf) =40:60。 4、出预热器飞灰量。0.1kg/kg 熟料。 5、出预热器飞灰烧失量。35.20%。 6、各处空气过剩系数。窑尾，αy=1.05分解炉出口αL=1.15预热器出口αf=1.40。 7、入窑生料采用提升机输送。 8、漏风。预热器漏风量占理论空气的比例K4=0.16；提升机带入空气量忽略；分解炉及窑尾漏风（包括分解炉一次空气量），占分解炉用燃料理论空气量的比例K6=0.05。 9、袋收尘器和增湿塔综合收尘效率为99.9%。 10、熟料形成热。根据简易公式（6-20）计算。 元素分析（%） Car Har Oar Nar Sar Aar War 60.10 3.96 7.91 0.97 0.35 25.71 1.00
湛江固体废物处理有限公司50T/D回转窑焚烧系统项目 技术说明 江苏金秋环保科技有限公司二O一六年六月
目录 1.项目概况 (1) 2.场地基本条件 (3) 3.设计采用的主要法规、规范和标准 (4) 4.公司简介及优势 (6) 4.1.江苏金秋环保科技有限公司简介 (6) 4.2.无锡固废处置中心培训基地 (7) 5.危险废弃物焚烧系统设计方案 (7) 5.1.工艺流程 (7) 5.2.系统设备详述 (11) 5.2.1.进料系统 (11) 5.2.2.回转窑 (13) 5.2.3.二燃室 (17) 5.2.4.膜式壁余热锅炉 (19) 5.2.5.1S急冷塔 (24) 5.2.6.干式脱酸塔 (25) 5.2.7.活性炭喷吹系统 (27) 5.2.8.袋式除尘器 (28) 5.2.9.湿法脱酸塔 (29) 5.2.10.烟气再热器 (32) 6.DCS控制系统 (34)
1.项目概况 1.1.项目名称 湛江固体废物处理有限公司50T/D回转窑焚烧系统项目 1.2.焚烧物料 本项目主要焚烧的物料为泰兴及周边地区相关企业产生的可焚烧性危险废物，按照物料状态分为固体废弃物、半固体废弃物、液体废弃物。本系统设计的焚烧废弃物平均热值≈3000Kcal 1.3.焚烧处理规模 本项目处理对象主要为工业固废、液废，日焚烧量为50T，每天24小时连续工作，以年处理时间300天计，年焚烧处理量约为15000T。 1.4.焚烧系统主要技术要求 1）二燃室烟气温度≥1100℃，烟气停留时间＞2S 2）二燃室出口烟气中氧含量6%~10%（干气） 3）有机物焚毁去除率≥99.99%，焚烧效率≥99.9% 残渣热酌减率＜5% 4）焚烧炉运行中系统确保处于负压状态，避免有害气体逸出5）焚烧炉设有尾气净化系统，报警系统及应急处理装置 6）辅助燃料 辅助燃料按柴油设计
回转窑系统热平衡计算 1 热平衡计算基准、范围及原始数据 1.1 热平衡计算基准 物料基准：一般以1kg熟料为基准； 温度基准：一般以0℃为基准； 1.2 热平衡范围 热平衡范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来确定。在回转窑系统设计时，其平衡范围，可以回转窑、回转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作平衡范围。范围选得大，则进出口物料、气体温度较低，数据易测定或取得，但往往需要的数据较多，计算也烦琐。因此一般选回转窑加窑尾预热分解系统作为平衡范围。 1.3 原始数据 根据确定的计算基准和平衡范围，取得必要的原始数据，这是一项非常重要的工作。计算结果是否符合实际情况，主要取决于所选用的数据是否合理。对新设计窑或改造窑来说，主要是根据同类型窑的生产资料，结合工厂具体条件和我国实际情况、合理地确定各种参数；对于生产窑来说，主要通过热工测定取得实际生产中各种参数。若以窑加窑尾预热系统为平衡范围，一般要取得如下原始数据：生料用量、化学组成、水分、入窑温度；燃料成分、工业分析和入窑温度；一、二次空气的比例和温度；空气过剩系数、漏风系数；废气温度；飞灰量、灰温度及烧失量；收尘器收尘效率；窑体散热损失；熟料形成热等等。熟料形成热可根据熟料形成过程中的各项物理化学热效应求得，也可用经验公式计算或直接选定。 2 物料平衡与热量平衡 计算方法与步骤说明于下： 窑型：预分解窑 基准：1kg熟料；0℃ 平衡范围：窑+预热器系统 根据确定的平衡范围，绘制物料平衡图和热量平衡图，如图1和图2所示。 图1 物料平衡图图2 热量平衡图
2.1 物料平衡计算 2.1.1 收入项目 （1）燃料消耗量 m r （kg/kg 熟料） 设计新窑或技术改造时，m r 是未知量，通过热平衡方程求得，已生产的窑，通过热工测定得到。 （2）入预热器物料量 ① 干生料理论消耗量 s ar r gsL 100100L a A m m --= 式中，m gsL —干生料理论消耗量，kg/kg 熟料；A ar —燃料收到基灰分含量，%；a —燃料灰分掺入熟料中的量，%；L s —生料的烧失量，%。 ② 入窑回灰量和飞损量 ηfh y h m m = )1(fh Fh η-=m m 式中，m yh —入窑回灰量，kg/kg 熟料；m fh —出预热器飞灰量，kg/kg 熟料；m Fh —出收尘器飞灰损失量，kg/kg 熟料；η—收尘器、增湿塔综合收尘效率，%。 ③ 考虑飞损后干生料实际消耗量 s fh Fh gsL gs 100100L L m m m --?+= 式中，m gs —考虑飞损后干生料实际消耗量，kg/kg 熟料；L fh —飞灰烧失量，%。 ④ 考虑飞损后生料实际消耗量 s gs s 100100W m m -?= 式中，m s —考虑飞损后生料实际消耗量，kg/kg 熟料；W s —生料中水分含量，%。 ⑤ 入预热器物料量 y h s m m +=入预热器物料量（kg/kg 熟料） （3）入窑系统空气量 ① 燃料燃烧理论空气量 )O 0.033(S 0.267H 0.089C ar ar ar ar LK -++='V LK LK 293.1V m '='
大庆水泥公司4800t/d熟料新型干法生产线烧成窑尾工艺设计 -P·F 32.5；P·O42.5 摘要 本设计为日产4800吨水泥熟料生产线设计—重点车间：烧成窑尾。烧成车间是水泥成品制备的重要工艺过程，它直接影响水泥质量的好坏，因此水泥烧成车间设计在整个水泥厂的设计中是一个很重要的环节。窑尾系统是由NST-I分解炉、旋风筒、连接管道及附件等组成。 此次论文的主要内容是：在配料计算基础上，进行了物料平衡、储库平衡、主机平衡计算，并以此为依据，对全厂储库、主机及辅机进行了选型和工艺布置；重点对烧成窑尾进行了工艺计算、设备规格设计、工艺布置设计。 预分解窑生产工艺指采用窑外分解新工艺生产的水泥，其生产以悬浮预热器和窑外分解技术为核心，采用新型原料、燃料均化和节能粉磨技术及装备，全线采用计算机集散控制，实现水泥生产过程自动化和高效、优质、低耗、环保。 关键词：烧成窑尾，悬浮预热器，NST-I分解炉
Kiln Technology Design of 5000 t/d Cement Clinker Production Line in daqing -P·F 32.5；P·O42.5 Cement ABSTRACT This design is aim at the end of kiln technics for 4800t/d ripe material new type dry process calcinations workshop. The end of kiln is of crucial importance in cement production process, since it directly influences the quality of the cement product.Therefore,the design of the end of kiln in the whole of the cement plant’s design is very important aspect. The end of kiln is composed of NST-I break down furnace, cyclone canister , joint pipeline and attachment, and so on. This design carried on the material balance, reservoir balance and host balance calculation which were based on the calculation of the ingredients, and as a basis, the whole plant reservoir, main and auxiliary machinery having been selected and carried on the layout process; and then it was carried on the process calculation, equipment specification design, process layout design which were focus on the firing kiln. Precalcining kiln production process of the kiln new technology of the production of cement. Its production in suspension preheater and kiln technology as the core, using new materials, fuel and energy saving grinding technology and equipment, full use of c omputer distributed control system, realizes the cement production process automation a nd high efficiency, high quality, low consumption, environmental protection. KEY WORDS: firing kiln，suspension preheater, NST-Ibreak furnace