無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備：2-1 系統(tǒng)概述

1、2 新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng) 引言 本章課程內(nèi)容 學(xué)習(xí)本章的意義 本章教學(xué)目的 主要參考資料 水泥工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展概述 12 新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)什么是新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)（窯外分解技術(shù)）？是以懸浮預(yù)熱技術(shù)和窯外分解技術(shù)為核心的水泥熟料燒成系統(tǒng)。也稱為窯外分解窯。本章將主要學(xué)習(xí)以下內(nèi)容：返回2本章課程內(nèi)容回轉(zhuǎn)窯返回3學(xué)習(xí)本章的意義水泥工業(yè)我國基礎(chǔ)性原材料的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有舉足輕重的地位。 水泥混凝土 核電工程大壩工程水下工程固井工程農(nóng)田水利環(huán)境治理高層建筑國防工程港口建設(shè)橋梁工程住宅建設(shè)市政工程公路建設(shè)地下工程鐵路建設(shè)空港工程4學(xué)習(xí)本章的意義水泥生產(chǎn)要經(jīng)過“二磨一燒”即生料磨

2、、水泥窯和水泥磨水泥窯是“心臟”水泥熟料的產(chǎn)質(zhì)量是影響水泥質(zhì)量的重要因素返回？56（1）掌握預(yù)分解窯燒成系統(tǒng)工藝流程；（2）掌握水泥熱工設(shè)備（旋風(fēng)預(yù)熱器+分解爐+回轉(zhuǎn)窯+噴煤管）的結(jié)構(gòu)、工作原理、影響產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的因素；（3）掌握預(yù)窯外分解窯燒成系統(tǒng)的參數(shù)和控制意義，理解優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低消耗的措施 ；（4）了解蓖式冷卻機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)；（5）了解燒成系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容 特點：理論基礎(chǔ)與生產(chǎn)實際聯(lián)系緊密本章教學(xué)目的返回6新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)陳全德，中國建筑工業(yè)出版社預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)技術(shù)與操作趙應(yīng)武 中國建材工業(yè)出版社 ，04年11月 相關(guān)的網(wǎng)站：數(shù)字水泥網(wǎng)：http:/中國水泥技術(shù)網(wǎng)：/hyxw.as

3、p本章主要參考資料7“學(xué)”的理念：R3 = Reading （廣泛地閱讀） Research （認(rèn)真地探索） Requesting （積極地提問）返回8 水泥工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展概述 2013年達(dá)24.14億噸，占全球總產(chǎn)量的60%；新型干法水泥比重96.3%；2014年水泥行業(yè)利潤780億元，同比增長1.8%。（1） 水泥產(chǎn)能快速增長，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整勢在必行百萬噸 20139 2. 工藝裝備技術(shù)進(jìn)步明顯，已達(dá)到國際先進(jìn)水平大型的原料均化低阻高效預(yù)熱器及分解爐系統(tǒng)余熱發(fā)電高效篦冷機(jī)水泥工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展概述立磨水泥粉磨輥壓機(jī)袋收塵器自動化信息化技術(shù)變頻調(diào)速等10能源問題 資源問題 環(huán)境問題性能問題 201

4、3年建材年消耗礦產(chǎn)資源達(dá)100億噸以上，優(yōu)質(zhì)石灰石和粘土原料、砂石不足。 水泥工業(yè)存在的突出問題 CO2、NOX/SO2排放嚴(yán)重固體廢棄物達(dá)近70億噸 CO2排放持續(xù)上升113. 水泥工業(yè)面臨產(chǎn)能嚴(yán)重過剩5水泥工業(yè)是“三高”行業(yè)，面臨產(chǎn)能嚴(yán)重過剩（產(chǎn)能利用率73.1%）、資源能源和環(huán)境的瓶頸約束。 明確提出 低標(biāo)號水泥占70%124. 聯(lián)合重組步伐加快，行業(yè)集中度提高。前十家水泥熟料集中度從2010年的44%提升到2014年的51.7%到2020年，國內(nèi)前10 家企業(yè)(集團(tuán))的水泥產(chǎn)品市場集中度應(yīng)達(dá)到60%以上水泥工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展概述134. 節(jié)能減排成效顯著日產(chǎn)5000t 熟料生產(chǎn)線煤耗指標(biāo)各

5、廠大都波動在110120kg標(biāo)煤/t或者以下，比2005 年下降12%。國際上水泥綜合電耗已經(jīng)降到現(xiàn)今的85Kwh/t95Kwh/t 低品位原料、工業(yè)廢渣綜合利用技術(shù)進(jìn)步明顯，水泥工業(yè)年利廢超過5億噸。水泥窯協(xié)同處置城市廢棄物、脫硫脫硝、綠色礦山等技術(shù)已經(jīng)推廣5.水泥產(chǎn)品實現(xiàn)“高標(biāo)號、特種化、商混化和制品化”水泥工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展概述14水泥生產(chǎn)技術(shù)展望浮騰層流態(tài)化熟料煅燒；余熱發(fā)電；100%替代燃料，同時生產(chǎn)生物燃料；富氧燃燒；CCS（臺泥鈣回路CO2捕集技術(shù)）；熟料生產(chǎn)兼大容量發(fā)電和純CO2捕集技術(shù)；熟料生產(chǎn)兼生物燃料制備；廢棄物深加工與利用；貝利特和新型礦物熟料生產(chǎn)技術(shù)；高性能水泥生產(chǎn)技術(shù)；

6、“四零一負(fù)”型綠色水泥技術(shù).157/28/2022152.1.1 水泥熟料的形成過程簡述(了解) 2.1.2 水泥熟料形成熱（掌握）2.1.3 水泥工業(yè)窯爐的發(fā)展歷程（了解）2.1.4 新型干法水泥窯尾系統(tǒng)工藝流程（掌握） 2.1.5 新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的幾個重要性能指標(biāo)（掌握）2.1、系統(tǒng)概述16包括：（1） 生料的預(yù)熱階段（室溫900）（2）碳酸鹽分解階段（600900 1000）（3）固相反應(yīng)過程（10001250 ） 大量形成C3A和C4AF，C2S達(dá)到最大值（4）燒成階段（12501280 ；128014501300 ）（5）冷卻階段 (T 900 310 s物料：700 窯火焰

7、: 1800 左右物料：1450 ， 15 min煤粉預(yù)熱器物料： 800 自身特點：高溫，負(fù)壓，充足的氧氣，停留時間長， 完善的工藝，密切的監(jiān)控23問題5：單系列窯外分解窯尾系統(tǒng)主要由哪幾部分設(shè)備組成？（1）旋風(fēng)預(yù)熱器，目前多采用五級旋風(fēng)筒組成 （生料預(yù)熱）（2）分解爐（生料分解）（3）回轉(zhuǎn)窯（固相反應(yīng)、熟料燒成）（4）篦式冷卻機(jī)（熟料冷卻）（5）利用多通道噴煤管分別噴入窯頭和分解爐4:6（燃料系統(tǒng)）（6）附屬設(shè)備：高溫風(fēng)機(jī)（克服回轉(zhuǎn)窯、預(yù)熱器系統(tǒng)的阻力）、增濕塔、袋收塵、煙囪、提升機(jī)等設(shè)備24問題6：窯外分解窯與其他類型水泥窯窯尾系統(tǒng)有何區(qū)別？ 結(jié)構(gòu)：在懸浮預(yù)熱器與窯之間增設(shè)一分解爐 工藝

8、方面： 碳酸鹽分解的吸熱過程、燃料的燃燒在分解爐內(nèi)以懸浮狀態(tài)下進(jìn)行。 熱工方面：燃料分兩部分：一部分入分解爐，另一部分由窯頭入窯；爐與窯的燃料比一般為6：4。 燃燒所需的空氣分三部分 一次風(fēng)：從窯頭噴入，其目的是輸送煤粉，并供煤中的揮發(fā)分燃燒所需要的氧。二次風(fēng)：從窯頭與篦冷機(jī)聯(lián)接處進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，其作用是供煤粉中焦炭燃燒所需的O2,并幫助火焰形成一定的長度。三次風(fēng)：由三次風(fēng)管進(jìn)入分解爐，并供分解爐內(nèi)的煤粉燃燒所需要的氧。25兩個主要的評價指標(biāo)（掌握）產(chǎn)量、熱耗本節(jié)主要內(nèi)容：（參加P 2.1.2） 水泥熟料的實際燒成熱耗回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的熱效率入窯生料的分解率回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力回轉(zhuǎn)窯的熱力強(qiáng)度本節(jié)要求：掌

9、握水泥熟料的實際熱耗、入窯生料的表觀分解率、窯的發(fā)熱能力的概念及其意義；理解窯的熱效率和熱力強(qiáng)度2.1.6 新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的幾個重要性能指標(biāo)（掌握）26（1） 水泥熟料的實際燒成熱耗水泥熟料的實際燒成熱耗q：mr燃料的消耗量 Kg/kg熟料問題1：什么是水泥熟料礦物的形成熱（理論熱耗）？問題2：什么是水泥熟料的燒成熱耗？問題3：為什么實際熱耗高于理論熱耗？計算：27（1） 水泥熟料的實際燒成熱耗 問題3：為什么實際熱耗理論熱耗？ （1）窯體表面散熱損失大：以窯體散熱為例： 某廠2500t/d：302.39kj/kg-熟料（占9.7%） 5000t/d熟料：263.23kj/kg-熟料（

10、8.5%） （2）燃料的不完全燃燒熱損失高： 煤的質(zhì)量不穩(wěn)定和質(zhì)量差、煤過粗、煤燃燒不完全等 （3）漏風(fēng)多：如：窯頭、窯尾等 （4）廢氣帶走的熱較多：一般為燒成熱耗的四分之一左右 利用熱焓-余熱發(fā)電 與生料的易燒性、窯爐系統(tǒng)的熱工制度是否穩(wěn)定、窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率等有關(guān)返回28（2） 回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的熱效率熱效率：指水泥熟料的理論熱耗與實際熱耗的百分比.一般預(yù)分解窯燒成系統(tǒng)的熱效率在50%以上問題4：水泥熟料的理論熱耗與實際燒成熱耗差異 用什么參數(shù)表示？返回29（3） 入窯生料的分解率(掌握) 問題5：什么是生料的分解率？有幾種表示方法？有何意義？ 表觀分解率e：指從窯尾取得入窯料樣,分析其燒失量計算而得的

11、分解率。 （所取樣品=預(yù)熱生料+飛灰,是兩種料的綜合分解率） 真實分解率:不考慮飛灰對所取樣品分解率的影響。 規(guī)律:真實分解率真飛灰 一般所說的分解率指表觀分解率。 問題6：如何計算表觀分解率？30入窯生料的表觀分解率的推導(dǎo)過程（了解） 燒失量：指試樣在9501000灼燒后所損失的重量。 （1）為計算基準(zhǔn)相同，均以灼燒基為準(zhǔn)。（2）設(shè)原有生料的燒失量為L%，生料總量為100Kg，燒失量為Lkg 灼燒基總量=100-L1（Kg），燒失量為L1（Kg）原有生料在灼燒基下的燒失量=31入窯生料的表觀分解率的推導(dǎo)過程（了解）（3）設(shè)窯尾取樣總量為100 Kg 灼燒基總量=100-L2（Kg），窯尾樣品

12、中的燒失量為L2kg 入窯生料燒失量= （4）上式代入表觀分解率得： 證畢返回32入窯物料表觀分解率和單位容積產(chǎn)量的對應(yīng)關(guān)系問題7：實際生產(chǎn)中，為什么入窯生料的最高分解率不控制在100% ？ （%）5060708090單位容積產(chǎn)量 kg/(m3h)75.6689.54105.96 125.40 148.4033（4）什么是回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力？指在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的燃燒帶，單位時間內(nèi)燃料燃燒所放出的熱量。K回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃料消耗量占水泥熟料燒成系統(tǒng)總?cè)剂舷牧康谋戎礕回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量，Kg/hmr生產(chǎn)每千克熟料所需要的燃料量（kg煤/kg熟料） 窯的發(fā)熱能力取決于窯的生產(chǎn)能力、燃料消耗量和燃料成分； 適宜的發(fā)熱能力

13、應(yīng)當(dāng)是保證在完全燃燒條件下,燃燒空間所能容納的最高熱量。返回34（5）回轉(zhuǎn)窯的熱力強(qiáng)度1）回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒帶的截面熱力強(qiáng)度（燃燒帶的截面熱負(fù)荷）2）回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒帶的表面熱力強(qiáng)度（燃燒帶的表面熱負(fù)荷)3）回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒帶的容積熱力強(qiáng)度（燃燒帶的容積熱負(fù)荷) 窯的熱負(fù)荷越高，其發(fā)熱能力越大，對襯料壽命的影響也越大。35熟料煅燒過程中在各子系統(tǒng)所獲取的熱量的比較窯外分解窯需提供的熱量最少窯類型濕法窯干法窯懸浮預(yù)熱器窯窯外分解窯入窯生料分解率0040458598過程需熱（kj/kg） 水分蒸發(fā)2300000生料加熱到8201300130013001300石灰石分解20902090627（預(yù)熱器）+1463（回轉(zhuǎn)窯）1881（分解爐）+209（回轉(zhuǎn)窯）分解后生料加熱到1400750750750750熟料形成時放熱-420-420-420-420回轉(zhuǎn)窯供熱602037201793539系統(tǒng)總供熱量602037203720372036思考及作業(yè)題1、什么是水泥窯的發(fā)熱能力？有何實際意義？2、