干法回转窑窑体散热计算模型

(完整word版)回转窑和蒸汽室计算20151230回转窑和蒸汽室计算1. 引言回转窑和蒸汽室是工业生产中常见且重要的设备，用于各种热处理和物料加工过程。

本文将介绍回转窑和蒸汽室的计算方法和相关参数，并详细说明其工作原理和应用领域。

2. 回转窑计算回转窑是一种重要的热处理设备，常用于水泥生产、冶金工业、化学工业等领域。

回转窑的计算主要涉及到下列参数：- 长度（L）：回转窑筒体的有效长度，通常以米为单位。

- 内径（D）：回转窑筒体的内径，也以米为单位。

- 转速（N）：回转窑筒体的旋转速度，通常以转每分钟为单位。

- 倾角（α）：回转窑筒体的倾斜角度，以度为单位。

- 出料端倾角（β）：回转窑筒体出料端的倾斜角度，以度为单位。

- 进料端倾斜角（γ）：回转窑筒体进料端的倾斜角度，以度为单位。

- 物料密度（ρ）：物料在回转窑内的密度，以千克每立方米为单位。

回转窑的平均转速计算公式如下：N = (N1 + N2 + N3) / 3其中，N1、N2和N3分别表示转数1、2和3的值。

然后，可以用以下公式计算回转窑的表面积：A = π * D * L回转窑的体积可以按照以下公式计算：V = A * L3. 蒸汽室计算蒸汽室是一种被广泛应用的加热设备，常用于食品加工、纺织工业、化学工业等领域。

蒸汽室的计算主要涉及到下列参数：- 蒸汽室体积（V）：蒸汽室内的有效容积，通常以立方米为单位。

- 蒸汽入口压力（P1）：蒸汽室的进口蒸汽压力，以帕斯卡为单位。

- 蒸汽出口压力（P2）：蒸汽室的出口蒸汽压力，以帕斯卡为单位。

- 负荷（Q）：蒸汽室所需的加热负荷，以千瓦为单位。

- 蒸汽温度（T）：蒸汽室内的温度，以摄氏度为单位。

蒸汽室所需的蒸汽量可以按照以下公式计算：m = Q / (h * (T1 - T2))其中，m表示所需蒸汽量，Q表示负荷，h表示蒸汽比焓，T1表示蒸汽入口温度，T2表示蒸汽出口温度。

蒸汽室的体积可以根据所需蒸汽量和蒸汽密度计算得出：V = m / ρ4. 结论回转窑和蒸汽室是工业生产中常见的重要设备，其计算方法和参数可以帮助工程师有效设计和运行相关系统。

实用文档一、NSP 窑规格1.1NSP 窑规格的确定1.1.1NSP 窑的直径要求生产能力2000t/d由经验公式：G=53.5Di3.14其中G(t/d)—窑产量，Di 为窑筒体有效内径（m ）⇒3.2()i D m ===取窑内耐火砖的厚度δ=300mm则窑内径D=2i D δ+=3.2+2⨯0.3=3.8(m)1.1.2NSP 窑的长度将Di=3.2带入经验公式：2.3280.680i G=8.491D L⇒L=57.4(m)==“鹏飞”回转窑产品系列：规格（单位：米）初步确定窑的规格为Φ3.8m×58m即D=3.8米L=58米1.1NSP窑产量的标定根据经验公式，将Di=3.2米，L=58米代入2.3280.680G=8.491D Li=8.491×3.22.382×580.680=2014t/d由于经验公式受数量、地域、工艺、时间限制，以及产量受窑规格、原燃料、操作等影响极大。

根据山西灵丘豪洋公司用Φ3.8m×58m窑的生产实际（大于2000t/d）确定窑的规格为Φ3.8m×58m实用文档主要热工参数的计算2.1NSP窑系统物料平衡2.1NSP窑系统热平衡2.1NSP窑系统主要热工参数的计算[原始资料]⑴窑型为Φ4.0m×60m带D—D型预分解窑。

⑵生产品种为普通硅酸盐水泥熟料。

⑶物料化学成分见表1-1。

⑷燃料元素分析和工业分析及发热量见表1及表2。

表1-1物料化学成分单位：%实用文档实用文档表1-3工业分析及发热量单位：%30℃。

d.入窑二次空气温度：950℃。

e.环境温度：30℃。

f.入窑、分解炉燃料温度：60℃。

g..入分解炉二次空气温度：740℃。

h.熟料出窑温度：1360℃。

i.废气预热器温度：340℃。

j.飞灰出预热器温度：300℃。

⑹入窑风量比（%）。

一次空气（K1）：二次空气（K2）：窑头漏风（K3）=15：80：5。

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它主要由筒体、该系统主要由支撑结构、传动系统、密封组件、饲料输送设备以及产物排出装置等构成。

筒体以倾斜配置于回转窑中，内部装载物料。

借助筒体的渐进旋转，物料在窑内经历连续的翻滚和前进，其间与内部热气流进行深度热能交换，这一系列操作促使物料得以进行加热、脱水和烧制等关键工业处理流程。

㈠窑体散热的相关热工公式依据《JC488-92玻璃池窑热平衡测定和计算方法》，对连续操作的玻璃熔窑，通过窑体向外散失的热量，属于稳定热流，按传热学原理，这种散热可用下列公式进行计算： =wfqTT [千卡∕米²·小时] ———⑴其中q——每平方米窑壁散热损失[千卡∕米²·小时]wT——窑壁外表面温度(℃) fT——周围空气的温度(℃)——炉窑外壁与周围空气之间的对流辐射换热系数[千卡∕米²·℃·小时] 当周围空气为自由运动时，值可以用下列公式计算：4442732731001004fwwwfwfTTATTTT———⑵其中wA——散热面位置系数：碹顶取2.8，胸墙取2.2；㈡窑炉表面散热计算碹顶总面积307.16m2，胸墙总面积601.82 m2。

1、强化保温前：现场实测计算碹顶的平均外表面温度129.4℃，胸墙平均外表面温度103℃，周围环境平均温度50℃。

①根据公式⑵得出：碹顶1＝16.08千卡∕米²·℃·小时胸墙2＝12.81千卡∕米²·℃·小时②根据公式⑴：碹顶1q＝1（129.4－50）＝1276.75千卡∕米²·小时胸墙2q＝2（103－50）＝678.93千卡∕米²·小时每天窑体散热损失1Q＝(1q×307.16＋2q×601.82)×24＝19218259.12千卡2、预计强化保温后：碹顶的平均外表面温度60℃，胸墙的平均外表面温度50℃，室内环境平均温度30℃。

①据公式⑵得出：碹顶1＝11.71千卡∕米²·℃·小时胸墙2＝9.56千卡∕米²·℃·小时②根据公式⑴：碹顶1q＝1（60－30）＝351.3千卡∕米²·小时胸墙2q＝2（50－30）＝191.2千卡∕米²·小时每天窑体散热损失2Q＝(1q×307.16＋2q×601.82)×24＝5351359千卡㈢保温节能量及价值估算①保温前每天窑体散热损失合标准煤(7000000千卡/吨) 2.745吨，全年(按365天)损失约1001.925吨标煤。

干法回转窑窑体散热计算模型【中国水泥网】整理:林宗寿，杨力远单位: 【2010-02-01】摘要：通过分析回转窑筒体外表温度梯度与内部耐火材料温度梯度之间的关系，指出可以依照窑内耐火材料砌筑方案确定计算窑体表面散热的特征温度，进而利用特征温度计算窑体表面散热量。

1 大型干法回转窑散热计算方法分析由于回转窑内部气体温度沿轴线分布函数和物料温度沿轴线方向的分布函数非常复杂，相关的热传导过程的数学模型建立也是非常复杂的，而由此决定的窑体表面散热情况很难得到一个接近实际的模型。

据笔者测算，某日产5000吨熟料的大型预分解窑窑体散热量，大于窑内供热量的10%，是生料配比过程不得不考虑的问题，同时，窑体散热随窑内热工状况的变化而不断变化，由于窑体散热计算偏差而导致配比失真或窑温波动，会直接造成出窑熟料游离钙偏高，强度受到影响，水泥质量稳定性也大受影响。

对于回转窑窑体散热的计算，目前常见有以下三种方法：1.1 利用经验公式计算[1]。

比如张浩楠等有关专家认为，回转窑筒体散热仅与窑体直径有关，其计算公式为：(kJ/kg熟料)，或者(kJ/kg熟料)。

1.2 固定一个数据[2]。

比如胡道和教授在计算中取系统散热损失为固定值460(kJ/kg熟料)。

1.3 现场实际测量和计算[3]。

选择不同的测点测得窑体表面温度和散热面积，利用下式计算：。

其中，为每小时总的窑体散热量（kcal/h）；F为每一部件或表面的面积（m2）；为综合传热系数（kcal/h.m2.℃）；窑体表面温度；周围大气温度。

其中综合传热系数又与风力和风向，以及当存在两台以上回转窑时窑体之间距离有关。

以上三种方法都是经过大量数据统计或推导得到的，前两种计算方法与实际情况有一定的相关性，但都存在一定的局限和偏差。

第三种方法能够比较准确地反映窑体散热状况，但不易实际操作。

随着窑体表面温度红外探测技术不断成熟，完全能够寻找到一种比较准确而且可操作的窑体表面散热量的计算方法。

生料浆成分Al2O3Na2Ok CaO SiO2组分含量此中：液体成分此中：固体成分蒸发水量熟料量比热 kcal/(kg ·℃)密度 g/cm3分子量102625660组分 mol反应热 (kcal)生料浆量 (kg) ：生料含水量 (kg) ：熟料量 (kg) ：氧化铝回收率：85%烧结反应Al2O3(晶)+Na2CO3==Na2O·Al2O3+CO2(气)△H298(kJ/mol)：SiO2( 晶)+2CaO==2CaO·SiO2△H298(kJ/mol)：Fe2O3+Na2CO3==Na2O·Fe2O3+CO2(气)△H298(kJ/mol)：TiO2+CaO==CaO·TiO2△H (kJ/mol)：298Fe2O3+C==2FeO+CO△H (kJ/mol)：298熟料烧成用煤成分煤类型daf ar ar ar arV (%) C (%)H (%)O (%)N (%)无烟煤熟料烧成用煤焚烧所需理论空肚量3Vo(m /kg (kg/kg) ：V o=0.115(C arar )+0.342H ar -0.431O ar (kg/kg)空气剩余系数a)Vo(kg/kg)空气剩余系数a固体燃料烟气生成量 (m3/kg) ：V=V +V +V +V +Vy CO2 SO2H2O O2 N2V CO2=0.01866*C ar V SO2=0.007*S arV H2O=0.111*H ar +0.0124*M ar +0.00124*V nV O2=0.21*(a-1)*V n V =0.008N arnN22烟气密度 (kg/m 3) ：γy =(1.964V`+0.804V`+2.857V`+1.25V`+1.429V` ) ×CO2H2O SO2N2O2V`CO2=V CO2/Vy(%)V` H2O=V H2O/Vy(%)V` =V/Vy(%)V`=V /Vy(%) SO2 SO2N2 N2V`O2=V O2/Vy(%)生料掺煤成分煤类型daf ar ar ar arV (%) C (%)H (%)O (%)N (%)无烟煤熟料烧成用煤焚烧所需理论空肚量3Vo(m /kg)Vo(kg/kg (kg/kg) ：V o=0.115(C arar )+0.342H ar -0.431O ar (kg/kg)空气剩余系数a)空气剩余系数a固体燃料烟气生成量 (m3/kg) ：V y=V CO2+V SO2+V H2O+V O2+V N2V CO2=0.01866*C ar V SO2=0.007*S arV H2O=0.111*H ar +0.0124*M ar +0.00124*V nV O2=0.21*(a-1)*V n V =0.008N arnN22烟气密度 (kg/m 3) ：γy=(1.964V` CO2+0.804V` H2O+2.857V` SO2+1.25V` N2+1.429V` O2) ×V`CO2=V CO2/Vy(%)V` H2O=V H2O/Vy(%)V`SO2=V SO2/Vy(%)V` N2=V N2/Vy(%)V`O2=V O2/Vy(%)熟料烧结生成废气成分 (m3)CO2O2N2H2O生料掺煤成分 (m3)烧成用煤成分 (m3)生料烧结成分 (m3)空气湿度 (g/m3)空气带入水 (m3)共计 (m3)比热 (kcal/m3/℃)(245)生料浆进料温度：℃80废气温液体比热：kcal/kg/℃废气带液体质量：kg窑灰: 干固体比热：kcal/kg/℃出窑灰固体质量：生料浆带入热：窑灰比热：烟道收尘率：烟道收尘量：烟道入收尘温度：旋风收尘率：旋风收尘量：旋风入收尘温度：电收尘率：电收尘量：电入收尘温度：窑灰带入热：二次风分派量：二次风量：二次风温度：二次风比热：二次风带入热：一次风分派量：一次风量：一次风温度：一次风比热：一次风带入热：漏风分派量：漏风量：漏风温度：漏风比热：漏风带入热：kgkcalkcal/kg/℃%60%kg℃240%91.8%kg℃168%98.2%kg℃40kcal%70%kg℃250kcal/kg/℃kcal%20%kg℃47kcal/kg/℃kcal%10%kg℃30kcal/kg/℃kcal窑灰比出窑灰窑灰带化学反应熟料熟料出料熟料比熟料带机械不完整散热损窑壳散蒸发水水比水沸腾水汽排放水汽比水汽吸水汽化水汽化吸蒸发水分烧成用生料掺煤占燃生料掺总配入煤比入煤温煤带入煤焚烧发1186.46kg 熟料展转窑热平热收入工程kJ kcal 煤粉焚烧发热量煤粉带入热量%项废气窑灰料浆带入窑灰带入二次风带入一次风带入漏风带入共计热收入工程kJ煤粉焚烧发热量煤粉带入热量料浆带入窑灰带入二次风带入一次风带入漏风带入共计热收入工程kJ煤粉焚烧发热量煤粉带入热量料浆带入窑灰带入二次风带入一次风带入漏风带入共计蒸发料孰料机械部不化学反窑壳100合1t 熟料展转窑热均衡kcal%项废气窑灰蒸发料孰料机械部不化学反窑壳100合1tAO展转窑热均衡103kcal%项废气窑灰蒸发料孰料机械部不化学反窑壳100合Fe2O3TiO2CO2Na2Oc其余00041608080106生料浆含水率：干生料量 (kg) ：生成氧化铝量 (kg) ：固定碳量 : 干生料量 (kg) ：吸热成分ar ar ar arnet (kcal/kg)理论焚烧空肚量S (%) A (%)M (%)Q(Nm3/kg) ar ar(kg/kg)实质空肚量V n：实质空肚量V n：+1.429V` ) ×O2V y(m3/kg)γy (kg/m 3)分S ar (%)A ar (%)ar ar理论焚烧空肚量M (%)Q net (kcal/kg)(Nm3/kg)ar ar(kg/kg)实质空肚量V n：实质空肚量V n：+1.429V`O2) ×共计废气温度：废气带走热：窑灰 : 干生料V y(m3/kg)γy (kg/m 3)℃kcal245出窑灰量：kg窑灰比热：出窑灰温度：窑灰带走热：学反应吸热：熟料量：料出料温度：熟料比热：熟料带走热：不完整焚烧热：散热损失：窑壳散热：蒸发水量：水比热：水沸腾吸热：汽排放温度：水汽比热：水汽吸热：水汽化热：汽化吸热热：发水分吸热：烧成用煤量：煤占燃料的比率：生料掺煤量：总配入煤量：煤比热：入煤温度：煤带入热量：焚烧发热量：窑热均衡工程废气带走窑灰带走kcal/kg/℃℃245kcalkcalkg℃900kcal/kg/℃kcalkcalkcal/t-熟1792料kcalkgkcal/kg/℃1kcal17741℃245kcal/kg/℃kcalkcal/kg539kcalkcalkg%kgkgkcal/kg/℃℃58kcalkcal热支出kJ kcal%蒸发料浆水分孰料带走械部不完整焚烧化学反应吸热窑壳散热共计热均衡工程废气带走窑灰带走蒸发料浆水分孰料带走械部不完整焚烧化学反应吸热窑壳散热共计均衡工程废气带走窑灰带走蒸发料浆水分孰料带走械部不完整焚烧化学反应吸热窑壳散热共计热支出kJ热支出kJ100kcal%234000100103kcal%100结晶水附水总计1118。

㈠窑体散热的相关热工公式依据《JC488-92玻璃池窑热平衡测定和计算方法》，对连续操作的玻璃熔窑，通过窑体向外散失的热量，属于稳定热流，按传热学原理，这种散热可用下列公式进行计算： =wfqTT [千卡∕米²·小时] ———⑴其中q——每平方米窑壁散热损失[千卡∕米²·小时]wT——窑壁外表面温度(℃) fT——周围空气的温度(℃)——炉窑外壁与周围空气之间的对流辐射换热系数[千卡∕米²·℃·小时] 当周围空气为自由运动时，值可以用下列公式计算：4442732731001004fwwwfwfTTATTTT———⑵其中wA——散热面位置系数：碹顶取2.8，胸墙取2.2；㈡窑炉表面散热计算碹顶总面积307.16m2，胸墙总面积601.82 m2。

1、强化保温前：现场实测计算碹顶的平均外表面温度129.4℃，胸墙平均外表面温度103℃，周围环境平均温度50℃。

①根据公式⑵得出：碹顶1＝16.08千卡∕米²·℃·小时胸墙2＝12.81千卡∕米²·℃·小时②根据公式⑴：碹顶1q＝1（129.4－50）＝1276.75千卡∕米²·小时胸墙2q＝2（103－50）＝678.93千卡∕米²·小时每天窑体散热损失1Q＝(1q×307.16＋2q×601.82)×24＝19218259.12千卡2、预计强化保温后：碹顶的平均外表面温度60℃，胸墙的平均外表面温度50℃，室内环境平均温度30℃。

①据公式⑵得出：碹顶1＝11.71千卡∕米²·℃·小时胸墙2＝9.56千卡∕米²·℃·小时②根据公式⑴：碹顶1q＝1（60－30）＝351.3千卡∕米²·小时胸墙2q＝2（50－30）＝191.2千卡∕米²·小时每天窑体散热损失2Q＝(1q×307.16＋2q×601.82)×24＝5351359千卡㈢保温节能量及价值估算①保温前每天窑体散热损失合标准煤(7000000千卡/吨) 2.745吨，全年(按365天)损失约1001.925吨标煤。

新型干法回转窑设计参数优化及图解应用梁镒华张耀智魏波（南京邦齐建材设备工程有限公司）前言：新型干法回转窑设计参数表征性“计算模型”和相关图表的建立，为设计参数间复杂关系的量化研究及技术方案的优化探索工作提供了理论支持和极大方便。

特别是可利用相关图表以“运行参数点”位置来分析窑运行中主要参数间的影响关系，还可以根据“运行参数点”的相对位置坐标来判别运行参数的相对合理性以及探索运行参数的优化方向等。

从而使参数计算过程进一步简化为用“图解法”来完成，而变得更简单、清晰、明了。

下面介绍新型干法回转窑设计参数的“图解应用”，供业界同仁研究、探讨。

一、“NSP窑产量、物料停留时间对负荷率的影响”图表构成及应用（见图1）图1中以窑单位有效容积产量（Gvi）为横坐标，负荷率（φ）和单位有效容积物料量为左右两条纵坐标，以及物料停留时间（T）为斜坐标的相对位置构成其主要参数间的互相关系。

由于负荷率与单位有效容积物料量为相同概念的不同表达，故图1主要研究主要参数Gvi—T—φ的影响规律。

图中“运行参数点”的确定是通过某窑的基本结构参数（规格、斜度）和运行参数（有效容积产量（Gvi）、物料停留时间（T）和负荷率（φ））简单计算其中两个参数值（如：Gvi和φ）两数轴在图中相交而得。

下面以Φ4.0窑不同运行参数“序号○1~○12”为例，阐述其参数影响规律和参数优化过程如下：1、当负荷率（φ）相同时，窑单位有效容积产量（Gvi）与物料停留时间（T）成反比。

即当Gvi提高，要求φ基本不变时，则可以通过提窑速（n）降低T来达到要求。

模型计算：见表1中序号①和②两组运行参数为例，序号①2200t/d，计算有效容积产量（Gvi）为3.6t/m3·d，而序号②2500t/d，计算得Gvi为4.09t/m3·d，，而要求提产时负荷率（φ）不变，则从表中可见窑速（n）由3.0r/min提高到3.4r/min，相应停留时间（T）由29.09分钟缩短到25.65分钟。

回转窑系统热平衡计算回转窑是一种重要的热工设备，广泛应用于水泥生产中。

对于回转窑系统的热平衡计算是评估系统运行状态和发现问题的重要工作。

本文将介绍回转窑系统热平衡计算的基本原理和方法。

物料热量输入是指物料在回转窑中的煅烧过程中释放的热量。

物料热量输入可以通过测量物料的热容量和温度差来计算，即Q=mcΔT，其中Q为热量，m为物料质量，c为物料比热容，ΔT为温度差。

燃料热量是指在回转窑系统中燃烧燃料产生的热量。

燃料热量计算需要考虑燃料的组成、燃烧产生的反应热和燃料的热值等因素。

常用的燃料有煤、天然气和重油等。

计算燃料热量时需要知道燃料的热值和燃烧效率，燃烧效率可以通过燃烧后排放物的含碳量和燃料的理论热值来计算。

烟气热量是指燃料燃烧后剩余的烟气中的热量。

烟气热量计算需要考虑燃料的完全燃烧和燃烧产生的烟气成分等因素。

烟气热量可以通过烟气的排放量、温度和烟气的比热容来计算，即Q=mcΔT。

在回转窑系统的热平衡计算中，还要考虑到热量的传递和损失。

热量的传递主要通过辐射、对流和传导等方式进行，但同时也会有一定的传热损失。

传热损失主要包括窑体表面的散热、未被物料吸收的辐射热量和烟气中的热量损失等。

为了准确计算回转窑系统的热平衡，需要获取系统各个部件的热参数和系统运行数据。

热参数可以通过实验和测试获得，如物料的比热容、燃料的热值和烟气的排放量等。

而系统运行数据则需要通过检测和监控来获取，如物料流量、燃料消耗量和烟气温度等。

在热平衡计算中，还需要考虑到系统的能量守恒原理。

即系统的输入热量等于输出热量，即Qin=Qout。

如果系统的输入热量大于输出热量，则系统处于热超负荷状态；如果系统的输入热量小于输出热量，则系统处于热负荷不足状态。

回转窑系统的热平衡计算是通过上述原理和方法进行的。

通过对系统的热量输入和输出进行计算和分析，可以评估系统的热平衡状态、检测问题和优化系统运行等。

同时，对于不同类型的回转窑系统，还可以通过比较和分析来确定最佳燃料和操作参数等。

回转窑工况：1#窑日产250t/d： 2.5*40米邯江型窑 5级旋风器窑；2#窑日产500t/d： 2.5*40米 4级旋风预热器加分解炉。

热源情况：总烟量：28×104m3/h（400℃）11.3×104Nm3/h250t/d窑：尾烟气8×104 m3/h,温度400℃窑头热空气2×104 m3/h ,温度400℃500t/d窑：尾烟气12×104 m3/h,温度400℃窑头热空气6×104 m3/h, ,温度400℃工艺：导热油将烟气温度置换，导热油以190℃进入干燥机，160℃出干燥机，利用30℃温差干燥400t/d含水率80%脱水污泥，干化后污泥含水率30%（共4台干燥机）；然后160℃再循环至换热站再利用烟气将温度提高到190℃；请计算：以上烟气量是否够用？列出计算步骤和做出取热方案。

说明：计算表1 窑尾烟气成分表2 窑尾气比热容标准烟气密度：P =0.304×1.96+0.043×1.43+0.583×1.25+0.07×0.804=1.44kg/m3总烟气量：M烟气=11.3×104×1.44=16.3×104 kg/h假设换热器烟气出口温度为250℃：Q1=400×16.3×104×1.4454×24=2.2618×109kJQ2=250×16.3×104×1.4158×24=1.3846×109kJ烟气总放热：Q总放=Q1-Q2=8.772×108kJ水的比热容为4.2 kJ/(kg·℃) ，汽化潜热为2260 kJ/kg，干泥土的比热容为0.84 kJ/(kg·℃)，把400t/d含水率80%脱水污泥，干化到含水率30%所需总热量（假设污泥进入干化设备时为20℃，干化后污泥为80℃）：M蒸发水=285.7吨，M干泥=80，M剩余水=34.3Q吸=285.7×103×4.2×（80-20）+285.7×103×2260+34.3×103×4.2×（80-20）+80×103×0.84×（80-20）=7.3063×108kJ则：Q总放＞Q吸利用水泥窑烟气干化污泥在理论上可行。

XXXX建材有限公司新建2500t/d水泥熟料新型干法生产线及综合利用废渣生产130万吨/年水泥项目熟料烧成系统热平衡计算书（预热器+分解炉+回转窑+篦冷机）二〇一四年二月一、基础数据二、物料组分二、计算1、物料收入（1）燃料消耗量：m r kg/kg−cl （2）生料消耗量：①干生料理论消耗量（kg/kg-cl）：m ysl=100−α100×Af×mr100−L s=100−100100×24.5×m r100−35.73=1.556−0.381m r kg/kg−cl②出预热器飞灰量：m fℎ=0.144 kg/kg−cl③烟囱飞损飞灰量：m Fℎ＝m fℎ×(1−η)=0.144×(1−0.996)=0.001 kg/kg−cl ④入窑回灰量：m yℎ=m fℎ−m Fℎ=0.143 kg/kg−cl⑤考虑飞损后干生料实际消耗量：m gs=m ysl+m Fℎ×100−L Fℎ100−L s=1.556−0.381m r+0.001×100−34.4 100−35.73=1.557−0.381m r kg/kg−cl ⑥考虑飞损后生料（含物理水）实际消耗量：m s=m gs×100100−W s=(1.557−0.381m r)×100100−0.2 =1.56−0.382m r kg/kg−cl（4）空气消耗量①理论空气用量V lk=0.089C f+0.267H f−0.003(O f−S f)=0.089×59.94+0.267×4.84+0.033×(0.84−7.91)=6.394 N m3/kg−mm lk=V lk×ρk=6.394×1.293=8.569 kg/kg−m②窑头用实际干空气量由于过剩空气系统αy＝1.05，窑头用燃料占47%，则窑头用实际干空气为：V yk=0.47×αy×V lk×m r=0.47×1.05×6.394×m r=3.155m r N m3/kg−clm yk=3.155m r×1.293=4.079m r kg/kg−cl其中：一次空气：V y1k=3.155m r×0.3=0.947m r N m3/kg−clm y1k=4.079m r×0.3=1.224m r kg/kg−cl二次空气：V y2k=3.155m r×0.65=2.051m r N m3/kg−clm y2k=4.079m r×0.65=2.651m r kg/kg−cl窑头漏风：V ylok=3.155m r×0.05=0.158m r N m3/kg−clm ylok=4.079m r×0.05=0.204m r kg/kg−cl③分解炉实际用干空气量（出口过量空气系数1.15）出分解炉过剩空气量：V1=(αf−1)×V lk×m r=(1.15−1)×6.394m r=0.959m r N m3/kg−cl分解炉用燃料燃烧理论空气量：V2=0.53×V lk×m r=0.53×6.394m r=3.389m r N m3/kg−cl窑尾废气中过剩空气量：V3=(αy−1)×0.47×V lk×m r=0.05×0.47×6.394m r=0.15m r N m3/kg−cl分解炉及窑尾漏风量（包括进分解炉一次空气，占比0.05）：V flok=αflok×0.53×V lk×m r=0.05×0.53×6.394m r=0.169m r N m3/kg−clm flok=0.169m r×1.293=0.219 kg/kg−cl分解炉从三次风管抽风量：V f2k=0.959m r+3.389m r−0.15m r−0.169m r=4.029m r N m3/kg−clm f2k=4.029m r×1.293=5.209m r kg/kg−cl ④旋风预热器系统漏风量（漏风占理论空气量比0.16）V xlok=0.16×V lk×m r=0.16×6.394×m r=1.023 N m3/kg−clm xlok=1.023m r×1.293=1.323 kg/kg−cl ⑤喂料带入空气量（风料比19.8N m3/kg）：V sk=m s+m yℎ19.8=1.56−0.382m r+0.14319.8=0.086−0.019m r N m3/kg−clm sk=(0.086−0.019m r)×1.293=0.111−0.025m r kg/kg−cl⑥进入冷却机冷空气量：V Lk=2.14 N m3/kg−clm Lk=2.14×1.293=2.767 kg/kg−cl 物料总收入：m zs=m r+m s+m yℎ+m y1k+m ylok+m flok+m xlok+m sk+m Lk=m r+1.56−0.382m r+0.143+0.204m r+1.224m r+0.219m r+1.323m r+0.086−0.019m r+2.767=4.581+3.563m r kg/kg−cl2、物料支出（1）出冷却机熟料量：m cl=1 kg/kg−cl（2）预热器出口飞灰量：m fℎ=0.144 kg/kg−cl（3）磨煤机抽冷却机空气量（2.396N m 3/kg −m ）V mk =2.396m r N m 3/kg −clm mk =2.396m r ×1.293=3.098m r kg/kg −cl（4）冷却机烟囱排出空气量：V pk =V Lk −V y2k −V f2k −V mk =2.14−2.051m r −4.029m r −2.396m r=2.14−8.476m r N m 3/kg −clm pk =(2.14−8.476m r )×1.293=2.767−10.959m r kg/kg −cl（5）预热器出口废气量 ①生料中的物理水：W s =0.2%m ws=m s ×W s100=(1.56−0.382m r )×0.2100=0.003−0.001m r kg/kg −clV ws=m ws 0.804=0.004−0.001m r N m 3/kg −cl ②生料中的化合水m ℎs =0.00353×m gs ×Al 2O 3f=0.00353×(1.56−0.381m r )×2.75 =0.015−0.004m r kg/kg −clV ws =m ℎs0.804=0.019−0.005m r N m 3/kg −cl ③生料中分解的CO2： 生料中CO2的百分含量：CO 2s =CaO s×4456+MgO s×4440.3=44.65×4456+0.48×4440.3=35.604%m CO s2=m gs ×CO 2s 100−m fℎ×L Fℎ100=(1.56−0.381m r )×35.604100−0.144×34.4100=0.555−0.136m r kg/kg −clV CO 2s =m CO s 2×22.444=0.283−0.069m r N m 3/kg −cl ④燃料燃烧生成的理论烟气量：V CO 2r =22.412×C f 100×m r =22.412×59.94100×m r =1.119m r N m 3/kg −clV N 2r =22.428×N f100×m r +0.79×V lk ×m r =22.428×0.97100×m r +0.79×6.394×m r =5.059m r N m 3/kg −clV H 2O r =22.42×H f 100×m r +22.418×W f100×m r=22.42×4.84100×m r +22.42×0.63100×m r =0.554m r N m 3/kg −clV S 2O r=22.432×S f100×m r =22.42×0.84100×m r =0.006m r N m 3/kg −clV r =V CO 2r +V N 2r +V H 2O r +V S 2O r =6.783m r N m 3/kg −clm r =( m lk +1−A ar100)×m r =(8.569+1−24.5100)×m r =9.022m r kg/kg −cl ⑤烟气中过剩空气量：V k =(1.15−1+0.16)×V lk ×m r =1.982m r N m 3/kg −cl其中：V N 2k=0.79×V k ×m r =1.566m r N m 3/kg −cl V O 2k =0.21×V k ×m r =0.416m r N m 3/kg −cl m N 2k=2822.4×V N 2k=1.985m r kg/kg −cl m O2k =3222.4×V O 2k =0.594m r kg/kg −cl ⑥喂料用空气V sk =0.086−0.019m r N m 3/kg −cl m sk =0.111−0.025m r kg/kg −cl其中：V N 2sk =0.79×V sk ×m r =0.068−0.015m r N m 3/kg −cl V O 2sk =0.21×V sk ×m r =0.018−0.004m r N m 3/kg −cl m N 2sk=2822.4×V N 2sk=0.085−0.019m r kg/kg −cl m O2sk =3222.4×V O 2sk =0.026−0.006m r kg/kg −cl 废气总量：V f =V CO 2+V N 2+V H 2O +V O 2+V SO 2=(0.283−0.069m r +1.119m r )+(5.059m r +1.566m r +0.068−0.015m r )+(0.004−0.001m r +0.019−0.005m r +0.554m r )+(0.416m r +0.018−0.004m r )+0.006m r =0.392+8.62m r N m 3/kg −cl m f =m CO 2+m N 2+m H 2O +m O 2+m SO 2=m ws +m ℎs +m CO s 2+m r +m N 2k +m O 2k+m sk =0.003−0.001m r +0.015−0.004m r +0.555−0.136m r +9.022m r+1.985m r +0.594m r +0.111−0.025m r =0.684+11.408m r kg/kg −cl物料总支出：m zc =m cl +m fℎ+m mk +m pk +m f=1+0.144+3.098m r +2.767−10.959m r +0.684+11.408m r=4.595+3.547m r3、热量收入（1）燃料燃烧热：Q rR =23001m r kJ/kg −cl（2）燃料带入显热：Q r =m r ×c r ×t r =1.16×50×m r =58m r kJ/kg −cl（3）生料带入显热：Q s =(m gs ×c s +m ws ×c ws )×t s=[(1.557−0.381m r )×0.878+(0.003−0.001m r )×4.182]×60=69−16.95m r kJ/kg −cl（4）入窑回灰带入显热：Q yℎ=m yℎ×c yℎ ×t yℎ=0.143×0.836×60=7.173 kJ/kg−cl （5）空气带入显热：①窑头一次空气带入热量：Q y1k=m y1k×c y1k ×t y1k=1.224m r×1.297×36=57.151m r kJ/kg−cl②进冷却机空气带入热量：Q Lk=m Lk×c Lk ×t Lk=2.767×1.297×36=129.179 kJ/kg−cl③喂料空气带入热量：Q sk=m sk×c sk ×t sk=(0.111−0.025m r)×1.298×60=8.645−1.947m r kJ/kg−cl④窑头漏风带入热量：Q ylok=m ylok×c ylok ×t ylok=0.204m r×1.297×36=9.525m r kJ/kg−cl⑤分解炉漏风带入热量：Q flok=m flok×c flok ×t flok=0.219m r×1.297×36=10.226m r kJ/kg−cl⑥旋风预热器漏风带入：Q xlok=m xlok×c xlok ×t xlok=1.323m r×1.297×36=61.774m r kJ/kg−cl热量总收入：Q zs=Q rR+Q r+Q s+Q yℎ+Q y1k+Q Lk+Q sk+Q ylok+Q flok+Q xlok=23001m r+58m r+69−16.95m r+7.173+57.151m r+129.197+8.645−1.947m r+9.525m r+10.226m r+61.774m r=214.015+23178.779m r kJ/kg−cl4、热量支出（1）熟料形成热：对于石灰石和粘土配料的生料，不考虑碱性影响时，形成热计算如下：Q cl=17.21×Al2O3cl+27.13×MgO cl+32.03×CaO cl−21.44×SiO2cl −2.47Fe2O3cl=17.21×5.41+27.13×0.77+32.03×67.53−21.44×22.46−2.47×3.38=1787.09 kJ/kg−cl（2）出冷却机熟料显热：Q Lcl=m Lcl×c Lcl ×t Lcl=1×0.771×85=65.535 kJ/kg−cl （3）预热器出废气带走显热：Q f=V f×c f×t f=(V CO2×c CO2+V N2×c N2+V H2O×c H2O+V O2×c O2+V SO2×c SO2)×340=[(0.283−0.069m r+1.119m r)×1.899+(5.059m r+1.566m r+0.068−0.015m r)×1.311+(0.004−0.001m r+0.019−0.005m r+0.554m r)×1.552+(0.416m r+0.018−0.004m r)×1.356+ 0.006m r×0.768]×340=233.58+4106.18m r kJ/kg−cl（4）预热器出口飞灰带走显热：Q fℎ=m fℎ×c fℎ ×t fℎ=0.144×0.895×340=43.819 kJ/kg−cl （5）磨煤机抽冷却机空显热：Q mk=V mk×c mk×t mk=2.396m r×1.02×240=586.54m r kJ/kg−cl （6）冷却机排出空气热量：Q Lpk=V Lpk×c Lpk×t Lpk=(2.14−8.476m r)×1.027×200=439.556−1740.97m r kJ/kg−cl（7）系统表面散热损失热量：Q B=230 kJ/kg−cl（8）冷却水带走热量：Q ls=170 kJ/kg−cl热量总支出：Q zc=Q cl+Q Lcl+Q f+Q fℎ+Q mk+Q Lpk+Q B+Q ls=1787.09+65.535+233.58+4106.18m r+43.819+586.54m r+439.556−1740.97m r+230+170=2969.58+2951.75m r kJ/kg−cl热量平衡：总收入=总支出214.015+23178.779m r=2969.58+2951.75m r解得：m r=0.13623182≈0.136Q rR=23001m r=23001×0.136=3128.136 kJ/kg−clηy=1787.093128.136=57.13%说明：数据差是由于计算过程中四舍五入导致。

窑内物料煅烧过程的控制回转窑内物料煅烧过程的控制有几个方面的内容：一是燃料燃烧及气流温度的控制；二是气固换热和物料升温的控制；三是物料在一定温度场内滞留时间及物理、化学反应的控制。

窑内气固热交换、物料升温速率、物料在一定温度场内滞留时间及物理、化学反应进程，在湿法及传统干法窑内主要取决于物料在窑内的填充率及运动速度。

而在悬浮预热窑及预分解窑内，除生料的预热及相当一部分碳酸盐分解过程分别在预热器及分解炉完成外，尚未完成的分解、固相反应及烧结过程等仍然要在窑内完成，仍然受到窑内物料填充率及运动速率的影响。

一、窑内物料填充率在回转窑内，物料通常在窑的横断面上堆积形成一个扇面。

扇面两个边缘与窑中心的两个连线的夹角称中心角（θ）。

扇面面积与窑内横断面之比，称窑的填充率（或负荷率），通常以%表示。

窑内物料填充率一般为5—17% 。

不同的中心角（θ）与填充率的关系见下表。

窑内中心角（θ）与物料填充率的关系二、窑的斜度窑的斜度与窑的填充率及转速有关。

一般来讲，当窑的填充率较大、转速较慢时，窑的斜度较大，反之亦然。

回转窑斜度与填充率的经验关系三、窑的转速回转窑的转速同窑的斜度之间应有良好的匹配。

在一定的斜度下，转速愈高，物料填充率降低，物料的翻滚及运动速度愈快。

关于回转窑的转速，有两种表示方法：一是用每分钟旋转次数（r/min）表示；另一种是用圆周速度（cm/s）表示。

二者间的关系见下表。

不同窑径的回转速度与圆周速度之间关系（四）窑内物料负荷率、滞留时间与运动速度之间关系及计算方法NSP及PYRORAPID窑内物料滞留时间回转窑内物料负荷率、滞留时间与运动速度计算方法如下：（一）.窑的填充率（ƒ）（二）. 窑内物料滞留时间（ζ）（三）. 窑内物料运动速度（Vm）式中: ƒ——窑内物料负荷率（%）G——单位时间窑内通过物料量（t/h）Vm——物料在窑内运动速率（m/s）D i——窑有效内径（m）r——物料容积密度（t/m3）a——窑的倾斜角度（0）n——窑的转速（r/min）β——物料休止角（0）ζ——窑内物料滞留时间（min）L——窑的长度（m）由上可见：窑内物料填充率、窑的转速、物料运动速度及滞留时间相互关系密切、互相影响、互相制约。

回转窑传热模型与数值模拟
回转窑是一种广泛应用于工业生产中的热工设备，它的传热过程对窑内物料的煅烧和反应具有重要影响。

为了更好地理解和优化回转窑的传热过程，建立传热模型并进行数值模拟是非常必要的。

传热模型的建立是基于对回转窑内部热量传递的物理过程的分析。

通常，我们可以将回转窑的传热分为辐射、对流和传导三种方式。

在建模过程中，需要考虑窑内物料的热物性、窑壁的热传导以及窑内气体的流动和传热等因素。

数值模拟是通过计算机程序对传热模型进行求解，得到窑内温度、热流密度等参数的分布情况。

常用的数值方法包括有限差分法、有限元法和计算流体动力学（CFD）等。

数值模拟可以帮助我们深入了解回转窑内的传热过程，发现潜在的问题和优化的方向。

通过传热模型和数值模拟，我们可以对回转窑的操作参数进行优化，提高热效率，降低能耗。

同时，还可以预测不同工况下的窑内温度分布，为物料的煅烧和反应提供参考。

此外，数值模拟结果还可以与实际测量数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性。

总之，回转窑传热模型与数值模拟是研究和优化回转窑传热过程的重要手段。

它们可以帮助我们深入理解窑内的传热机制，为回转窑的设计、操作和改进提供科学依据。

回转窑工况：1#窑日产250t/d：2.5*40米邯江型窑 5级旋风器窑；2＃窑日产500t/d: 2.5*40米 4级旋风预热器加分解炉。

热源情况：总烟量：28×104m3/h（400℃）11.3×104Nm3/h250t/d窑: 尾烟气8×104 m3/h，温度400℃窑头热空气2×104 m3/h ,温度400℃500t/d窑：尾烟气12×104 m3/h,温度400℃窑头热空气6×104 m3/h, ，温度400℃工艺：导热油将烟气温度置换，导热油以190℃进入干燥机，160℃出干燥机，利用30℃温差干燥400t/d含水率80％脱水污泥,干化后污泥含水率30%（共4台干燥机)；然后160℃再循环至换热站再利用烟气将温度提高到190℃；请计算:以上烟气量是否够用?列出计算步骤和做出取热方案。

说明:计算表1 窑尾烟气成分表2 窑尾气比热容标准烟气密度：P =0.304×1.96+0.043×1.43+0。

583×1.25+0.07×0。

804=1。

44kg/m3总烟气量:M烟气=11。

3×104×1。

44=16。

3×104 kg/h 假设换热器烟气出口温度为250℃:Q1=400×16.3×104×1.4454×24=2.2618×109kJQ2=250×16.3×104×1.4158×24=1。

3846×109kJ烟气总放热:Q总放=Q1—Q2=8.772×108kJ水的比热容为4.2 kJ/(kg·℃) ，汽化潜热为2260 kJ/kg,干泥土的比热容为0。

84 kJ/（kg·℃）,把400t/d含水率80％脱水污泥，干化到含水率30%所需总热量(假设污泥进入干化设备时为20℃，干化后污泥为80℃）：M蒸发水=285。

(完整word版)回转窑和燃料室计算20151230回转窑和燃料室计算1. 引言回转窑是一种常见的工业设备，广泛应用于水泥、冶金等行业，用于矿石和其他原材料的热处理。

燃料室则是回转窑的一部分，用于提供燃料燃烧所需的热能。

本文对回转窑和燃料室进行计算，以便深入了解其热能需求和效率。

2. 回转窑计算回转窑的热处理过程中，需要消耗一定的热能。

为了计算回转窑的热能需求，需要考虑以下几个因素：- 窑的长度和直径- 窑的物料进料速度- 窑内物料的热容量- 燃料燃烧所释放的热值根据这些因素，可以使用热平衡方程来计算回转窑的热能需求。

具体计算方法如下：1. 计算窑内物料的总热容量，即物料的体积乘以单位体积的热容量。

2. 确定物料的进料速度。

3. 根据进料速度和窑的长度，计算物料在窑内停留的时间。

4. 根据物料的停留时间和总热容量，计算窑所需的热能。

3. 燃料室计算燃料室是提供燃料燃烧所需热能的地方。

为了计算燃料室的热能需求，需要考虑以下因素：- 燃料的热值- 燃料的消耗量通过分析燃料的热值和消耗量，可以计算燃料室需要提供的热能。

具体计算方法如下：1. 确定燃料的热值。

2. 计算燃料的消耗量。

3. 根据燃料的热值和消耗量，计算燃料室提供的热能。

4. 结论通过对回转窑和燃料室的计算，可以得出以下结论：- 回转窑的热能需求主要取决于窑内物料的热容量和进料速度。

- 燃料室需要提供的热能主要取决于燃料的热值和消耗量。

- 了解回转窑和燃料室的热能需求有助于设计和优化相关设备，提高能源利用效率。

参考文献[1] 王XX, 张XX. 回转窑和燃料室计算方法[J]. 工程计算,2015(12): 30-35.[2] 李XX, 赵XX. 燃料室热能需求分析[J]. 能源研究, 2016(2):50-55.。

回转窑外壳散热计算公式在工业生产中，回转窑是一种常用的设备，用于煅烧、干燥和煅烧的物料。

回转窑的外壳散热是非常重要的，它直接影响着设备的工作效率和使用寿命。

因此，对回转窑外壳散热进行准确的计算和分析是非常重要的。

回转窑外壳散热计算公式是根据传热学的基本原理和回转窑的结构特点来推导的。

一般来说，回转窑的外壳散热可以通过以下公式来计算：Q = h A (Ts Ta)。

其中，Q表示散热量，单位为瓦特（W）；h表示传热系数，单位为瓦特/平方米·摄氏度（W/m2·℃）；A表示散热面积，单位为平方米（m2）；Ts表示回转窑外壳表面温度，单位为摄氏度（℃）；Ta表示环境温度，单位为摄氏度（℃）。

在这个公式中，传热系数h是一个非常重要的参数，它反映了传热介质和散热表面之间的传热能力。

传热系数的大小取决于传热介质的性质、散热表面的形状和表面粗糙度等因素。

一般来说，传热系数越大，散热能力就越强，回转窑的外壳散热效果就越好。

散热面积A是指回转窑外壳与外界空气接触的表面积。

散热面积的大小直接影响着散热量的大小，一般来说，散热面积越大，散热量就越大，回转窑的外壳散热效果就越好。

回转窑外壳表面温度Ts是指回转窑外壳的表面温度。

回转窑外壳表面温度的大小取决于回转窑内部的工作温度、传热介质的温度和散热表面的性质等因素。

一般来说，回转窑外壳表面温度越高，散热量就越大，回转窑的外壳散热效果就越好。

环境温度Ta是指回转窑外壳周围空气的温度。

环境温度的大小直接影响着散热量的大小，一般来说，环境温度越低，散热量就越大，回转窑的外壳散热效果就越好。

通过以上公式，我们可以计算出回转窑外壳的散热量，从而评估回转窑的外壳散热效果。

在实际工程中，我们可以根据回转窑的具体参数和工作条件，选择合适的传热系数、散热面积和环境温度，从而优化回转窑的外壳散热效果。

除了以上公式，我们还可以通过数值模拟和实验测试的方法来评估回转窑的外壳散热效果。

(完整word版)回转窑和焚烧室计算20151230回转窑和焚烧室计算 ()1. 简介本文档旨在提供回转窑和焚烧室的相关计算过程和参数，用于进行相关设计和工程实施。

2. 回转窑计算2.1 回转窑尺寸计算回转窑的尺寸计算是一个关键步骤，它影响到窑体的稳定性和产量。

以下是尺寸计算的关键参数：- 窑的直径（D）：通过考虑产量和料层的分布来确定合适的窑直径，以确保物料在窑内的停留时间达到预期。

- 窑的长度（L）：同样，窑的长度也需要考虑产量和料层的分布，以确保物料充分煅烧。

- 窑的喂料速度：窑的喂料速度需要根据窑的直径和长度来计算，以保证物料在窑内的停留时间符合要求。

2.2 窑内燃烧计算窑内燃烧过程的计算是为了确定燃料的消耗和燃烧产物的生成情况。

以下是关键参数：- 燃料消耗率：根据窑的尺寸和工艺要求来计算燃料的消耗率，以确保窑内的燃烧效果。

- 燃烧产物：根据燃料的组成和燃烧温度来计算燃烧产物的生成情况，包括CO2、CO、SO2等。

3. 焚烧室计算3.1 焚烧室尺寸计算焚烧室的尺寸计算与回转窑类似，需要考虑产量和燃料的燃烧过程。

以下是关键参数：- 焚烧室的长宽高：根据产量和燃料的燃烧要求来确定焚烧室的尺寸，以保证燃烧效果和环保要求。

3.2 燃烧温度和燃烧效率计算焚烧室的燃烧温度和燃烧效率的计算对于工艺的稳定性和环保要求至关重要。

以下是关键参数：- 燃烧温度：根据燃料的特性和焚烧室的尺寸来计算燃烧温度，以确保燃烧效果和产品质量。

- 燃烧效率：根据燃料的热值和焚烧室的操作参数来计算燃烧效率，以评估能源利用效率和环保性能。

4. 结论本文档提供了回转窑和焚烧室计算的关键参数和计算过程，有助于进行相关设备设计和工程实施。

根据实际情况，可以进行相应的调整和优化，以满足工艺要求和环保要求。

以上计算结果仅供参考，请在具体实施过程中进行实际验证和调整。