五大熱工設(shè)備介紹

1、五大熱工設(shè)備介紹五大熱工設(shè)備介紹 一、一、 預(yù)熱器：預(yù)熱器： 預(yù)熱器主要功能是充分利用回轉(zhuǎn)窯和分解爐排出的廢氣余熱加熱生料，使生料預(yù)熱及部分硅酸鹽分解，最大限度提高氣固間的預(yù)熱效率，實(shí)現(xiàn)整個(gè)煅燒系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗。它必須具備氣固分散均勻、換熱迅速和高效分離三個(gè)功能，在旋風(fēng)預(yù)熱器中，物料與氣流之間的熱交換主要在各級(jí)旋風(fēng)筒之間的連接管道中進(jìn)行，因此對(duì)旋風(fēng)筒本身的設(shè)計(jì)，主要考慮了如何獲得較高的分離效率和較低的壓力損失，旋風(fēng)筒的主要任務(wù)在于氣固分離。來自上一級(jí)旋風(fēng)筒收集下來的物料經(jīng)喂料管落入散料板上沖散折回進(jìn)入下一級(jí)旋風(fēng)筒的排氣管道中均勻沖散懸浮，并隨上升氣流進(jìn)入旋風(fēng)筒進(jìn)行氣固分離，氣流由上而下

2、做旋風(fēng)運(yùn)動(dòng)，最后從錐部隨排風(fēng)機(jī)給予的動(dòng)能沿旋風(fēng)筒的中心垂直往上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，固體的物料沿筒壁落下進(jìn)入下料溜管，排出的是相對(duì)干凈的廢氣。旋風(fēng)筒的收塵效率及阻力與旋風(fēng)筒內(nèi)的風(fēng)速密切相關(guān)，旋風(fēng)筒截面風(fēng)速一般控制在 56m/s，進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速在15-18m/s，出口風(fēng)速控制在 11-14m/s，若過高，引起系統(tǒng)阻力較大，過低不利于旋風(fēng)筒收塵。 預(yù)熱器主要部位工藝操作參數(shù)如下圖（以天津院 TDF 預(yù)熱器為例） ： 預(yù)熱器工作原理如下圖： 二、分解爐：二、分解爐： 分解爐是在預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)的一個(gè)裝臵，燃煤喂入分解爐燃燒放出的熱量與進(jìn)入爐內(nèi)的生料碳酸鹽的分解和吸熱過程同時(shí)在浮狀態(tài)下進(jìn)行，使得入窯碳酸鹽分解

3、率提高到 90%以上。原來在窯內(nèi)進(jìn)行的分解反應(yīng)移至分解爐內(nèi)來，燃料大部分從分解爐內(nèi)加入，減輕了窯內(nèi)熱負(fù)荷，延長(zhǎng)了襯料的壽命有利于生產(chǎn)大型化，由于燃料與生料粉混合均勻，燃料燃燒熱及時(shí)傳遞給物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程都得到優(yōu)化，因而具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等一系列優(yōu)良性能特點(diǎn)，它主要作用是燃料的燃燒、換熱和碳酸鹽的分解。在分解爐內(nèi)，生料及燃料分別依靠“渦旋效應(yīng)” 、 “噴騰效應(yīng)” 、 “懸浮效應(yīng)”和“流化態(tài)效應(yīng)”分散于氣流之中。由于物料之間在爐內(nèi)流場(chǎng)中產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到高度分散、均勻混合和分布、迅速換熱、延長(zhǎng)物料在爐內(nèi)的滯留時(shí)間，達(dá)到提高燃燒效率、換熱效率和入窯物料碳酸鹽分解率的目的。在分

4、解爐內(nèi)主要存在碳酸鈣分解和燃料燃燒兩種反應(yīng)。在連續(xù)穩(wěn)定的狀態(tài)下，二者進(jìn)行的吸熱和放熱的速率是平衡的。碳酸鈣分解從 600700時(shí)開始，800時(shí)分解速度明顯加快，900時(shí)分解反應(yīng)迅速。但就燃料燃燒反應(yīng)而言，其在前期燃燒迅速， 放熱較快。 隨著氣體中氧含量迅速降低，其后期的燃燒速度明顯下降，較難燃燼。這就表明在分解爐內(nèi)，對(duì)于碳酸鈣分解進(jìn)程來說，其前期主要受控于碳酸鈣分解速度，而后期主要受控于燃料燃燒速度。但在分解爐內(nèi)，燃料的著火和初期燃燒均進(jìn)行較快，物料在懸浮態(tài)下被迅速加熱，體系快速升溫，分解爐在絕大部分時(shí)間內(nèi)都處于相對(duì)穩(wěn)定平衡狀態(tài)。因此，基本上可以認(rèn)為分解爐內(nèi)的分解過程主要受控于燃料燃燒速度。分

5、解爐結(jié)構(gòu)如下圖（以 DD 爐為例） ： 按內(nèi)部作用原理，DD 分解爐可分 4 個(gè)區(qū)。 1、還原區(qū)（區(qū)）包括咽喉部分和最下部錐體部分。咽喉部分是 DD 分解爐的底部，直接座在窯尾煙室之上，窯煙氣通過咽喉直吹向上，使生料噴騰進(jìn)入爐內(nèi)。 2、燃料裂解和燃燒區(qū)（區(qū)）中部偏下區(qū)。從冷卻機(jī)來的高溫三次風(fēng)，有兩個(gè)對(duì)稱風(fēng)管噴入爐內(nèi)（區(qū)） ，每根風(fēng)管的風(fēng)量由裝在風(fēng)管上的流量控制閥控制，總風(fēng)量根據(jù) DD分解爐系統(tǒng)操作情況有主控閥控制。兩個(gè)主要燃料噴嘴，裝在三次風(fēng)進(jìn)口的頂部。燃料噴入?yún)^(qū)富氧區(qū)立即在爐內(nèi)湍流中裂解和燃燒。產(chǎn)生的熱量迅速傳給生料，氣料進(jìn)行高效熱交換生料迅速分解。 3、主要燃燒區(qū)（ 區(qū)）在中部偏上到縮口，

6、主要是燃燒燃料和把產(chǎn)生的熱量傳給生料，生料吸熱分解，使?fàn)t溫保持在 850900，生料和燃料混合、分布均勻，沒有明亮火焰的過熱點(diǎn)，區(qū)內(nèi)溫度較低，且分布均勻。 4、全燃燒區(qū)（ 區(qū)）爐頂部圓筒體，主要作用是使未燃燒的 10%左右的燃料繼續(xù)燃燒，并促進(jìn)生料分解。氣體 和生料通過區(qū)和區(qū)間縮口向上噴騰直接沖擊倒?fàn)t頂棚，翻轉(zhuǎn)向下到出口， 使氣料攪拌和混合， 達(dá)到完全燃燒和熱交換。 三、回轉(zhuǎn)窯；三、回轉(zhuǎn)窯； 窯尾預(yù)分解系統(tǒng)基本完成了物料的干燥、預(yù)熱及碳酸鹽分解等功能，物料的放熱反應(yīng)、燒成及冷卻是在回轉(zhuǎn)窯中完成，因此回轉(zhuǎn)窯的主要功能有以下四個(gè)方面： 1、燃料燃燒功能。它具有廣闊的空間和熱力場(chǎng)，可以供應(yīng)足夠的空氣

7、，裝設(shè)優(yōu)良的燃燒裝臵，保證燃料充分燃燒，為熟料煅燒提供必要的熱量； 2、熱交換功能。它具有比較均勻的溫度場(chǎng)，可以滿足水泥熟料形成過程各個(gè)階段的換熱要求； 3、化學(xué)反應(yīng)功能。隨著水泥熟料礦物形成不同階段的不同需要，它既可分階段地滿足不同礦物形成對(duì)熱量、溫度的要求，又可以滿足它們對(duì)時(shí)間的要求； 4、物料輸送功能。由于具有一定的斜度和轉(zhuǎn)速，它能將物料揚(yáng)起后再落下，形成位移，從而使物料從窯尾向窯頭運(yùn)動(dòng)； 回轉(zhuǎn)窯基本數(shù)據(jù)對(duì)比表 南京院 天津院 成都院 設(shè)計(jì)能力(t/d) 5000 5000 5000 規(guī)格（m） 4.874 4.872 4.874 窯內(nèi)風(fēng)速(m/s) 7.38 8.526 6.05 窯斷

8、面熱負(fù)荷(KJ/m2.h) 1.76107 1.59107 1.42107 窯單位容積產(chǎn)量(kg/m3.h) 193.87 193.8 195.62 窯 單 位 容 積 熱 力 強(qiáng) 度14346.0 13701.3 14082.8 筒體內(nèi)容積（m3） 1339 1302.9 1339 平均有效內(nèi)徑（m） 4.36 4.4 4.34 有效長(zhǎng)度（m） 74 72 72 有效內(nèi)表面積(m2) 1000 986.2 982 有效內(nèi)容積(m3) 1074.6 1075 1065 斜度(%) 4 3.5 3.5 (主傳)轉(zhuǎn)速(r/min) 0.354 0.3963.96 0.354 （主電機(jī)）電機(jī)功率(K

9、w) 630 630 630 四、冷卻機(jī)；四、冷卻機(jī)； 1、冷卻機(jī)的功能與作用： 1）作為工藝設(shè)備，它承擔(dān)著對(duì)高溫熟料的驟冷任務(wù)。驟冷可阻止熟料礦物晶體長(zhǎng)大，特別是阻止 C3S 晶體長(zhǎng)大，有利于強(qiáng)度與易磨性的改善，同時(shí)，驟冷可使液相凝固成玻璃體，使 MgO 及 C2A 大部分固定在玻璃體內(nèi)，有利于熟料的安定性的改善及抗化學(xué)侵蝕性能。 2）作為熱工設(shè)備，在對(duì)熟料驟冷的同時(shí)，承擔(dān)著對(duì)入窯二次風(fēng)及入爐三次風(fēng)的加熱升溫任務(wù)。盡可能的提高二、三次風(fēng)溫度。不僅可以回收熱量，并且對(duì)燃料的助燃和燃盡以及全窯系統(tǒng)的熱力分布有好的作用。 3）作為熱回收裝備，它承擔(dān)著對(duì)出窯熟料攜出的大量熱焓的回收任務(wù)。回收的熱量以

10、高溫?zé)犭S二、三次風(fēng)進(jìn)入窯、爐之內(nèi)，有利于降低系統(tǒng)煅燒熱耗；以低溫?zé)崮芤嘤欣谟酂岚l(fā)電。 4）作為熟料輸送設(shè)備，它承擔(dān)著對(duì)高溫熟料的輸送任務(wù)，對(duì)高溫熟料進(jìn)行冷卻有利于熟料輸送和貯存。 2、第三代篦冷機(jī)的特點(diǎn) 1）篦冷機(jī)入口端采用阻力篦板及充氣梁結(jié)構(gòu)篦床和窄寬度布臵方式，增加篦板阻力在篦板加料層總阻力中的比例，力求消除預(yù)分解窯熟料顆粒變細(xì)及分布不均等因素對(duì)氣流均勻分布的影響。 2）發(fā)揮脈沖高速氣流對(duì)熟料料層的驟冷作用，以少量冷卻風(fēng)量回收熾熱熟料的熱焓，提高二、三次風(fēng)溫。 3）由于脈沖供風(fēng)，使細(xì)粒熟料不被高速氣流攜帶，同時(shí)由于細(xì)粒熟料擾動(dòng)，增加氣料之間換熱速度。 4）高壓空氣通過空氣梁特別是篦冷機(jī)熱

11、端前數(shù)排空氣梁向篦板下部供風(fēng)，增強(qiáng)對(duì)熟料均布、冷卻和對(duì)篦板的冷卻作用，消滅“紅河” ，保護(hù)篦板。 5）設(shè)有對(duì)一段篦床一、二室各行篦板風(fēng)量、風(fēng)壓及脈沖供風(fēng)的自控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，或各塊篦板的人工調(diào)節(jié)閥門，以便根據(jù)需要調(diào)節(jié)。同時(shí)，一段篦速與篦下壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)，保持料層設(shè)定厚度，其他段篦床與一段篦床同步調(diào)節(jié)。 3、冷卻機(jī)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 1）熱效率高，熱效率高，即從出窯熟料中回收并用于熟料煅燒過程的熱量與出窯熟料帶入冷卻機(jī)的熱量之比大； 2）冷卻效率高，冷卻效率高，即出窯熟料被回收的總熱量與出窯熟料帶入冷卻機(jī)的熱量之比值大； 3 3）空氣升溫效率，）空氣升溫效率，即鼓入各室的冷卻空氣與離開熟料層空氣溫度的升高值

12、同該室區(qū)熟料平均溫度之比值大； 4 4）進(jìn)入冷卻機(jī)的熟料溫度與離開冷卻機(jī)的入窯二次風(fēng)及去分解爐的三次風(fēng)溫度之間的差值小。 5 5）離開冷卻機(jī)的熟料溫度低。 6 6）冷卻機(jī)及其附屬設(shè)備電耗低。 7 7）投資少，電耗低，磨耗小，運(yùn)轉(zhuǎn)率高等。 4、5000t/d 生產(chǎn)線所用篦冷機(jī)比較 對(duì)比內(nèi)容對(duì)比內(nèi)容 成都院成都院 天津院天津院 南京院南京院 型號(hào) TYPE LBTF 篦式冷卻機(jī) TC-12102 篦式冷卻機(jī) NC42340 篦式冷卻機(jī) 設(shè)計(jì)產(chǎn)量 t/d 50006000 50006000 50006000 篦床有效面積m2 133.2 119.3 133.2 冷卻負(fù)荷 t/ （d. m2） 41.

13、545.8 41.545.9 41.345.3 傳動(dòng)篦床段數(shù) 3 3 3 段 篦床斜度 3 段篦床均傾斜 3 第 1、2 段篦床傾斜 3，第 3段篦床水平 第 1、2 段篦床傾斜 3，第 3段篦床水平 傳動(dòng)形式 液壓傳動(dòng) 液壓傳動(dòng) 液壓傳動(dòng) 傳動(dòng)功率 kW 225 225 225 篦床行程 mm 130 130 130 篦床運(yùn)行次數(shù)次/min 4-25 4-25 4-25 入料溫度 1400 1400 1400 出料溫度 65+環(huán)境溫度 65+環(huán)境溫度 65+環(huán)境溫度 熱回收率 73-76 73-76 72-75 冷 卻 風(fēng) 用 量Nm3/kg.cl 2.0 2.0 2.0 破碎機(jī)形式 尾部錘

14、式破尾部錘式破碎尾部錘式破碎碎機(jī) 機(jī) 機(jī) 破碎機(jī)功率 kW 90 90 90 出料粒度 mm （90） 25 （90）25 （90）25 篦床的寬長(zhǎng) m 3.637.95 3.633.66 4.234 篦床的外觀特征 窄而長(zhǎng) 窄而長(zhǎng) 寬而短 篦床的供風(fēng)形式 脈沖供風(fēng) 直接供風(fēng) 高溫段充氣梁供風(fēng)， 中低溫段為風(fēng)室供風(fēng) 風(fēng)室熟量（個(gè)） 9 9 9 風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)（臺(tái)） 17 15 17 五、窯頭燃燒器；五、窯頭燃燒器； 1、燃燒器燃燒原理（如下圖） ： 2、燃燒器位臵合理性的意義 燃燒器的位臵相對(duì)于新型預(yù)分解窯來說在線運(yùn)行時(shí)是很少大幅度調(diào)整的，一般都是在檢修結(jié)束前一次性調(diào)整確認(rèn)到位，燃燒器位臵，尤其上、

15、下、左、右位臵對(duì)窯工況的影響特別大。燃燒器太偏下， 火焰不順，易燒損窯皮和耐火材料，并且導(dǎo)致急燒和不完全燃燒， 產(chǎn)生黃心料和熟料 f-CaO 跑點(diǎn)，甚至造成結(jié)皮加劇易發(fā)生預(yù)熱器堵塞事故，由于煤粉燃燒不完全，產(chǎn)生 CO，形成還原氣氛，使熟料中三價(jià)鐵，還原成二價(jià)鐵，而產(chǎn)生黃心料，且還原氣氛下生成的鐵鋁酸四鈣量減少， 總液相量減少， 不利于f-CaO吸收反應(yīng)的進(jìn)行， 易使f-CaO偏高，同時(shí)還原氣氛是造成新型干法窯預(yù)分解系統(tǒng)粘結(jié)堵塞的關(guān)鍵因素；燃燒器太偏上，火焰燒得較遠(yuǎn)，結(jié)長(zhǎng)厚窯皮，窯尾煙室和末級(jí)下料溜子易結(jié)皮堵塞，并且窯高溫帶后移，易使料子發(fā)粘，在入窯生料飽和比較低和煤粉灰粉大時(shí)影響加劇；燃燒器太

16、靠近物料層，一部分燃料就會(huì)卷入物料內(nèi)，不僅增加熱耗而且還會(huì)導(dǎo)致結(jié)圈和 f-CaO 量偏高；燃燒器離物料層太遠(yuǎn)而靠近窯襯，火焰會(huì)沖刷窯皮和窯襯，降低窯襯使用壽命。 3、燃燒器位臵確定方式： 燃燒器中心在窯頭罩上的坐標(biāo)位臵是它的基礎(chǔ)位臵，在確定燃燒器與窯的相對(duì)位臵前，應(yīng)先確定燃燒器端面在窯口的坐標(biāo)位臵，然后通過打“光點(diǎn)”確定燃燒器中心與窯的交點(diǎn)及其與窯中心的坐標(biāo)。理論和實(shí)踐均證明，燃燒器中心在窯橫截面上的位臵是位于面對(duì)窯口的左下方，即第四象限（窯順時(shí)針旋轉(zhuǎn)） ， 稍偏窯中心下和稍靠近物料層 （如下圖） 。 4、新型四通道燃燒器主要特點(diǎn)： （1）一次風(fēng)比例低，僅為 5%-7%，節(jié)能降耗顯著，與傳統(tǒng)燃燒器相比節(jié)煤 10%以上； （2）噴頭部分采用耐高溫