日產(chǎn)5200噸熟料預(yù)分解窯的預(yù)熱器系統(tǒng)設(shè)計

1、工程設(shè)計任務(wù)書題目：日產(chǎn)5200噸熟料預(yù)分解窯的預(yù)熱器系統(tǒng)設(shè)計一初始條件:i原料的化學(xué)分析結(jié)果物料燒失量SiO2AI2OFaQCaOMgOSOKONaO140石灰石42.411.450.630.3354.630.551.01粘土4.7967.7914.745.954.130.371.231.001.00鐵粉1.0037.513.1453.013.691.654.10煤灰58.9825.379.033.291.212.122燃料煤的元素分析結(jié)果:GdH adN adO adS adA adM ad63.594.201.16 7.62 0.3122.111.013各種物料損失均按3%計算4其它資料

2、：本設(shè)計工廠有自己的礦山， 其它條件均符合建廠要求，工廠氣象條件符合設(shè)計要求。 大氣壓強(qiáng)（夏季）：720 mmHg 溫度：-4 C 40 C，相對濕度：70% 80 %,地下水位：2m2.5 m.要求完成的主要任務(wù):（包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）：1）設(shè)計計算說明書應(yīng)包括以下內(nèi)容：配料計算，物料平衡計算和熱量平衡計算、有關(guān)設(shè)備的選型計算或結(jié)構(gòu)尺寸計算、附屬設(shè)備的選型計算、耐火材料選材計算與散熱計算，有關(guān)性能指標(biāo)計算，設(shè)計及附屬設(shè)備一覽表、設(shè)計評述，參考資料。2）畫出有關(guān)設(shè)備的工藝布置圖和主要剖面圖（A2圖紙）三設(shè)計要求：1）要求每個人獨(dú)立完成，允許討論，但不能抄襲

3、，鼓勵創(chuàng)新。2）說明書要求設(shè)計說明書必須包括有關(guān)計算部分的方法、步驟和結(jié)果有關(guān)設(shè)備的選型，設(shè)計說明書中應(yīng)說明其選取依據(jù)，有關(guān)經(jīng)驗數(shù)據(jù)的選取，亦應(yīng)說明其來源3）圖紙的要求 圖紙必須按工程圖標(biāo)準(zhǔn)繪制，鼓勵用計算機(jī)繪圖。 圖紙上必須注明設(shè)備主要尺寸及有關(guān)說明，圖面應(yīng)清潔、整齊。四時間安排：（第1周）：查閱有關(guān)資料，進(jìn)行有關(guān)設(shè)計計算；（第2周）：繪制相關(guān)的圖紙；2013.7.1 （第3周）：整理提交計算說明書、圖紙以及其它設(shè)計資料，答辯。指導(dǎo)教師簽名:2013年6月14日系主任（或責(zé)任教師）簽名:2013年6月14日目錄1配料計算 1.1.1 計算煤灰摻入量 1.1.1.1 煤的低位發(fā)熱量 1.1.1

4、.2 煤灰的摻入量 1.1.2 根據(jù)熟料率值，估算熟料化學(xué)成分 2.1.3 累加試湊過程 2.1.4 配比結(jié)果 2.2. 燃燒計算 3.3. 物料與熱量平衡計算 4.3.1 物料平衡 5.3.1.1 收入項目 5.3.1.1.1 燃料總消耗量 5.3.1.1.2 生料消耗量 5.3.1.1.3 入窯系統(tǒng)空氣量 7.3.1.2 支出項目 9.3.1.2.1 熟料 9.3.1.2.2 出預(yù)熱器廢氣量 9.3.1.2.3 出預(yù)熱器飛灰量 1.23.2 熱量平衡計算 1.2.3.2.1 收入項目 1.2.3.2.1.1 燃料燃燒生成熱 1.23.2.1.2 燃料帶入物理熱 1.23.2.1.3 生料帶

5、入物理熱 1.23.2.1.4 入窯回灰?guī)霟崃?1.33.2.1.5 空氣帶入熱量 1.33.2.2 支出項目 1.4.3.2.2.1 熟料形成熱 1.43.2.2.2 蒸發(fā)生料中水分耗熱量 1.43.2.2.3 廢氣帶走的熱量 1.43.2.2.4 出窯熟料帶走熱量 1.53.2.2.5 出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿崃?1.53.2.2.6 系統(tǒng)表面散熱損失 1.53.3 主要熱工技術(shù)參數(shù) 1.53.4 物料平衡表 1.6.3.5 熱量平衡表 1.6.4懸浮預(yù)熱器的尺寸計算 1.74.1 旋風(fēng)筒尺寸 1.7.4.1.1 各級旋風(fēng)筒處理的氣體量 1.74.1.2 旋風(fēng)筒的直徑和高度 1.84.1.3

6、旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口尺寸 1.94.2 排氣管（內(nèi)筒）尺寸 1.94.3 旋風(fēng)筒其他相關(guān)尺寸 2.04.4 旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)尺寸表 2.05.耐火材料選材與散熱計算 2.15.1 耐火材料的設(shè)計理念 2.15.2 耐火材料的主要參數(shù) 2.15.3 材料的厚度計算 2.2.5.3.1 已知參數(shù) 2.2.5.3.2 材料厚度計算 2.2熱流密度 q 的計算 2.25.3.2.2 厚度計算 2.35.3.3 散熱量計算 2.4.6.預(yù)熱器尺寸修正 2.5.7設(shè)計評述與體會 2.6.8參考資料 2.6.日產(chǎn)5200噸熟料預(yù)分解窯的預(yù)熱器系統(tǒng)設(shè)計1 配料計算物料燒失量SiQAI2O3Fe2O3CaOMgOSQK2ON

7、a2OH2O石灰石42.411.450.630.3354.630.551.01粘土4.7967.7914.745.954.130.371.23 11.001.00鐵粉1.0037.513.1453.013.691.654.10煤灰58.9825.379.033.291.212.12燃料煤的元素分析結(jié)果:CadHadNadOadSadAadMad63.594.21.167.620.3122.111.011.1計算煤灰摻入量煤的低位發(fā)熱量Qnet.ar=339Qr+1030HaLl09(Oar-Sar)-25M ar (kJ/kg)Qnet.ar=339 X 0.6359+10300.042-10

8、9 >(0.0762-0.0031)-25X).0101 =25060.97(kJ/kg)煤灰的摻入量100kg熟料中煤灰摻入量可按下式近似計算：A = 100式中Ga熟料中煤灰摻入量，%;q單位熟料熱值，kJ/kg熟料，選3350;Qnet,ar煤的熱值，kJ/kg；Aar煤的空氣干燥基灰分含量，;S煤灰沉落率，可選100%;P熟料燒成的煤耗，kg/kg熟料；qA arSG a100 Q net , ar335022 .111002.96 %10025060.971.2根據(jù)熟料率值,估算熟料化學(xué)成分已知KH=0.9, SM=2.6, IM=1.7,刀=97.5%熟料化學(xué)成分計算如下:F

9、e2O33.19%(2.8KH1)(IM 1)SM 2.65IM1.35Al2O3=IM(Fe2O3)=5.42%SiQ=SM(A2O3+Fe2O3)=22.39%CaO=E(SiC2+Al2O3+Fe2O3)=66.5%1.3累加試湊過程KHCaO 1.65Al2O3 0.35Fe2O32.8SiO266.445 1.65 5.533 0.35 3.1162.8 22.3790.897SMSiO 2Al 2。3 Fe 2 O 322 .3795.5333.1162.588IMAl 2O 35 .533Fe 2 O 33.1161 .776計算步驟質(zhì)量SiO2AI2O3Fe2O3CaOMgO其

10、他合計煤灰2.961.7460.7510.2670.097 :0.0360.0632.960石灰石119.31.7300.7520.39465.1740.6561.20569.910粘土2718.3033.9801.6071.1150.0990.87225.976鐵粉1.60.6000.0500.8480.059 :0.0260.0661.650累計熟料成分22.3795.5333.11666.4450.8172.206100.495計算率值:將驗證得的率值與題意要求目標(biāo)值相比，可以看出各率值的誤差: KH=0.90-0.897=0.003 < 0.01 SM=2.6-2.588=0.0

11、12 < 0.1 IM=1.776-1.7=0.076 < 0.1；其誤差值均在要求的范圍之內(nèi)且較小，即配料結(jié)果符合要求。1.4配比結(jié)果由上表，配置100kg孰料所需干原料如下:石灰石119.3100.495100118.71(kg)粘土27100.495鐵粉1.6100.495100 26.87(kg)100 1.59(kg)計算干生料配比石灰石118.71118.71 26.87 1.59100%80.66%粘土鐵粉118.71 25.87 1.59 10% 倔%118.71 25.87 1.59 10% 18.26 %石灰石100 8°.66 81.48%100-1

12、.01濕基成分：濕基成分100干基成分100 - w粘土100 18.2618.44%100-1鐵粉100 1.081.13%100-4.1物料水分為：石灰石=1.01%粘土 =1%,鐵粉=4.1%,求得濕物料配比為:名稱濕基用量濕基配比（%）濕石灰石P 81.4880.63濕粘土18.4418.25濕鐵粉r 1.13: 1.12 總計101.05100.00Ls=80.63x0.4241+18.25>0.0479+1.12>0.01=35.08%濕基中的含水量=0.8148 X 0.0101+0.1844 X 0.01+0.0113 X 0.041=1.054%單位熟料燒成熱耗：

13、q=3350X 100/100=3350kJ/kg孰料單位熟料燒成煤耗：P=3350/25060.97=0.13367kg®煤/ (kg孰料)粉煤燃燒 空氣過剩系數(shù)取a =1.08理論空氣量：Va°=8.9Gr+26.7Har+3.3(SLOar)=8.9X0.6359+26.7X0.0420+3.3X0.0031-0.0762)=6.540 Nm/kg 煙煤實際空氣量：Va= VcfXa =6.540X1.08=7.063 Nm/kg 煙煤 理論煙氣量:噸豈知22八a0 0.790.6359 0.0420 0.01010.00310.0116、“ 廠 c c c=()22

14、.4 6.540 0.79122183228=6.848 Nm3kg 煙煤實際煙氣量：V= g(a -1) Va0=6.848+(1.08-1)6.540=7.371 Nn3/kg 煙煤SQSar 22.432 V0.0031 22.432 7.371100%0.03%H2O(Har/2 Mar/18) 22.4V(°.0420/20.0101/18)224100%6.55%7.3710( 1)Va 0.21 O2V(1.08 1) 6.540 0.217.3711.49%N2(Nar/28) 22.4 Va 0.79V(0.°116/28) 224 7.063 0.79

15、100%75.82%7.3713.物料與熱量平衡計算窯型：預(yù)分解窯基準(zhǔn)：1kg熟料；溫度：0C平衡范圍：系統(tǒng)=預(yù)熱器+分解爐+回轉(zhuǎn)窯+冷卻機(jī)溫度：1. 入預(yù)熱器生料溫度：50 r2. 入回轉(zhuǎn)窯回灰溫度：50r3. 入窯一次空氣溫度：30 r4. 入窯二次空氣溫度：1300 r5. 環(huán)境溫度：30 r6. 入回轉(zhuǎn)窯和分解爐燃料的溫度都為：60 r7. 入分解爐三次風(fēng)溫度：1100 r8. 氣力提升泵輸送生料空氣溫度：50 r9. 熟料出窯溫度：1360 r10廢氣出預(yù)熱器溫度：300r煙氣組成：CO2 Car 22.40.6359 22.4 100% 15.85%12 V12 7.37111 飛

16、灰出預(yù)熱器溫度：340C入窯風(fēng)量比（ %） :一次空氣（ki）：二次空氣（k2）:窯頭漏風(fēng)（k3）=8:90:2 燃料比（）:回轉(zhuǎn)窯（Ky）:分解爐（KF） =40: 60 出預(yù)熱器飛灰量： 0.1kg/kg 熟料出預(yù)熱器飛灰燒失量： 35.00% 各處過?？諝庀禂?shù)：窯尾： y 1.08分解爐出口：L 1.15預(yù)熱器出口：F 1.3其中：預(yù)熱器漏風(fēng)量占理論空氣量的比例k4=0.16氣力提升泵喂料帶入空氣量占理論空氣量的比例k5=0.09折合料風(fēng)比為 19.8kg/Nm3分解爐及窯尾漏風(fēng)占分解爐用燃料理論空氣量的比例 k6=0.05 電收塵和增濕塔綜合收塵效率為 99.9%系統(tǒng)表面散熱損失： 5

17、00kJ/kg 熟料 生料水分含量： 1.054% 窯的產(chǎn)量： G=5200t/d=216.67t/h3.1 物料平衡3.1.1 收入項目3.1.1.1 燃料總消耗量 ： mr（ kg/kg 熟料） 其中：窯頭燃料量：myrKy mr（ kg / kg熟料）分解爐燃料量：葉rKFm（kg/kg熟料）生料消耗量，即入預(yù)熱器物料量計算：a 干生料理論消耗量 ：sL100 mr Aar100LT100 22.111mr10035.081. 5400. 341mr（kg / kg熟料）mgs-干生料理論消耗量，kg/kg熟料Aar-燃料應(yīng)用基灰分含量，%a -燃料灰分摻入量，取100%L-生料的燒失量

18、，% b出袋收塵飛損及回灰量：mFh mfh(1 n)0.1 (1 0.999 )0.0001(kg/kg熟料)myh mfh mFh0.1 0.00010.10(kg/kg熟料)myh-入窯回灰量，kg/kg熟料mfh-出預(yù)熱器飛灰量，kg/kg熟料mFhr出收塵器飛灰損失量，kg/kg熟料 n -收塵器，增濕塔綜合收塵效率， %c考慮飛損后干生料實際消耗量:mgsmsL100 -35. 0035. 081001. 5400.341m 0. 00011001. 5400. 341m （kg / kg熟料）mgs-考慮飛損后干料實際消耗量，kg/kg熟料飛灰燒失量，%d考慮飛損生料實際消耗量:

19、ms100100 WS100 （1.5400.341g）1001.0541. 5560. 345葉（kg / kg熟料） ms-考慮飛損后生料實際消耗量，kg/kg熟料e入預(yù)熱器物料量:入預(yù)熱器物料量Ws生料中水分含量，%ms myh1.556 0.345mr 0.101.656 0.345mr（kg / kg熟料）入窯系統(tǒng)空氣量：a燃料燃燒理論空氣量：VLK 6.540（ Nm 3 / Kg 煤）mLK VLK 1 .2936.540 1.2938.45（ kg/kg 煤）b入窯實際干空氣量：VykyVLK myryVLK Kymr1.08 6.540 0.40mr2.825m（Nm3/kg

20、 熟料）myk 1.293 Vyk1.293 2.825mr3.653mr（ kg/kg熟料）其中入窯一次空氣量，二次空氣量及漏風(fēng)量分別為:Vyk1Kyk0.08Vyk（ Nm3 / kg熟料）Vyk2Zyk0.90Vyk（ Nm3 / kg熟料）V LOK 1KaVyk0.02Vyk（ Nm3 / kg熟料）c 分解爐從冷卻機(jī)抽空氣量： 出分解爐混合室過?？諝饬浚篤1 （ L 1）VLK mr（1.15 1） 6.540mr0.98im（Nm3 /kg熟料） 分解爐燃料燃燒空氣量：V2 VLKmFrVLKKFmr6. 540 0. 60 mr3. 924n（Nm / kg熟料） 窯尾過?？諝?/p>

21、量：V3（ y1）VLK myr（ y1）VLK Ky mr（1. 08 1） 6.540 0. 40mr0. 2093m （Nm3 / kg熟料） 分解爐及窯尾漏入的空氣量：V4K6VLK mFrK6VLKKF mr0. 05 6.540 0.60mr0. 1962n（Nm / kg熟料） 分解爐從冷卻機(jī)抽空氣量：VF 2K V1 V2 V3 V40.1962mr0.981mr 3.924mr 0.2093mr4.4995 m（Nm3/kg 熟料）mF2K 1.293 VF 2K1.293 4.4995mr5.8179n（kg/kg 熟料）d 氣力提升泵喂料帶入空氣量：Vsk K5VLK m

22、r0.09 6.540mr0.589m（ Nm3/ kg熟料）msk 1.293 Vsk1.293 0.589mr0.762m（kg/ kg熟料）e漏入空氣量：預(yù)熱器漏入空氣量：V5 K4VLK mr0.16 6.540mr1.046m（ Nm3/kg熟料） 窯尾系統(tǒng)漏入空氣總量： VLOK 2 V4 V50.1962mr 1.046mr1.2422m（Nm3 /kg熟料） 全系統(tǒng)漏入空氣總量： V LOK V LOK 1 V LOK 20.02 2.825mr 1.2422mr 1.2987mr（ Nm3/kg熟料）mLOK 1.293 Vlok1.293 1.2987mr1.679m（kg

23、/ kg 熟料）支出項目3.1.2.1 熟料：M sh=1kg出預(yù)熱器廢氣量: 生料中物理水含量:mvs% W100（1.5560. 345m-）1.0541000. 0160. 004 m （kg / kg熟料）mWs0. 8040.0160.004m）0. 8040. 0200. 005m（ （N* / kg熟料） 生料中化學(xué)水含量:gs0. 00353 mgsAl 2OS0. 00353（1. 5400.345叫）5. 530. 0300. 007 m（ kg / kg 熟料）Vhsmhs0. 8040. 0300. 007mr0. 8040. 0370. 009m）（N* / kg熟料

24、） 生料分解放出CO氣體量:CQCaO性MCaOMgOMMgO66. 4553. 1144560.824440?3叫sCOg 100mff100（1. 5400. 341mr ）53. 111000.000135. 0Tqq-0. 8180. 181m（kg / kg熟料）0.8180. 181葉1.9770.4140.092 rnjCNm3 / kg熟料）CaQMgQs-分別為干生料中CaQ,MgQ的含量，% 燃料燃燒生成理論煙氣量：VcTq0. 0187Carmr0. 018763. 59葉1. 189m（Nni / kg熟料）0. 79Vlk' mv22. 4280. 796.

25、540m22. 41. 16281005. 176m （ Nnn / kg熟料）22. 4Harm22. 4Mar2100 r1810022.44. 2022. 41. 01）（210018100）0. 483m （Nn3 /kg熟料）100Narmr葉3210022. 4320 3imr0. 002m（ （Nm3 / kg熟料）100VTVSQ0.483mTWqV% Vh2o（1.1895.1766. 850m（ （Nni / kg熟料）（m_K1 經(jīng)）5100 r22 11（8. 4561）m.100 r9. 235m（kg / kg熟料）0.002） mv 煙氣中過?？諝饬浚篤k （ f

26、 Mm（1. 3 1）6.540m1.962m（ （Nnm / kg熟料）mk Vk 1.2931.962m1.2932. 537m （ kg / kg熟料）其中VnK0. 79Vk0. 79 1. 962m1.550m （kg / kg熟料）2822. 4281.550 mr22. 41. 938m（kg / kg熟料）VO0.21Vk0.21 1.962m）0. 412m（Nm3 / kg熟料）曲斃vk0.412m3222. 40. 589m（ Nm / kg熟料） 總廢氣量：Vfvcq vn2vh2o vq vsq（0.4140.092 m1. 189m） （5.176m1.550 m）

27、0. 002m（0. 020 0. 005m0. 037 0. 009m0. 483m）0. 412m0. 4718. 706n（ Nn3 / kg熟料）出預(yù)熱器飛灰量：mfh 0.100（ kg / kg 熟料）3.2熱量平衡計算收入項目：燃料燃燒生成熱：QrmQet.ar25060. 97m（ （ kJ / kg熟料）燃料帶入物理熱：QmrCrt r葉 1.1546069. 240m（kJ / kg熟料）0 60E時熟料平均比熱 G=1.154kJ/kgC）生料帶入物理熱：Qs（ mgs CsmwsCw ）t s4.18250Cs=0.878 kJ/kg（1.540 0. 341mr ）

28、0.878 （0.016 0. 004mr ）71.015. 8m（kJ / kg熟料）（0 50E時，水的平均比熱Cw=4.182 kJ/kgC,干生料平均比熱 熟料）myh Cyht入窯回灰?guī)霟崃浚簓h0. 100. 836504. 180（ kJ / kg熟料）（0 50C時，回灰平均比熱 Cyh=0.836 kJ/kg-C）3.2.1.5 空氣帶入熱量：a 入窯一次空氣帶入熱量：1kVy1k Cy 1kt y1k0. 08Vyk Cy 1kt y1k0. 08 2.825mr1.298 308. 8m（kJ / kg熟料）（0 30C時，空氣平均比熱 Cy1k=1.298 kJ/Nm

29、3 -C）b 入窯二次空氣帶入熱量：Qy 2kVy 2k Cy 2kt y2k0. 9 0Vyk Cy 1kt y1k0. 90 2. 825mr1. 403 13004637. 266m（kJ / kg熟料）（01300C時，空氣平均比熱 Cy2k=1.403 kJ/Nm3 -C）c 入分解爐二次空氣帶入熱量：QF2KVF2KCF2Kt F2K4. 4995mr1.37711006815. 39n（ kJ / kg熟料）（0 1100C時，空氣平均比熱 CF2K=1.377 kJ/Nm3 -C）d 氣力提升泵喂料空氣帶入熱量：QskVsk C skt sk0. 589mr1. 299 503

30、8. 256n）（ kJ / kg熟料）（050C時，空氣平均比熱 Csk=1.299kJ/Nm3C）e 系統(tǒng)漏風(fēng)帶入熱量：QLOK VLOKCLOKt LOK1. 2978 mr1.298 3050. 536m(kJ / kg熟料)(030C時，空氣平均比熱 CL0K=1.298kJ/Nm3 C)總收入熱量：QzsQrR Qr QsQyh Qy1hQy2kQF2k QskQLOK25060.97mr69.240mr(71.015.8mr)4.1808.8mr4637. 266mr6815. 39mr38. 256mr50.536mr75.1836664. 66m-(kJ / kg熟料)3.2

31、.2 支出項目：3.2.2.1 熟料形成熱：Qsh 17. 19mAshl2O327. 10msMhgO 32. 01mCshaO 21. 04mSshiO22. 47mFshe2O317.19 5.533 27.10 0.817 32.01 66. 445 21.40 22. 379 2.47 3.116 1757. 55(kJ / kg熟料)蒸發(fā)生料中水分耗熱量：Qss(mwsmhs )qqh(0. 016 0. 004m-0. 030 0. 007m- ) 2380109. 4826. 18m-(kJ / kg熟料)(50C 時，水的汽化熱 qqh=2380kJ/kg)廢氣帶走的熱量：Q

32、f(VCO2CCO2VN2 CN2VH2OCH2O VO2CO2VSO2CSO2)t f( 0. 4140.092m-1.189m-)1.921(5.176m-1. 550m- )1.319(0.0200.005m-0. 0370. 009m-0.483m- )1. 5500. 412m-1.3700.002m-1. 965)300265. 093682.28m(kJ / kg熟料)（0-300 C各氣體平均比熱:CC02=1.921kJ/kgCCh2o=1.550 kJ/kg-CCSO2=1.965 kJ/kg-C）CN2=1.319kJ/kg-CCO2=1.370 kJ/kg-C3.2.2

33、.4 出窯熟料帶走熱量：1Cshtsh1 1.078 13601466.08（ kJ / kg熟料）（0 1300C 時，熟料平均比熱 Csh=1.058kJ/kg-C）出預(yù)熱器飛灰?guī)ё邿崃浚篞fhmfhC fht fh0.100 0.895 34030.430（kJ / kg熟料）（0 340 C時，飛灰平均比熱 Ch=0.895kJ/kgC）系統(tǒng)表面散熱損失：Qb50qkJ / kg熟料）支出總熱量：3682.28mr ）1757. 55 （109. 4826. 18mr ）（265. 091466.08030. 4305004128. 633656.1mr（kJ / kg熟料）列出收支熱

34、量平衡方程式：Q zs Qzc75.1836664.66mr4128. 633656. 1mr求得：m 0.1228（ kJ / kg熟料）即燒成1kg熟料需要消耗0.1228kg燃料。3.3 主要熱工技術(shù)參數(shù) 熟料單位燒成熱耗：sQh *Qr100%1757. 55100%57. 1%3077. 49窯的發(fā)熱能力rKy m GQey,ad0. 40. 1228216. 6725060. 9710002. 67 108(kJ / h)r Rr net ,ar熟料燒成熱效率:25060. 970. 12283077. 49( kJ / kg熟料)3.4物料平衡表（單位:kg / kg熟料）收入項

35、目數(shù)量%支出項目數(shù)量%燃料消耗量:0.12283.964440237熟料量1P 29.53316338入預(yù)熱器生 料量1.61363452.09410062出預(yù)熱器飛 灰量0.12.953316338入窯實際干 空氣量0.3469111.19954367出預(yù)熱器廢氣量分解爐抽空氣量0.7144381223.06471685生料中物理 水量0.01550880.458023924氣力提升泵 送空氣量0.09357363.02090346生料中化學(xué) 水量0.02914040.860608194窯尾系統(tǒng)漏 入空氣量0.20618126.656295157生料分解CQ 量0.795773223.501

36、69993燃料燃燒理 論煙氣量1.13405833.4923202煙氣中過剩 空氣量0.31154369.200868039合計3.09753692100合計3.3860241003.5熱量平衡表（單位:kJ/ kg熟料）收入項目數(shù)量%支出項目數(shù)量%燃料燃燒熱3077.48767.22927111熟料形成熱1757.5537.57376316燃料顯熱8.5026720.185745194蒸發(fā)生料水 分耗熱106.26512.271787175生料帶入熱69.059761.508645578廢氣帶出熱 量817.27417.47208279回灰?guī)霟?.180.091314226熟料帶出熱 量1

37、466.0831.342575入窯一次空氣帶入熱1.080640.02360713飛灰?guī)С鰺崃?0.430.650547417入窯二次空氣帶入熱569.456312.4400617系統(tǒng)散熱損 失50010.68924445入分解爐空氣帶入熱836.929918.28315911氣力提升泵送風(fēng)帶入熱4.6978370.102626634系統(tǒng)總漏風(fēng)帶入熱6.2058210.135569311合計4577.6100合計4677.5991004 .懸浮預(yù)熱器的尺寸計算4.1旋風(fēng)筒尺寸各級旋風(fēng)筒處理的氣體量預(yù)熱器出口廢氣總量 V =0.471 + 8.706m)=1.540 NmVkg熟料 喂料帶入空氣

38、量 Vsk =0.589mr =0.072 Nm3/kg熟料(1) 第一級旋風(fēng)筒(300C, -4500PS)V1 = V2 + Vsk + 5%X 6.945mr = V /2=0.77 Nm3/kg 熟料換算為工作態(tài)：-_ £73+300 p 10135d -3 崗的0-77 XX如=1.7帚仕g孰料27&M990單位時間出口風(fēng)量：1.7X 258/3.6= 121.8 m3/s(2) 第二級旋風(fēng)筒 (500C, -3500Pa)由(1)得 V2 = Vf /2 -5%X 6.945mr Sk =0.7274 Nm3/kg 熟料換算為工作態(tài)：0.7274 X 173+50

39、0 X 觀豐囂 -173,5OT0 論單位時間出口風(fēng)量：2.18X 258/3.6 =156.23 m3/s(3) 第三級旋風(fēng)筒(650C, -2700Pa)V3 = V2 - 5%X 6.945mr =0.6848 Nm?/kg 熟料換算為工作態(tài)：0.6848 X 273+650 X叫蠢=2.45品壓鳥孰料173 9599單位時間出口風(fēng)量：2.45X 258/3.6 =175.58 m3/s(4) 第四級旋風(fēng)筒(780C, -2100PS)V4 = V3 - 5%X 6.945mr =0.6422 Nm3/kg 熟料換算為工作態(tài)：0.6422 XXszff 2-62 m孰押2>7395

40、99 0 iSoi£>單位時間出口風(fēng)量：2.62X 258/3.6 =187.77 m3/s(5) 第五級旋風(fēng)筒(860E, -1500Pa)V5 = V4 - 5%X 6.945mr = 0.5998 Nm/kg 熟料換算為工乍態(tài)： "llLti單位時間出口風(fēng)量：2.63X 258/3.6 =188.48 m3/s旋風(fēng)筒級數(shù)C1C2C3C4C5單位時間出 口風(fēng)量(m3/s)121.8156.23175.58187.77188.48旋風(fēng)筒的直徑和高度根據(jù)公式D= 4V ,式中3 A表觀截面流速(m/s);可得:旋風(fēng)筒級數(shù)C1C2C3C4C53 a (m/s)3.64.

41、14.64.85直徑d (m6.67.07.07.16.9參照國外部分公司的旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)尺寸，進(jìn)行旋風(fēng)筒高度設(shè)計。設(shè)計時對于第一級旋風(fēng)筒G, 般H/D>2 (H = hi+h2);對于其他級則選用 H/D=1.5 2。(1) 圓柱體的高度第一級旋風(fēng)筒 C1, h1=1.1D =7.3 m ;第二三級旋風(fēng)筒，h1=0.75D=5.3m ;第四級旋風(fēng)筒，h1=0.75D=5.3m ;第五級旋風(fēng)筒，hi=0.75D=5.2m。(2) 錐體高度第一級旋風(fēng)筒C1, 一般取h2=hi =7.3m ;其他級旋風(fēng)筒，h2=(0.9 1.2)D第二三級旋風(fēng)筒，取h2= 7.0 m ;第四級旋風(fēng)筒，取h2=7

42、.1 m ;第五級旋風(fēng)筒，h2=6.9m。(3) 錐角2h根據(jù)tan 二一，得 a=69.1°，a=a=a= 66.9°, a=66.7°。D-de式中：de排料口的直徑(m);統(tǒng)一取de= 1m 。旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口尺寸(1) 進(jìn)風(fēng)口的橫截面積根據(jù) F，可以算得 F1= 3.38 (m2)，冋=8.68 (m2)，inF3= 9.75( m2)，F(xiàn)4= 10.43( m2)，F(xiàn)5= 10.47( m2)。式中： 伽旋風(fēng)筒進(jìn)口風(fēng)速(m/s); 般取1520 m/s；這里取18 m/s(2) 旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口高、寬一般取b/a =12 ;旋風(fēng)筒各級尺寸為：b1=2.5m ,a

43、i=1.4m ;b2=4.0m,a2=2.2m ; b3=4.2m, as=2.3m;b4=4.3m ,a4=2.4m ;b5=4.3m,a5=2.4m ;4.2排氣管(內(nèi)筒)尺寸(1) 內(nèi)筒外徑 d =(0.50.6)D 取 d1=2.0m ; d2=d3=4.2m ; d4=4.2m ; d5=4.1m 。(2) 內(nèi)筒插入深度：最上一級h3/b約為1.8;中間各級h3可取() b最上一級旋風(fēng)筒C1 : h3 =1.8b1=4.5m ;中間級旋風(fēng)筒C2 : h3=0.6b2=2.4 m ;C3 : h3=0.6b3=2.5 m ; C4 : h3=0.6b4=2.6m ;最下一級旋風(fēng)筒C5

44、: h3 =0.25b5=1.1m。4.3旋風(fēng)筒其他相關(guān)尺寸(1)下料管位置及內(nèi)徑聯(lián)接處高度 h4/d 2 : C2,C3,C4： h4=8.4m ; C5 h4=8.2m。內(nèi)徑do = 0W192頂=0.00192詛沁咖吧沁=0.77Q100X34X2(2)旋風(fēng)筒之間聯(lián)接管道的內(nèi)徑:可得：di=2.1m ； d2=3.33m ； d3=3.53 m ； d4=3.65 m ； ds=3.65 m ；式中：V管道內(nèi)氣體的流量(m3/s)；3管道內(nèi)氣體的流速(m/s); 般在1020,取 滬18 m/s。D(3) 旋風(fēng)筒的鋼板厚度=飛+0.002 m103第一級 D1=5.3mm ; D2=D3

45、=9.0mm ; D4=9.1mm ; D5=8.9mm ; 綜合考慮，可取各級的鋼板厚度為 0.01m。(4) 由于本設(shè)計懸浮預(yù)熱器的旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口處理的風(fēng)量較大，故綜合考慮后，選擇180°蝸殼式旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口。其尺寸：擴(kuò)張度f=a+c-(D-d)/2 ;偏心度e=f/2 ; 偏心圓半徑R1= e+D/2。其中c在0 (D-d)/2內(nèi)。旋風(fēng)筒C1C2C3C4C5擴(kuò)張度f1.251.361.561.671.78偏心度e0.630.680.780.840.89偏心圓半徑R12.284.184.554.284.384.4旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)尺寸表旋風(fēng)筒級數(shù)一級二級三級四級五級筒數(shù)42222旋風(fēng)筒直徑D

46、(m)3.37.07.07.16. 9內(nèi)筒外徑d (m)2.04. 2r 4.2 :4.2r 4.1內(nèi)筒深度h3 (m)4.52.42.52.61.1圓柱體高度h1(m)7.35.35.35.3:5.2 :錐體高度h2(m)7.37.07.07.16.9錐角a( ° )69. 166.966.966.966.7進(jìn)風(fēng)口尺寸（m） 高度bx寬度a2.5X 1.44.0X 2.24.2X 2.34.3X 2.44.3X 2.4排料口直徑de （m）1下料管內(nèi)徑d0（m）0.77下料管聯(lián)接處高度h4（m）8. 48. 2聯(lián)接管道內(nèi)徑di（m）2.13.333.533.65:3.65 :鋼板厚

47、度（mm）105耐火材料選材與散熱計算5.1耐火材料的設(shè)計理念預(yù)熱器外層一般為導(dǎo)熱系數(shù)低，強(qiáng)度也較低的保溫材料，如輕質(zhì)粘土磚；內(nèi) 層的工作面為有一定強(qiáng)度且能夠較好抵抗堿性物質(zhì)侵蝕的耐火材料； 筒體最外 層為鋼板，厚度取3=10mm。對于一、二級預(yù)熱器，其耐火材料可采用黏土質(zhì)耐堿耐火材料， 以降低成本 和提高保溫效果；在堿含量達(dá)到一定數(shù)量并有可能逐步富集的部位，如三級以 下的預(yù)熱器，應(yīng)考慮耐火度為1100C以上的耐堿耐火材料。5.2耐火材料的主要參數(shù)1粘土磚：密度： 2070kg/m3最高使用溫度:13001400r平均比熱：Cp0.840.26310 t kJ/kgr導(dǎo)熱系數(shù)：k10.8350

48、.58310 t W/mr2.輕質(zhì)粘土磚：最高使用溫度：1150C平均比熱：Cp0.840.26310 t kJ/kgr導(dǎo)熱系數(shù)：k20.0920.16310 t W/mr3.鋼板:導(dǎo)熱系數(shù)：k345.36 W/ m C5.3材料的厚度計算已知參數(shù)假設(shè)：環(huán)境溫度為：ti=25C；預(yù)熱器鋼板內(nèi)外壁溫度為：tw2=twi =85 C，耐火層外壁溫度：t2；耐火層內(nèi)壁溫度：t3鋼板厚度取：=10mm；旋風(fēng)筒外徑：di ；保溫層外徑：d2；耐火層外徑：d3； 耐火層內(nèi)外側(cè)溫度差為30 °C可以得到各級旋風(fēng)筒的耐火材料、保溫材料的選擇以及各種材料的導(dǎo)熱率如下表：旋風(fēng)筒級數(shù)CiC2C3C4C5耐

49、火材料選擇黏土磚黏土磚黏土磚黏土磚黏土磚保溫材料選擇輕質(zhì)粘土磚輕質(zhì)粘土磚輕質(zhì)粘土磚輕質(zhì)粘土磚輕質(zhì)粘土磚耐火材料導(dǎo)熱率ki1.0073 11.12621.2062P 1.28221.3222保溫材料導(dǎo)熱率k20.12140.13780.14880.15930.1648材料厚度計算熱流密度q的計算側(cè)壁和錐體熱流密度計算公式為:t2 t1丄亠2kj n di i1i ndi1 (twi ti) di(W/m)頂蓋熱流密度為:t2 tii(twi ti)(W/m2)i ki式中：ai外壁面與周圍空間之間的對流輻射綜合換熱系數(shù)，W/m2 C ；其他各參數(shù)含義如前所述對于對流輻射綜合換熱系數(shù)有：i 4.54(273 twi)4 (273 ti)4