回轉窯的結構與工作原理

1、主要內容及要求,一、回轉窯的結構 理解回轉窯的構造由哪些部件組成，有何作用。二、回轉窯的工作原理（重點） 掌握回轉窯內物料的運動、燃料的燃燒、氣體的流動和傳熱過程的影響因素，掌握噴煤管的工作原理和調節(jié)。,一、回轉窯的結構,●筒體●輪帶●筒體●托輪●擋輪●密封裝置●傳動裝置●附屬設備,1、筒體,●是由不同厚度鋼板事先卷成的，筒體內鑲砌有耐火材料，圓筒外面套裝有幾道輪帶，筒體成一定斜度，坐

2、落在恩里克與輪帶相對應的托輪上。,回轉窯筒體,●托輪之間的筒體會產生軸向彎曲。支撐輪帶下筒體變形最大，而離開輪帶中心距離越大筒體徑向變形越??；窯體出口端稱為窯口護鐵。,2、輪帶（又稱滾圈）,●輪帶是由一個堅固的大鋼圈套裝在筒體上，支撐回轉窯（包括磚和物料）的全部重力；,●輪帶的重量從20噸（直徑3.6m）至100噸（直徑5.6mm）不等；●輪帶附近的壁厚增大，目的是減少托輪的壓力而產生的變形。,3、托輪,●托輪通過軸承支撐在窯的基礎上

3、，軸承安裝在水泥墩上。 注意：,●托輪及輪帶表面的清潔●托輪及輪帶表面的光滑●托輪表面的潤滑●托輪軸的溫度●托輪之間的平衡,托輪其直徑一般為辦事的1/4，寬比輪帶寬50-100mm，為什么？,考慮冷空和熱窯輪帶的位置不同，同時移動輪帶使托輪整個表面受到均勻的磨損，否則會留下溝紋，無法正常工作。,托輪軸承結構1---瓦襯；2---球面瓦；3、軸承座；4、頂絲,為使托輪磨損均勻：窯體每班上下移動1-3次，每次移動幅度約50mm。

4、上下移動可通過托輪的傾斜液壓擋輪完成,4、液壓擋輪,1、液壓擋輪是圍繞縱向軸運動的滾輪，安裝在窯尾輪帶靠近窯頭側的平面上。2、作用：及時指出窯體在托輪輪上的運轉位置是否合理，并限制或控制窯體軸向竄動。,5、傳動裝置,●目的：保證窯的旋轉和調節(jié)窯的轉速。,6、密封裝置,●回轉窯是在負壓下操作的，在筒體與窯頭罩、煙室連接的地方都存在縫隙，為防止漏風，必須設有密封裝置，否則會漏風和漏料。,缺點是氣動裝置系統(tǒng)復雜，而且需要安裝專用的小型空壓機

5、，單獨供氣，造價較高，維護工作量大。,彈簧杠桿式主要由煙室上的固定環(huán)和一周隨窯回轉的活動扇形板來實現(xiàn)。間隙可以調到小至0.5mm。優(yōu)點：運動件比較輕巧靈活，便于調整，密封效果不錯。缺點：必須加工精確，安裝調整仔細。,薄片式密封密封要求具有足夠大的摩擦表面，密封性好，同時對窯的彎曲偏擺等具有的很大的適應性。此外零件加工、更換和找正都較方便。,7、輔助設備,●燒成帶的軸流風機：利于窯皮的形成，保護筒體。,傳感器●筒體溫度傳感器；

6、●用來測定窯傳動力矩的電流或功率表；●窯縱向高位或低位傳感器，用于控制液壓擋輪。,窯頭罩,二、回轉窯的工作原理,主要內容：1、回轉窯內物料的運動2、回轉窯內燃料的燃燒3、回轉窯內氣流的流動4、回轉窯內氣固的傳熱,1、回轉窯內物料的運動,（1）物料在窯內是如何向前運動的？ 物料喂入回轉窯后，由于筒體具有一定的斜度，并以一定的速度回轉，物料就會由窯尾向窯頭運動。,（2）物料在窯內的運動速度怎樣計算？ 物料喂入回轉窯

7、后，由于筒體具有一定的斜度，并以一定的速度回轉，物料就會由窯尾向窯頭運動。,（3）物料的運動速度與哪些因素有關？ Vm與窯徑、轉速、傾斜度、物料的物理性質及操作條件有關： ● Di ↑ Vm ↑ ； ●轉速越快， Vm ↑； 由于入窯物料大部分分解，預燒良好，且燒成帶長度大大增加，一般帶分解爐的回轉窯斜度仍取3.5-4%，窯速增加到3.5r/min左右。,● 回轉窯的斜率與窯的轉速和填

8、充率有關。 回轉窯的斜率β ↑ Vm ↑； 物料的填充率應越大，窯的轉速應越大?！?填充系數：窯內物料的體積占筒體窖的百分比。用正式表示： m—單位時間通過某帶的物料量t/s Vm—某帶物料的運動速度m/s● 物料的休止角α ↑ Vm ↓ 物料的粘度越大，流動性困難，則Vm↓ 易燒性好的物料，在窯內煅燒時間短，則Vm ↑,問：窯喂料量、窯的負荷填充率與窯速之間是什么關系？

9、（1）在窯喂料不變時，窯速加快，會使窯的填充率降低。此時窯的產量并未增加；但由于是薄料快轉，有利于熟料的煅燒均勻、質量提高；傳熱效果好，熱耗降低；窯皮、窯耐火磚受熱波動小，窯的安全運轉周期長。（2）在窯填充率不變時，讓窯速與喂料量同步增加或減少，即窯的產量高低時刻伴隨著窯速的快慢進行。但由于窯的熱負荷相應改變，窯皮與窯襯所承受的熱負荷也要變化，勢必影響窯的安全運行周期。這種方法慎用。,2、回轉窯內的燃料燃燒,2、回轉窯內的燃料燃燒,（

10、1）煤的燃燒過程是怎樣的？ 0~100-150℃燃料中水分蒸發(fā)；0.30-0.05S~450-500℃逸出揮發(fā)份著火燃燒至700-800℃揮發(fā)份全部逸出；固定碳和灰分繼續(xù)燃燒。,（2）什么是一次風？有何作用？選取的依據是什么？● 一次風是通過主燃燒器強制送入窯的自然空氣，由窯頭燃燒器的一次風機供給?！?作用：輸送煤粉，并供煤中揮發(fā)份燃燒所需的氧?！耧L量占風量：＜15%●選取的依據：形成優(yōu)質火焰是衡量一次風量、風壓使用是否

11、正確的唯一標準?！裢ㄟ^熱電偶測的窯尾溫度，光電比色高溫計測的火焰溫度，在紅外筒體溫度掃描儀測的筒體溫度分布，高溫氣體分析儀測示的窯尾廢氣含量等綜合判斷一次量和風壓是否合理。,（3）一次風對有煅燒有何影響？● 一次風是常溫，風量過大，入窯后吸熱，使熟料煅燒的熱耗增加，熱效率降低；煤中揮發(fā)份低時，需要的一次風應少些；不利于NOX的排放?！褚淮物L量過少，揮發(fā)份燃燒慢，影響煤的燃燒速度，同時煤對噴煤管的磨損加大，設備損壞嚴重。,（4）二次

12、風有何作用？● 作用：經冷卻機被預熱到650-1000℃后入窯，對氣流產生強烈的擾動，有利于碳的燃燒。調節(jié)火焰長短，窯尾溫度高低以及供燃料焦炭粒子燃燒所需的氧并能回收熟料的熱量?！癞斠淮物L不變時，二次風的大小決定著窯內抽風能力大小。二次風大，火焰長，否則短。,煤粉燃燒過程的控制,控制內容有：火焰的溫度、長度、著火位置及形狀。（1）什么是火焰？火焰是燃燒中的氣體混合物，當懸浮物中含有固體顆粒時，形成明亮火焰。（2）哪些因此影響火

13、焰溫度？煤的熱熱值；煤的揮發(fā)性；煤的灰分；煤的水分；煤粉的細度；燃燒所需空氣用量；二次風溫、窯體燒成帶壁溫度等。●增加燃料量不是總能提高火焰輸出的熱量，但是減少燃料量總是會降低熱量輸出。,（3）什么是火焰長度？有兩種：●一是全焰長度----從噴煤管至火焰末端的距離。●二是燃焰長度----開始著火至火焰末端的距離?！褡饔茫簺Q定了窯的燒成帶的長度。（4）火焰長度對煅燒工藝的影響？●在發(fā)熱量一定的條件下，火焰越長，燃燒帶溫度越

14、低，過早出現(xiàn)液相，易結圈，尾溫高。●火焰越短，高溫部分集中，窯襯壽命短。,（5）影響火焰長度的因素有哪些？,氣流速度,窯內氣速越快，火焰會被拉長；窯尾負壓增加，二次風增加，火焰也被拉長。,煤粉燃燒速度,煤愈細、二次風溫越高，燃燒快，火焰長度愈短；煤水分越高，火焰越長。,噴嘴的結構,單風道噴煤管 淘汰雙風道噴煤管三風道噴煤管四風道噴煤管,預熱器窯和預分解窯,,（6）單風道煤粉燃燒在哪些缺點？●一次風量大由于煤粉靠一次風輸送并

15、吹散，所以必須有足夠的風量，一般占總燃燒空氣的20-40%，才能達到要求的風速?！駸蓽囟炔灰滋岣撸济汉涂諝庠趪娒汗軆然旌陀胁缓谩！袢菀装l(fā)生結圈、結皮、結塊或結蛋等工藝事故?！衩悍鄣钠焚|要求高●有害氣體產生多。,（1）結構如圖,三風道噴煤管,三風道噴煤管結構示意圖● 1、澆注料；2、外風道；3、煤風道；4、內風道；5、風翅；6、中心管；7、外風管；8、支承掛鉤,（2）三風道噴煤管有何技術特點？●一次空氣量少●煤粉的燃燒強

16、度高?！窕鹧嫘螤钫{整幅度大?！袢紵€(wěn)定，對各種煤有很好的適用性?！馧OX濃度降低，熱耗減少，燒出的熟料粒度小，脆性大。,四通道回轉窯燃燒器,直流風速：140m/s-250m/s；壓力≥0.014MPa旋流風速：110m/s-250m/s；壓力≥0.014MPa煤流風速：20m/s-35m/s 可調中心風速：60m/s，占一次風總量的0.03%-0.05%,四風道噴煤管有何特點？（1）一次風比例低，僅為5%-7%，與傳統(tǒng)

17、燃燒器相比節(jié)煤10%以上。（2）噴頭部分采用耐高溫、抗高潮氧化的特殊耐熱鋼鑄件機加工制成，提高了頭部的抗高溫變形能力。（3）火焰形狀規(guī)整適宜，活潑有力溫度高，窯內溫度分布合理。（4）熱力集中穩(wěn)定，卷吸二次風能力強，提高冷卻機熱效率。（5）火焰調節(jié)靈活，簡單方便，可調范圍大，可達1：10。（6）熱工制度合理，可提高臺時產量5%-10%，水泥熟料早期強度提高3-5MPa。（7）低NOX排放量；降幅達20-30%（8）對煤質適應

18、性強。,常見噴煤管的類型,●PYRO-Jet通道結構如下（德國洪堡公司）。,德國洪堡公司PYRO-Jet的特點●（1）點火噴嘴（淮體或氣體燃料通道）。●（2）旋流空氣通道出口帶有螺旋風翅（相當于三通道噴嘴的內流風）。●（3）出口為噴煤口的燃料通道，網速22-35m/s?！瘢?）出口為環(huán)形嘴的噴射空氣通道（相當于三通道噴嘴的外流風），壓力為1bar左右?！瘢?）一次風6-9%。,德國洪堡公司改進：●洪堡公司的噴燃管，在煤風沖刷

19、處的管面上均噴涂了陶瓷耐磨層，大大延長了使用壽命。●由于一次風在各風道內高速流動，尤其是煤風還有煤粉沖刷，必然要產生靜電，為了消除它的影響，以名引起著火等事故，在管路連接法蘭之間用紡織的扁鋼線跨接，便于接地消除靜電。,Duoflex燃燒器雙調節(jié)伸縮式燃燒器---丹麥斯密斯公司,●（1）一次風量6-8%?！瘢?）為降低因提高一次風噴出速度面引起的通道阻力損失，在旋流風和軸流風出口端較大的空間處使兩者預混合，之后由一個環(huán)形通道噴出。

20、●（3）在煤風管內增設了一中心風管，其中通風量約為一次風總量的1%，在中心管出口處設有多孔板，將中心風均勻地分布呈諸多流速較高的風束，防止煤粉回火。●（4）煤風管可前后伸縮，采用手動蝸輪調節(jié)，并有精確的位置刻度指示，借助煤風客情的伸縮，可在維護軸流風和旋流風比例不變的情況下，調節(jié)一次風出口面積達1：2，可進行無極調節(jié)。 煤風管伸縮處采用膨脹節(jié)相連，確保密封，其伸縮長度范圍為100mm左右?！瘢?）噴嘴前端及其部件都用耐熱合金

21、鋼制成，噴嘴外部包有約120mm厚的耐火澆注料。,法國皮拉德公司煤粉燃燒器一次風達到12KPa時，其用量為12-14%。當壓力達到35KPa時，一次風量可降到8%。,●火焰穩(wěn)定器有何主要作用？（1）在火焰根部產生一個較大的回流區(qū)，可減弱一次風的旋轉，使火焰更加穩(wěn)定，溫度容易提高。（2）火焰穩(wěn)定器的直徑較大，煤風環(huán)形層的厚度減薄，煤風混合均勻充分，一次風容易穿過較薄的火焰層進入到其中，縮短了“黑火頭”。,●攏焰罩有何作用？（1）產

22、生碗狀效應，可避免空氣的過早擴散，在火焰根部形成一個一股縮頸，降低窯口溫度，使窯體溫度分布合理，火焰的峰值溫度降低。（2）軸向外凈風的分孔式噴射，軸向外凈風改變了原來的連續(xù)式環(huán)形間隙噴射，采用了均勻間斷式的小孔噴射。（3）小孔為均勻排列的小矩形，由第一層套管內壁加工出的矩形溝槽和第二層套管組裝后形成。,●中心風有何作用？（1）防止煤粉回流堵塞燃燒器噴出口 中心風的風量不易過大。過大，不僅增大了一次量，對火焰的形成不利，對煤

23、粉的混合和燃燒都是不利的。（2）冷卻燃燒器端部，保護噴頭 中心風將噴頭端周圍的高溫氣體吹散頂回，不僅冷卻了噴頭內部，而且也冷卻了端面，從而達到了保護噴頭的目的。（3）中心供一部分氧氣，使火焰更加穩(wěn)定易燃燒。（4）減少NOX有害氣體的生成。,TC四風道噴煤管結構特點一次風達到12KPa時，其用量為12-14%。當壓力達到35KPa時，一次風量可降到8%。,3、回轉窯內氣體的流動,（1）窯內氣體流動的狀態(tài)屬于何種？窯內氣流

24、屬于高度湍流狀態(tài)。（2）為什么二次風會被吸收窯內？由于回轉窯是一個直徑有限的圓筒，當前面的氣體被推向前進時，后面的氣體變得稀薄而壓力下降，即在噴煤嘴處造成一定的負壓（抽力），使二次空氣連續(xù)不斷吸收進流股內，與一次空氣混合，并逐漸向中心擴散，射流斷面逐漸擴大，氣體量逐漸增多。,●燃燒帶火焰長度---主要決定于燃燒帶氣體流速（3）燃燒帶氣體流速如何確定？,V—1Kg燃料產生的氣體量m3/Kgm—回轉窯的小時產量t/hq—熟料的單位

25、熱耗Kj/Kg-clDb—燃燒帶的有效內徑mQnet.ar—燃料的低位熱值Kj/Kg,（4）氣體速度對煅燒物料有何影響？,★氣體流速大小，一方面影響著對流換熱系數的大小和氣體 與物料的接觸時間★影響廢氣中飛灰量的大小，即收塵器的負荷及料耗的多少。,（5）影響氣體流動的因素有哪些？廢氣量多少；窯尾的截面積。（6）窯內風速的確定？一般范圍是干法窯＜9-12m/s（7）窯內氣流的阻力損失應穩(wěn)定窯尾負壓（0.3-0.4KPa）,

26、否則會影響到火焰的開關和長度。如負壓↑，說明窯內阻力↑，可能窯內結圈,窯及預熱器系統(tǒng)內幾個主要位置需要控制的最高氣流速度是：★窯頭罩，6米/秒；★燒成帶（1450℃），9.5米/秒；★喂料端斷面（1000℃），13米/秒；★窯尾垂直上升管道， 24米/秒；★預熱器氣體管道，18米/秒；★最你氣流速度不低于以上數值的90%。,4、回轉窯內的傳熱,（1）燒成帶的傳熱方式有哪些？ 火焰→ 表層物料， 窯尾和窯皮→

27、與其接觸的物料。前者傳遞的熱量約占整個燒成帶傳熱的90%，后者約占10%。 要提高該帶的傳熱速率，須設法提高火焰對窯襯和物料的輻射熱。,輻射熱的計算,計算出輻射熱量較難，可定性分析：★火焰的黑度火焰的黑度可視為凈氣體黑度與固體粒子黑度的疊加，顆粒越大（即面積越大）火焰黑度越大?！锘鹧娴臏囟取锔G襯與物料的平均溫度。,4、回轉窯內的傳熱,（2）分解帶的傳熱這一帶的氣體溫度也較高，且氣體中的CO2的成分很快增加，提高了氣體