日產4000噸分解爐課程設計資料

1、課程設計說明書日產4000噸熟料現代化干法生產水泥廠設計（重點車間：分解爐）學 院：材料科學與工程學院課程名稱：制品機械設備課程設計專業(yè)班級： 無機非金屬材料工程班學生姓名：學 號：指導教師:水泥是社會經濟發(fā)展最重要的建筑材料之一，在今后幾十年甚至是上百年之 內仍然是無可替代的基礎材料，對人類生活文明的重要性不言而喻?，F代最先進的水泥生產技術就是新型干法預分解窯。預分解窯是在懸浮預熱器與回轉窯之 間增設分解爐，在分解爐中加入占總用量 50%-60%勺燃料，使燃料燃燒的過程與 生料碳酸鹽分解的吸熱過程在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下迅速進行，從而使入窯生料的分解率從懸浮預熱窯的30%-40%1高到85%-

2、90%使窯的熱負荷大為減輕，窯 的壽命延長，而窯的產量卻可成倍增長。與懸浮預熱器窯相比，在單機產量相同 的條件下，預分解窯具有：窯的體積小，占地面積減小，制造、運輸和安裝較易， 基建投資較低，且由于一半以上的燃料是在溫度較低的分解爐內燃燒，產生有害氣體NQ較少，減少了對大氣的污染。為了符合當今水泥行業(yè)的發(fā)展需求同時 也是對大學本科四年所學知識的考查，我選擇了 “日產4000噸熟料現代化干法生產水泥廠初步設計”這個課題作為我的畢業(yè)設計課題。設計范圍主要是分解爐， 通過配料計算、工藝平衡計算等得出結果，并結合實際對主機及附屬設備進行選 型，進而對各種設備進行工藝布置，對全廠的設備進行簡單規(guī)劃。關鍵

3、詞：水泥；新型干法預分解窯；分解爐設計任務書第一節(jié)設計目的此次課程設計是進入大學以來的第一次設計課程， 也是在參加了生產實習后 的一次總結?；谠趯W習了制品機械設備課程設計，并結合本專業(yè)的發(fā)展特 色而開設的一項重要的實踐學習環(huán)節(jié)。 其目的在于通過課程設計的鍛煉， 樹立正 確的設計思想，培養(yǎng)我們認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的工作作風。在設計過程中培養(yǎng)我們學生掌握繪圖、計算、研究等科學設計方法，提高工程設計計算，鍛煉我們分析解決實際問題的能力。第二節(jié)設計原則與指導思想1. 根據任務書規(guī)定產品品種、質量、規(guī)模進行設計；2. 選擇技術先進、經濟合理的工藝流程和設備；3. 主要設備的能力應與生產規(guī)模相適應；

4、4. 滿足工藝要求，確保工藝暢通；5. 充分考慮安全因素，確保安全生產。第三節(jié)設計任務本設計的設計任務是：1. 建設項目：日產4000噸水泥熟料生產線（重點：分解爐）；2. 建廠規(guī)模：日產水泥熟料4000噸；3. 產品品種： 普通硅酸鹽水泥4. 生產方法：新型干法回轉窯；第四節(jié)設計內容和要求一、總體設計1、設計的目的和意義;2、初始條件；3、平衡計算；4、設備選型計算二、設計要求的起止日期本課程設計日期為2016年6月13日-6月26日，所有的的設計工作必須如 期完成。三、要求設計說明書文字要通順、層次清楚、工藝方案選擇合理、選定的參數要有依據、計算正確、各種符號應注有文字說明，必要時列出計算

5、表格; 設計說明書文字一般不少于500字；設計說明書格式可參考其他樣式編寫。1. 初始條件 11.1原料的原始資料 11.2原料配比計算 11.3煤的低位發(fā)熱量計算 1燃料煤的原始資料 1低位發(fā)熱量計算 11.2. 煤灰摻入量計算 11.3. 計算干燥原料配合比 21.4. 計算生料和濕物料的配合比 32. 物料平衡與熱平衡計算 42.1.物料平衡計算 4收入項目 5支出項目 92.2熱量平衡計算 12收入項目 12支出項目 142.3列出收支熱量平衡方程式 152.4物料平衡、熱量平衡表 16物料平衡表 16熱量平衡表 172.5主要熱工技術參數 17水泥熟料的實際燒成熱耗 17窯的發(fā)熱能力

6、 17分解爐的熱負荷 17熟料燒成熱效率 18主要熱工技術參數一覽表 183分解爐尺寸計算與設計 183.1相關參數 183.2分解爐工作風量 19分解爐用燃料產生的煙氣量 19分解爐內釋放出來的 CG量 19入分解爐的出窯廢氣量 20分解爐工作風量 203.3分解爐直筒部位的有效截面積 A與有效內徑D 203.4分解爐錐體部有效高度 203.5分解爐錐體下端口直徑 203.6分解爐的有效高度 213.7分解爐直筒部位的有效高度 213.8入分解爐三次風管直徑di，進風口寬度a和高度b 213.9分解爐生料進料口直徑 213.10分解爐燃料進口直徑 213.11分解爐主要結構尺寸一覽表 214

7、.耐火材料選材計算與散熱計算 224.1耐火襯料的設計理念 224.2材料的主要參數 224.3厚度計算 224.4散熱量計算 234.5耐火材料厚度對分解爐筒體尺寸的修正 23總結： 24參考資料 251. 初始條件1.1原料的原始資料（）表1原料與煤灰的化學成分（）數據物料燒失量SiO2Al 2QFe2QCaOMgO總和石灰石41.552.291.860.8450.650.7698.63砂頁巖2.2989.032.382.552.180.6599.08粉煤灰2.4952.9830.295.424.60.5196.29鐵礦石2.7951.396.1730.191.861.8894.28煙煤煤

8、灰04934.097.682.391.694.761.2原料配比計算設定比例為：石灰石-0.844砂頁巖-0.090粉煤灰-0.032鐵礦石-0.0351.3煤的低位發(fā)熱量計算燃料煤的原始資料表2煤元素分析結果CarHarNarOarSarAarMar65.652.640.993.190.5119.028.0低位發(fā)熱量計算Qnet.ar = 33兀簾 1030日簾 一109(0簾 -$/-25皿邯=339 65.65+10302.64-109 ( 3.19-0.51)-25 8.0=24482.43(kJ/kg-煤)1.2. 煤灰摻入量計算根據參考文獻中p175相關知識，取水泥熟料的實際形成熱

9、 q = 3176kJ/kg-熟料，取煤灰沉落率S二100%，可知:GaqAarS10°Qnet, ar_3176 19.02 10°-100 漢 24482.43二 2.47%1.3. 計算干燥原料配合比已知假設原料配合比為：石灰石 84.4%砂頁巖9%,粉煤灰3.2%，鐵礦石3.5%，計算生料化學成分表3干燥原料配合比物料配合比燒失量SiQ2Al 2C3Fe2QCaQMgQCaQ84.435.02.511.60.7142.75石灰石70.64砂頁巖90.218.010.210.230.20.06粉煤灰3.20.081.70.970.170.150.02鐵礦石3.50.1

10、1.80.221.060.070.07配合生料10035.4614.0232.1743.170.79灼燒生料100.021.724.653.3666.891.22煤灰參入量Ga=2.47%則灼燒生料配合比為：100%-2,47%=97.53%扌此計算熟料的化學成分表4干燥熟料配合比名稱配比燒失量SiQ2Al OFezQCaQCaQ無灰熟料97.5321.184.543.2865.241.19煤灰2.471.210.840.190.060.01熟料10022.395.383.4765.31.23由此計算熟料率值KH= ( CaO-1.65 x AI26O.35 Fe 2O ) /(2.8 x S

11、O)=(65.3-1.65 x 5.38-0.35 x 3.47)/(2.8 x 22.39)=0.881SM= SiO 2/( Al 2O+ Fe2Q)=22.39/(5.38+3.47)=2.53IM= Al2Q/ Fe 203=5.38/3.47=1.55經比較可得該率值符合標準，及該配比符合標準1.4. 計算生料和濕物料的配合比生料的配比:石灰石=844(84.4+9+3.5) x 100%=87.1%頁巖石=9/(84.4+9+3.5) x 100%=9.3%鐵礦石=(100-87.1-9.3) %=3.6%干生料燒失量Ls =-各原料所占百分比該原料的燒失量Ls =87.1% 41

12、.55%9.3% 2.29%3.6% 2.79%=35.46%濕基配比:根據原始資料知入磨各原料水分分別為：石灰石1%,粘土 1%,鐵粉4.00%,貝U入磨濕基配比計算如表3.1所示：表5濕基物料配比及計算過程名稱濕基用量（份）濕基配比（%石灰石844100 = 85.25100 -18525 100 =87.0097.99砂頁巖9 100100 -1二 9.099.0997.99100 =9.283.6597.99100 二 3.723.5 "00鐵礦石 100 - 4.00 -.合計97.99100計算濕物料水分含量Ws :ws =0.87 1% 0.0928 1% 0.0372

13、 4%=1.11%2. 物料平衡與熱平衡計算:(1) 溫度a. 入預熱器生料溫度：50C；b. 入窯回灰溫度：50C；c. 入窯一次空氣溫度：30C；d. 入窯二次空氣溫度：1300C；e. 環(huán)境溫度：30 C；f. 入窯、分解爐燃料溫度：60C；g. 入分解爐三次空氣溫度：1100C；h. 氣力提升泵輸送生料空氣溫度：50C；i. 熟料出窯溫度：1360C；j. 廢氣出預熱器溫度：290C；k. 飛灰出預熱器溫度：330C；(2) 入窯風量比(%)分別取 Ki=8, K2=90, K3=2；(3) 燃料比(%)回轉窯(Ky):分解爐(KF) =40:60；(4) 出預熱器飛灰量：0.1 kg

14、/kg熟料；(5) 出預熱器飛灰燒失量：35.0%；(6) 各處過剩空氣系數：預熱器出口： f=1.3;窯尾：:y=1.05 分解爐混合室出口： 九=1.15其中：預熱器漏風量占理論空氣量的比例 K4=0.1,氣力提升泵喂料帶入空氣量占理論空氣量的比例K5 =0.09，折合料風比為19.8kg/Nm3;(7) 分解爐及窯尾漏氣量(包括分解爐一次空氣量)占分解爐用燃料理論空氣量的比 例K6=0.05；(8) 電收塵和增濕塔綜合收塵效率為 99.99%；(9) 系統(tǒng)表面散熱損失：430 kJ/kg熟料；(10) 生料水分含量：1.11%(11) 窯的日產量：4000t/d(或 166.67t/h)

15、。2.1.物料平衡計算基準：1kg熟料，溫度：0C范圍：回轉窯+分解爐+預熱器系統(tǒng)根據確定的基準和范圍，繪制物料平衡圖如下:3 L9K1+TL0K2圖1物料平衡圖收入項目按參考文獻118頁中的方法，可知:2.1.1.1燃料總消耗量：mr（ kg/kg 熟料）窯頭燃料量：mt”=心葉二 0.40葉（kg/kg -熟料）分解爐燃料量：mFr = Kf mv=0.60mv （kg/kg -熟料）生料消耗量、入預熱器物料量干生料理論消耗量:mgsL100 - mAar：100丄_100 -19.02 mr 1-100-35.46=1.55-0.295mr（kg/kg -熟料）式中：a 燃料飛灰摻入量，

16、取 100%。 出電收塵飛損量及回灰量：mFh 二 口巾（1 一 ）二 0.1 （1-0.999）二 0.0001（kg/kg-熟料）myh = mfh-mFh-0.1 -0.0001二 0.10（kg/kg -熟料）考慮飛損后干生料實際消耗量:+100-L fhmgs =mgsL mFhg100-L s100 35.0（1.55-0.295mr） 0.0001 -100-35.461.550 -0.295g （kg/kg -熟料）考慮飛損后濕生料實際消耗量:msmgs100100 -Ws（1.550 -0.295mr）100-1.111. 567 - 0.298mr（kg/kg -熟料）入預

17、熱器生料量入預熱器物料量:=ms myh-1.567-0.298mr 0.10-1.667 - 0.298mr（kg/kg - 熟料）入窯系統(tǒng)空氣量根據參考文獻3 242頁中介紹的計算方法:燃料燃燒理論空氣量：VLK 二 0.089Car 0.267Har 0.033(Sar Oar)二 0.089 65.65+0.267 2.64+0.033 (0.51-3.19) 二 6.459(Nm 3/kg - 煤)入窯實際干空氣量：VyK =: yVLKmyr-yVlk K ym=1.05 6.459 0.40mr=2.713mr(Nm3/kg - 煤)ma = 1.293 Vyk二 1.293 2

18、.713mr二 3.508mr (kg/kg -熟料)其中，入窯一次空氣量，二次空氣量及漏風量:Vyk1-K1VyK二 0.08 2.713m二 0.217mr(Nm3/kg -熟料)Vyk2二 =0.90 2.713m=2.442mr(Nm3/kg -熟料)VLOK1二 Wk二 0.02 2.713mr=0.054mr (Nm3/kg - 熟料)分解爐從冷卻機抽空氣量: 出分解爐混合室過?？諝饬浚篤1 二LTVLKmr=(1.15 -1) 6.459mr=0.969mr(Nm3/kg -熟料) 分解爐燃料燃燒空氣量:V2= VLK mFr=Vlk Kf mr=6.459 0.60 mr=3.

19、875g（Nm3/kg -熟料） 窯尾過?？諝饬浚篤3-（-：» - 1）VLK myr=（-：iy - 1）VLK K ymr=（1.05 -1） 6.459 0.40mr=0.129mr（Nm 3/kg -熟料） 分解爐及窯尾漏入的空氣量：V4= K6VlK mFr=0.05 6.459 0.60mr=0.194mr（Nm3/kg -熟料） 分解爐從冷卻機抽空氣量：Vf3K 八 15 -V3 -V4=0.969mr 3.875mr -0.129mr -0.194mr=4.521mr （Nm 3/kg -熟料）mF 3K =1.293 VF 3K二 1.293 4.521mr=5.

20、846mr（kg/kg -熟料） 氣力提升泵喂料帶入空氣量：Vsk = K5VLK mr二 0.09 6.459mr二 0.581mr（Nm 3/kg -熟料）msk 二 1.293 Vsk=1.293 0.581mr二 0.751mr（kg/kg -熟料） 漏入空氣量：預熱器漏入空氣量：V5= K4VLK mr=0.10 6.459mr3=0.646mr（Nm /kg-熟料）窯尾系統(tǒng)漏入空氣總量:VLOK 2- V4 V5=0.194mr 0.646mr二 0.840mr （Nm 3/kg -熟料）mLOK 2-1.293 VLOK 2=1.293 0.840mr二 1.086mr（kg/k

21、g -熟料）全系統(tǒng)漏入空氣總量:V LOK = V LOK 1 VloK2=0.054mr 0.840mr=0.894mr （Nm 3 /kg -熟料）mLOK - 1.293 Vlok二 1.293 0.894mr=1.156mr（kg/kg -熟料）支出項目 熟料量:Msh = 1kg出預熱器廢氣量W100 生料中物理水含量：mws（1.567-0.298mr）1000.0174 - 0.00331mr （kg/kg - 熟料）mwsVws0.804=0.0174-0.00331mr-0.804二 0.0216 -0.00411葉（Nm3/kg - 熟料）生料中化學水含量：mhs 二 0.

22、00353mgsAl2O二 0.00353 （1.550-0.295口）3.546=0.0194 - 0.00369口 （kg/kg - 熟料）Vhsmhs0.804_ 0.0194-0.00369mr-0.804二 0.0241 - 0.00459mv （Nm 3/kg - 熟料） 生料分解放出CO2氣體量:CO2 =s MCOCaOs2 MgOs M CO2M CaOM MgO444443.140.595640.334.54C02Lfhmgs、- mffg 100 100（1.550-0.295mJ3454 0.00041000.535 - 0.102rn （kg/kg - 熟料）35.0

23、100s譏021.9770.535 - 0.102mr1.9770.179 - 0.0516mr （Nm3/kg - 熟料）燃料燃燒生成理論煙氣量：Vco2-22.4 Car 竺mr100 12ccc, 65.650.224m121.225mr（Nm3/kg -熟料）Vn2Nar0.79VLKmv 0.224 豈 g28（0.79 6.919 0.224 099）mr285.474m- （kg/kg -熟料）vH2o =0.224（亠ML）mr =0.224（2:648.0）m2 18 2 18-0.395mr（Nm 3/kg -熟料）S0 5iVSO0.224=0.224mr = 0.003

24、57mr（Nm 3/kg -熟料）23232rrrrrV 二 Vc°2 Vn2 Vh2。Vs°2= （1.225 5.474 0.395 0.00357） mr= 7.098mr（Nm /kg -熟料）mr =（mLK 1-蟲）g =（8.351 1 -0.1902）mr =9.161 mr（Nm 3/kg -熟料） 100煙氣中過?？諝饬浚篤k 二（:1皿丘二（1.3-1） 6.434 mr二 1.930mr（Nm /kg - 熟料）mk = Vk 1.293=1.930mr 1.293二 2.495mir （kg/kg - 熟料）其中：kkVn2 二 0.79V= 0.

25、79 1.930mr= 1.525mr（Nm3/kg -熟料）k mN?2822.4=1.525mr22.4= 1.906m（kg/kg -熟料）VO； = 0.21V k= 0.21 1.906mr=0.400mr （Nm 3/kg熟料）x3222.4二 0.400mr3222.4= 0.571m（kg/kg -熟料）總廢氣量:Vf =Vco2 Vn2 Vh2o Vo2 V so,= (0.179 _0.0612mr 1.168mr) (5.092 1.525)mr (0.0205 - 0.00463mr0.0241 -0.00445mr 0.483mv) 0.400mr 0.00217mr

26、= 0.224 8.600mr(Nm /kg -熟料)出預熱器飛灰量mfh = 0.100(kJ/kg -熟料)2.2熱量平衡計算收入項目根據文獻中相關知識計算:燃料燃燒化學熱QrRmr Qnet.ar二 24482.43mr (kJ/kg -熟料)221.2燃料帶入物理熱Qr mCrtr=mr 1.154 60二 69.240m（kJ/kg -熟料）（060E時熟料平均比熱 Cr = 1.154kJ/kgC）生料帶入物理熱Qs 二 gsCs mwsCw）ts-（1.550-0.29時）0.878 （0.0174-0.00331mr） 4.1821 50二 71.683 - 13.643m（k

27、J/kg - 熟料）（050E時，水的平均比熱 Cw = 4.182kJ/kgC,干生料平均比熱 Cs=0.878kJ/kg熟料）2.2.1.4 入窯回灰?guī)霟崃縌yh=myhCyhtyh=0.100 0.836 50-4.180（kJ/kg-熟料）（050E時，回灰平均比熱 Cyh = 0.836 kJ/kgT） 空氣帶入熱量入窯一次風溫:二 0.08VyKCy1kty1k二 0.08 2.702mr 1.298 30-8.417mr（kJ/kg -熟料）(030 T時，空氣平均比熱Cy1k = 1.298 kJ/Nm3 C）入窯二次風溫：Qy2kVy2kCy2kty2k0.90VyKCy2

28、kty2k0.90 2.702mr 1.443 13004561.814mr（kJ/kg -熟料）（0 1300 C 時，空氣平均比熱 Cy2k = 1.443 kJ/Nm3C）入分解爐三次風溫:QF3KVF 3K CF3KtF3K二 4.503 1.422 1100=7043.59骯（kJ/kg - 熟料）（01100C 時，空氣平均比熱 Cf2k= 1.422 kJ/Nm3°C）氣力提升泵喂料空氣帶入熱量:Qsk - VskCsktsk二 0.579mr 1.299 50-37.60時（kJ/kg - 熟料）（050C時，空氣平均比熱 Csk = 1.299kJ/Nm3 C）Ql

29、ok系統(tǒng)漏風帶入熱量:VLOKCLOKtLOK0.894mr 1.298 3034.812mr（kJ/kg -熟料）（030C時，空氣平均比熱 Clok= 1.298kJ/Nm3 C）總收入熱量Qzs - QrR Qr Qs Qyh Qy1h Qy2k QF 2k Qsk QLOK=24482.4餉 69.240mr （71.558-13.618mr） 4.1808.417mv4561.814mv 7043.593mr 37.606mv 34.812mr二 75.643 36224.269mr （kJ/kg - 熟料）支出項目熟料形成熱按參考文獻121頁中的方法Qsh 二 17.1亦爲3 27

30、.1亦為爲 32.01噸：0-21.406-2.47mF：O3二 17.19 6.091 27.10 0.949 32.01 66.752 -21.40 22.012 -2.47 3.565= 1787.291 （kJ/kg-熟料）蒸發(fā)生料中水分耗熱量Qss （ mws mhs）qqh=（0.0174 -0.00331mr 0.0194 -0.00369mr） 2380二 87.584 -16.660mr （kJ/kg -熟料）（50C 時，水的汽化熱 qqh = 2380kJ/kg）廢氣帶走熱量Qf=（Vco2 Cco2Vn2Cn2Vh 2oCh2o +V02C02 +VsqCsc2）tf=

31、（0.179+1.107 mr） 1.870+6.617mr 1.310 （0.04460473mr）1.530 0.400mr 1.351 0.00217mr 1.950290=116.8613502.722mr （kJ/kg -熟料）（0290T 時，CQ、N2、H2O、O2、SQ平均比熱分別為 1.870kJ/kgG、1.310 kJ/kg T -1.530 kJ/kg T< 1.351kJ/kg T、1.950kJ/kg T）出窯熟料帶走熱量Qysh -1 Cshtsh=1 1.078 1360二 1466.08（kJ/kg-熟料）（01360T時，熟料平均比熱 Csh = 1.

32、078kJ/kgT）出預熱器飛灰?guī)ё邿崃縌fh-mfh C fht fh二 0.100 0.895 330=29.535（kJ/kg -熟料）（0330T時，飛灰平均比熱 Cfh = 0.895kJ/kgT）2.2.2.6系統(tǒng)表面散熱損失根據相關資料，設定：Qb二 430（kJ/kg-熟料）2.2.2.7支出總熱量Qzc二 Qsh Qss Qf Qysh - Qfh Qb-1787.291 （87.584-16.660mr） （116.861 3502.722mr）1466.08 29.535 430二 3917.799 3486.062mr （kJ/kg - 熟料）2.3列出收支熱量平衡方程

33、式zcQzs75.643 36224.269rv 二 3917.799 3486.062mv求得：mr 二 0.1174（kJ/kg熟料）。即：燒成1kg熟料需要消耗0.1174kg燃料。求得燃料的消耗量后，即可列出物料平衡列表和熱量平衡表，并計算一些主要熱工技術參數。2.4物料平衡、熱量平衡表物料平衡表（單位：kg/kg熟料）表6 物料平衡表：收入項目數量%支出項目數量%燃料消耗量0.11743.88%熟料量1.0033.19%入預熱器生料值1.62453.80%出預熱器飛灰量0.1003.32%入窯實際干空氣量0.40913.57%出預熱器廢氣量分解爐抽空氣量0.68222.60%生料物理

34、水0.01560.52%氣力提升泵送空氣量0.08782.91%生料化學水0.01890.63%窯尾系統(tǒng)漏人空氣量0.09793.24%生料分解CO20.52117.29%燃料理論煙氣量1.06535.35%煙氣過?？諝饬?.2929.70%合計3.0177100.00%合計3.013100.00%242熱量平衡表（單位：kg/kg熟料）表7 熱量平衡表收入項目數量%支出項目數量%燃料燃燒熱2874.23766.56%熟料形成熱1787.29141.59%燃料顯熱8.1290.19%蒸發(fā)生料水分耗熱85.6281.92%生料帶入熱70.0811.62%廢氣帶出熱量528.08112.14%回灰

35、帶入熱4.180.10%熟料帶出熱量1466.0833.77%入窯一次空氣帶入熱0.9880.02%飛灰?guī)С鰺崃?9.5350.68%入窯二次空氣帶入熱535.55712.31%系統(tǒng)散熱損失430.009.90%入分解爐空氣帶入熱826.91819.01%氣力提升泵風帶入熱4.4150.10%系統(tǒng)總漏風帶入熱4.0870.09%合計4328.592100.00%合計4341.722100.00%2.5主要熱工技術參數根據參考文獻4中p22頁的公式，計算主要熱工技術參數如下:水泥熟料的實際燒成熱耗QrR=mr Qnet.ar (kJ/kg-熟料)2.5.2窯的發(fā)熱能力:Qyr 二 M yrQne

36、t.ar 二 KymrGQ net.ar4000匯 103 = 0.40 0.117424482.4324=19.16 107(kJ/h)分解爐的熱負荷QFr = M FrQ廠r廠r net.ar-GKF mlrQnet.ar4000 1030.60 0.1174 24482.43 24二 28.74 107(kJ/h)2.5.4熟料燒成熱效率=殂 X100%QrR1787.2912874.237= 62.18%主要熱工技術參數一覽表表8主要熱工技術參數一覽表回轉窯的發(fā)熱能力Qyr （kJ/h）19.16 X 107分解爐的熱負荷QFr （kJ/h）28.74 X 107實際燒成熱耗q （kJ

37、/kg -熟料）2874.237理論熱耗Qsh （kJ/kg-熟料）1787.291熟料燒成熱效率n s62.18 %煤耗mr （kg/kg -熟料）0.11743分解爐尺寸計算與設計3.1相關參數表3-1相關參數（按參考文獻5中p84頁及參考文獻5相關知識，選擇CDC-型分解爐。）表9相關參數整個燒成系統(tǒng)的熟料產量 G (kg -熟料/h)166.67入窯生料的表觀分解率 et(%)90入窯生料的真實分解率 et'(%)70分解爐內截面風速 Wf (m/s)9.0分解爐內氣流滯留時間.(s)3.0分解爐噴口處的氣流速度w(m/s)20入分解爐風管(三次風管)內的平均風速 w3a(m/

38、s)20分解爐從冷卻機抽空氣量VF3K (Nm3/kg -熟料)0.52783.2分解爐工作風量分解爐用燃料產生的煙氣量4000 1033600 24Vfi 二Vr C L-1)VLKmrKFG二7.098(1.151) 6.459 0.1174 0.603=26.307(Nm /s)分解爐內釋放出來的CQ量普通生料燒成1kg熟料由碳酸鹽分解出來的CQ量Kco2計算如下:“100WsLs 、 22.4Kco2= (mssmhS)10010044100 1 1122 4= (1.5670.3546 -0.0190)10044= 0.270分解爐內釋放出來的CO量計算如下:VCO2 二ge'

39、;G10030.270 70 4000 10100 3600 24=8.751(Nm3/s)323入分解爐的出窯廢氣量V ( MEKy 5 冒融二0.837(1.05 1) 6.459 0.1174 0.403100-90、4000 100.2701003600x24=3.782(Nm 3/s)分解爐工作風量取氣體在標準狀態(tài)下的絕對壓強，p°=101325Pa=760mmH由已知氣壓為720mmHg720 p 720 101325 =95992Pa760760假設分解爐內的負壓dp=350Pa，t為分解爐內的平均溫度，取1000 C計算如下：V(VVV)273.15 tP0Vf 一

40、(Vfl VCO2 Vk )273.15p-dp=(26.3078.7513.782)273.15 1000101325xx273.1595992 -3503=191.790(Nm /h)3.3分解爐直筒部位的有效截面積Af與有效內徑DFWf191.7909.0= 21.310(m2)Df4A7 _4一21.310【冗一，3.14-5.210(m)3.4分解爐錐體部有效高度HkDF =0.60 5.210= 3.126(m)3.5分解爐錐體下端口直徑dF4VJ = 4Vk 273.15 tp。，二 w 二 w 273.15 p - dp4 6.619 273.15 10001013253.14

41、 25273.1595592 - 350=1.293(m)3.6分解爐的有效高度H 二 Wf 二 9.0 3.0 二 27.00(m)3.7分解爐直筒部位的有效高度巴=H -H2 =27.00-3.126 = 23.874(m)3.8入分解爐三次風管直徑di ,進風口寬度a和高度b4VF3k273.15 tF3k二 WF 3k273.154 53.30 273.15 1000di 二I. >20273.15-3.978(m)VF3k273.15 ta =V 1.5wF3K273.1553.30 273.15 10001.5 20273.15二 2.877(m)b a=3.197(m)0.

42、90.93.9分解爐生料進料口直徑因CDG I分解爐有4根預熱生料進料管，所以：= 0.00192ds =0.00192、；s =0.00192 G； 291661.5324=0.642(m)3.10分解爐燃料進口直徑因CDG I分解爐有4根燃料進料管，所以：dr =0.00192=0.00192 G：m-0.00192291667 0.6 0.1174= 0.138(m)3.11分解爐主要結構尺寸一覽表表10分解爐主要結構尺寸一覽表A(m2)DF(m)H(m)H(m)H2(m)dF(m)di(m)ds(m)dr(m)21.3105.2102723.8743.1261.2933.9780.64

43、20.1384.耐火材料選材計算與散熱計算4.1耐火襯料的設計理念根據參考資料中p165，耐火材料的耐高溫和隔熱保溫性能對于預熱器系統(tǒng)非常重要，本設計中對下面幾級預熱器以及聯(lián)結管道、分解爐可以采用耐堿的及耐磨的粘土磚。中間層為隔熱層厚度取 色=150mm。，最外層為鋼板，厚度取 ®=40mm。4.2材料的主要參數根據參考資料7中的相關知識，設定一下參數：粘土磚的密度：t =2070 kg m3粘土磚的最高使用溫度：13001400 C粘土磚的平均比熱：Cp =0.84 0.26 10 t I kJ (kgC)粘土磚的導熱系數：k0.835 - 0.58 10”t IW (m C)鋼板

44、的導熱系數：k2 =45.36 IW (m C) 1隔熱層導熱系數：k 0.170 W (m C) 14.3厚度計算假設：鋼板內側直徑為：d1分解爐直筒部位外徑為：d2隔熱復合層內直徑為：d3粘土磚的厚度為：61根據6分解爐結構尺寸計算與設計可知，分解爐直筒部位的有效內徑為：DF=5.210(m)粘土磚的厚度為：=0.039Df = 0.039 7.32仁 0.286(m)所以取“ =325mmd3 =Df 2、1 =7.231 2 0.286 = 7.803(m)dj 二 Df 2、1 2、3 =7.321 2 0.286 2 0.150 = 8.103(m)d = d1 ' 2&#

45、39; '2 = 8.103 2 0.040 = 8.183(m)、1二 0.039查閱參考資料6中p38表2.4 ,取耐火材料與直筒部位的內徑比值Df,則4.4散熱量計算取耐火粘土磚內壁溫度為tw1=800C,外壁溫度為tw2=80 Co則粘土磚的導熱系數為:K =0.835 0.58 10珂-0.835 0.58 10" tw1 tw22800 + 80-0.835 0.58 102=1.090W. (m C) 1根據以上參數，由公式可計算出分解爐耐火材料和鋼板的單位傳熱量即散熱量為:qf-A Ina Inrln 電 l'1IDF丿心丿ld1丿二800-80(8.959 + 8.309)5 空03 (9.259 + 8.959旳n '8103 (9.339+9.25” In i8183 l'1'' 17.321 丿+ '' 7.803丿+ ' 18.103丿|2 匯