回轉(zhuǎn)窯熱工設(shè)計(jì)[共19頁(yè)]

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1、回 轉(zhuǎn) 窯 熱 工 設(shè) 計(jì)一、窯型和長(zhǎng)徑比 1. 窯 型 所謂窯型是指筒體各段直徑的變化。按筒體形狀有以下幾種窯型：(1) 直筒型：制造安裝方便，物料在窯內(nèi)移動(dòng)速度較均勻一致，操作控制較易掌握，同時(shí)窯體砌造及維護(hù)較方便；(2) 熱端擴(kuò)大型：加大單位時(shí)間內(nèi)燃燒的燃料量及傳熱量，在原窯直徑偏小的情況下，擴(kuò)大熱端將相應(yīng)提高產(chǎn)量，適用于燒成溫度高的物料；(3) 冷端擴(kuò)大型：便于安裝熱交換器，增大干燥受熱面，加速料漿水分蒸發(fā)，降低熱耗及細(xì)塵飛損，適用于處理蒸發(fā)量大、烘干困難的物料；(4) 兩端擴(kuò)大型(啞鈴型)：中間的填充系數(shù)提高，使物料流動(dòng)的機(jī)會(huì)減少，還可以節(jié)約部分鋼材；還有單獨(dú)擴(kuò)大燒成帶或分解帶的“大

2、肚窯” ，這種窯型易掛窯皮，在干燥帶及燒成帶能力足夠時(shí)，可以顯著提高產(chǎn)量。但這種窯型操作不便。總之，不論擴(kuò)大哪一帶，必須保持預(yù)燒能力和燒結(jié)能力趨于平衡。只有在生產(chǎn)窯上，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐和充分調(diào)查研究(包括必要的熱工測(cè)定和計(jì)算)，發(fā)現(xiàn)某一帶確為熱工上的薄弱環(huán)節(jié)，在這種特定條件下將該帶擴(kuò)大，才會(huì)得出較明顯的效果。目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)仍以直筒型窯為主，而且尺寸向大型方面發(fā)展。其他有色金屬工業(yè)用回轉(zhuǎn)窯(還原、揮發(fā)、硫化精礦焙燒、氯化焙燒、離析、燒結(jié)轉(zhuǎn)化等)多采用較短的直筒窯。2. 長(zhǎng)徑比窯的長(zhǎng)徑比有兩種表示方法：一是筒體長(zhǎng)度L與筒體公稱(chēng)直徑D之比；另一是筒體長(zhǎng)度L與窯的平均有效直徑D均之比。L/D便于計(jì)算，

3、L/D均反映要的熱工特點(diǎn)更加確切，為了區(qū)別起見(jiàn)，稱(chēng) L/D均為有效長(zhǎng)徑比。窯的長(zhǎng)徑比是根據(jù)窯的用途、喂料方式及加熱方法來(lái)確定的。 根據(jù)我國(guó)生產(chǎn)實(shí)踐的不 完全統(tǒng)計(jì)，各類(lèi)窯的長(zhǎng)徑比示于表1中。長(zhǎng)徑比太大，窯尾廢氣溫度低，蒸發(fā)預(yù)熱能力降低，對(duì)干燥不利；長(zhǎng)徑比太小，則窯尾溫度高，熱效率低。同類(lèi)窯的長(zhǎng)徑比與窯的規(guī)格有關(guān)，小窯取下限，大窯取上限。表 1 各類(lèi)窯的長(zhǎng)徑比 窯的名稱(chēng)公稱(chēng)長(zhǎng)徑比 有效長(zhǎng)徑比 氧化鋁熟料窯 (噴入法)2025 2227 氧化鋁焙燒窯 202321.524 碳素煅燒窯 13.519 1724 干法和半干法水泥窯 1115 濕法水泥窯 3042 單筒冷卻機(jī) 812 鉛鋅揮發(fā)窯 1417

4、 16.718.3 銅離析窯 1516 氯化焙燒窯 1217.7 二、回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)率 回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)是一個(gè)綜合熱工過(guò)程，其生產(chǎn)率受多方面因素影響。分析其內(nèi)在規(guī)律性，可以建立以下幾個(gè)方面的數(shù)量關(guān)系。1. 按窯內(nèi)物料流通能力： G=0.785D均2料料 噸/小時(shí) (1) 式中： G 單位生產(chǎn)率，噸/小時(shí)；D均 窯的平均有效內(nèi)徑，米； 物料在窯內(nèi)的平均填充系數(shù)，一般為 0.040.12 。各類(lèi)窯的填充系數(shù)見(jiàn)表2。 料 物料堆比重，噸/米；某些物料的堆比重見(jiàn)表3； 料 物料軸向移動(dòng)速度，米/小時(shí)；其值取決于窯運(yùn)轉(zhuǎn)情況，可按式(12)、式(13)及式(14)計(jì)算或測(cè)定。 表 2 各類(lèi)窯的平均填充系數(shù) 窯名稱(chēng)

5、 平均填充系數(shù) 銅離析窯 0.060.08 鉛鋅揮發(fā)窯 0.040.08 氧化焙燒窯 0.040.07 氯化焙燒窯 0.040.07 氧化鋁熟料窯 0.060.08 氧化鋁焙燒窯 0.060.08 表 3 某些物料的堆比重 物料名稱(chēng) 堆比重 鋅浸出渣 1.61.65 鋅浸出殘?jiān)c 50% 焦粉混合料 1.21.3 鉛鼓風(fēng)爐水碎渣與 50% 焦粉混合料 1.41.5 氯化銅礦 1.16 鋅沸騰焙燒細(xì)塵 1.80 硫化鎳精礦 1.61.8 硫化鎳焙砂 1.22.0 氧化鋁和干氫氧化鋁 1.0 堿石灰鋁土礦干生料 1.2 堿石灰鋁土礦熟料 1.31.4 2. 按物料反應(yīng)時(shí)間 有些工藝過(guò)程要求物料有一

6、定的高溫持續(xù)時(shí)間，以完成物理化學(xué)反應(yīng)。若通過(guò)實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)實(shí)踐得知物料必須在窯內(nèi)停留的時(shí)間，則 ：G=0.785L/D均2料噸 /小時(shí) (2)式中：L 窯長(zhǎng) ( 或某帶長(zhǎng)度 ) ，米； 物料在窯內(nèi)（或某帶）停留時(shí)間，小時(shí)；其他符號(hào)同前。 3. 按正常排煙能力 為了控制窯灰?guī)С龅难h(huán)量，往往選擇一個(gè)適宜的窯尾排氣速度范圍。 G=2826D均干2t(1-干)/V0(1+t尾)噸/小時(shí) (3)式中：V0 每噸產(chǎn)品的窯氣量，標(biāo)米3/噸；t尾 煙氣離窯溫度，；氣體體積膨脹系數(shù) , =1/273；t 窯尾排氣速度，m/s ，一般38m/s ；干 干燥帶物料填充系數(shù)；D均干 干燥帶平均有效內(nèi)徑，米。4. 按供熱

7、能力 G=KBQ低/q料 噸/小時(shí) (4) 式中：B 燃料消耗量，公斤/小時(shí)或標(biāo)米3/小時(shí)；Q低 燃料低發(fā)熱量，千卡/公斤或千卡/ 標(biāo)米3； K系數(shù)，對(duì)鋁廠用窯預(yù)熱二次空氣時(shí)，K=1.11.15 ；不預(yù)熱時(shí)， K1.0 ； 窯的熱效率，一般為5565%；q料 每噸產(chǎn)品必須消耗的有效熱，千卡/ 噸。q料=（G干料+A)(q吸+Ct高+600w/100-w)103千卡/噸 式中：G干料每公斤產(chǎn)品理論消耗干生料量 (不包括水分) ，公斤/公斤； A每公斤產(chǎn)品不可返回的飛塵損失，公斤/公斤q 吸 每公斤產(chǎn)品吸熱反應(yīng)吸熱量 (除去放熱反應(yīng)放熱量），千卡/公斤；C t高將物料加熱到最高溫度(燒成帶) 所需

8、物理熱，千卡/公斤；W濕生料中所含水分，% 。5. 按窯內(nèi)傳熱能力 ：G=Qq料或G=Qiq料i 千卡/小時(shí)(5)式中：Q 窯內(nèi)各帶對(duì)物料的總給熱量，千卡/小時(shí)； Qi 窯內(nèi)某一工作帶中對(duì)物料的傳熱量，千卡/小時(shí)； q料 物料必須在窯內(nèi)吸收的總有效熱量，千卡/噸；q料i 物料在某一工作帶內(nèi)必須吸收的有效熱量，千卡/噸。所謂有效熱量指的是不考慮非生產(chǎn)性消耗和熱損失的熱量。回轉(zhuǎn)窯內(nèi)傳熱過(guò)程比較復(fù)雜，各工作帶內(nèi)傳熱方式也不盡相同。在干燥帶，氣體溫度較低， 傳 熱以對(duì)流為主。另外，窯壁及熱交換裝置對(duì)物料也有傳導(dǎo)作用，因傳導(dǎo)的計(jì)算較繁雜，而輻射的份量又不大，為簡(jiǎn)化計(jì)算，往往將兩種熱交換綜合在對(duì)流給熱系數(shù)

9、之中，用一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式表示： Q干=干F干t干式中：干 干燥帶給熱系數(shù)，千卡/米2 . 小時(shí) . ，根據(jù)熱交換裝置類(lèi)型不同，有各種經(jīng)驗(yàn)公式，如在掛鏈條情況下：( 式中 0 為窯全斷面的平均流速， Nm/S)；F干 干燥帶中總傳熱面積（窯的內(nèi)襯表面 + 熱交換裝置總表面）， m2 ；t干 干燥帶兩端爐氣與物料溫度差的對(duì)數(shù)平均值，。 圖 1 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)傳示意圖 圖 2 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁示意圖 其他帶內(nèi)，對(duì)物料裸露表面的傳熱可近似按火焰爐內(nèi)傳熱公式計(jì)算；對(duì)與窯襯接砝的物料表面，窯襯表面將通過(guò)輻射與傳導(dǎo)向物料傳熱，但隨著窯襯溫度升高及物料顆粒變粗（由粉料變成小球進(jìn)而燒結(jié)成塊），其間傳導(dǎo)作用將越來(lái)越小，傳熱量按下

10、式計(jì)算： Qi = tF弦 C壁料 (T壁/100)4-(T料/100)4 F弧式中： 綜合給熱系政，等于對(duì) + 輻 ，千卡/米2 . 小時(shí) . ；對(duì) 爐氣對(duì)物料的對(duì)流給熱系數(shù)，千卡 / 米2 . 小時(shí) . ；輻 爐氣及窯壁對(duì)物料的輻射給熱系數(shù)，千卡/米 2 . 小時(shí) . 。 輻=C氣料壁(T1/100)4-(T2/100)4/t氣-t料式中： C氣料壁=4.88料(F壁/F弦+1-氣)/料+氣(1-料)1-氣/氣+F壁/F弦 千米/小時(shí)式中： 料 ，氣 物料及爐氣的黑度； F壁/F弦=D-L弧/L弦t 該帶內(nèi)爐氣與物料的平均溫度差，取始末兩端溫差的對(duì)數(shù)平均值： t=t-t /ln(t /t)

11、 其中： t、t 始端及末端的氣與料的溫度差，； 當(dāng)t 與t之值相差不大(不超過(guò)一倍 ) 時(shí)，可用算術(shù)平均值，即： t=1/2(t+t) 式 (7) 中第二項(xiàng)系考慮窯襯遮蔽表面與接觸物料弧形表面間的輻射 ( 視為兩平行表面組成的封閉體系 ) ，式中有關(guān)參數(shù)確定如下： C壁料=4.88（1/ 壁+1/料-1）千卡/米2. 小時(shí) .K4 式中： 壁窯壁黑度；另外 T壁為窯襯遮蔽表面在該帶內(nèi)的平均溫度，K ；考慮到與物料接觸過(guò)程中的溫度降低，此值可近似取以下平均值： T壁=1/2（T料+T壁）其中未遮蔽的窯壁表面溫度 T壁可近似按火焰爐內(nèi)爐墻表面溫度公式確定： 式中符號(hào)意義及單位同前。 附 F弦、

12、F弧、 F壁的計(jì)算： 計(jì)算出各帶的填充系數(shù)：4G(D2均料料)(a)計(jì)算物料填充的弓形面積 ：f料 = R2 (b)計(jì)算物料填充中心角：因 f料 =0.5 R2 (180-sin)聯(lián)解 (b)、(c) 兩式得：2=180-sin 參考弓形幾何尺寸表，由f填R2 之值可查出對(duì)應(yīng)的 值，其中間值可按試算逼近法求出。求弦長(zhǎng)及弧長(zhǎng)：L弦D均sin/2米 ； L弧360D均米；L壁D均(1-360)米求面積：F弦L弦L帶m2；F弧L弧L帶m2；F壁L壁L帶m2；式中 L帶為各相應(yīng)帶的窯長(zhǎng)，米。 以上五個(gè)方面確立的生產(chǎn)率關(guān)系式是確定窯體尺寸、運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)及操作條件的理論依據(jù)。熱工設(shè)計(jì)的任務(wù)就是綜合五個(gè)方面的關(guān)

13、系，合理確定各參數(shù)，使上述各式反映出的生產(chǎn)能力達(dá)到平衡 (即設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力水平) 。生產(chǎn)中必然由于某一參數(shù)的波動(dòng)或突破，引起原來(lái)平衡的破壞，再經(jīng)過(guò)操作中對(duì)有關(guān)參數(shù)的調(diào)整，使達(dá)到新的水平上的平衡 (實(shí)際生產(chǎn)能力) 。6.按經(jīng)驗(yàn)公式在計(jì)算窯的實(shí)際生產(chǎn)能力時(shí)，往往用一些具體化了的簡(jiǎn)化公式。在具體條件相同時(shí)，這些簡(jiǎn)化公式能簡(jiǎn)明、準(zhǔn)確地反映生產(chǎn)率與其中 12 個(gè)參數(shù)的關(guān)系。 (1) 回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)能與筒體尺寸之間關(guān)系：G=KD1.5均L噸/小時(shí)式中： D均 窯的平均有效內(nèi)徑，米；L 窯的有效長(zhǎng)度，米； K 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，受多方面因素的影響。根據(jù)我國(guó)生產(chǎn)實(shí)踐的統(tǒng)計(jì)，各類(lèi)窯的數(shù)據(jù)列于表4中。表 4 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) K 窯類(lèi)

14、 K值 鉛鋅揮發(fā)窯 0.050.07 銅礦離析窯 0.050.07 氧化鋁焙燒窯 0.070.08( 有熱交換器時(shí) 氧化鋁熟料窯 0.0550.065( 無(wú)熱交換器時(shí) 0.0710.074( 有熱交換器時(shí) 0.090.10( 熱端擴(kuò)大時(shí) ) 濕法水泥長(zhǎng)窯 0.0280.032 干法水泥窯 0.0480.056 (2) 按單位面積產(chǎn)能計(jì)算：G=GFF1000噸/日式中：F 窯的有效內(nèi)表面積， m2；GF窯的單位內(nèi)表面積產(chǎn)能，公斤/米2.小時(shí)。根據(jù)我國(guó)生產(chǎn)實(shí)踐統(tǒng)計(jì)：鉛鋅揮發(fā)窯： GF=2330 公斤/米2. 小時(shí)；氧化鋁熟料窯 GF=4148 公斤/米2 .小時(shí) ；氧化鋁焙燒窯： GF=3340

15、公斤/米2.小時(shí)；單筒冷卻機(jī)： GF=120公斤/米2.小時(shí)。(3) 按單位容積產(chǎn)能計(jì)算 ：G=GVV噸/日 式中：V 窯的工作容積，米3； Gv 窯的單位容積產(chǎn)量，噸/日.米3。 根據(jù)我國(guó)生產(chǎn)實(shí)踐的不完全統(tǒng)計(jì)， Gv的數(shù)值推薦如下：氧化鋁熟料窯： Gv=1.31.5 噸/日.米3；氧化鋁焙燒窯： Gv=1.41.6 噸/日.米3；鉛鋅揮發(fā)窯： Gv=1.01.2 噸/日 . 米3。應(yīng)該指出，按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，雖然簡(jiǎn)單也較準(zhǔn)確，但它是統(tǒng)計(jì)某一時(shí)期的某些廠具體窯的產(chǎn)量得出來(lái)的，隨著窯型及運(yùn)轉(zhuǎn)情況的變化和生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，式中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)就會(huì)有某種程度的差別。 三運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的確定 1. 轉(zhuǎn)速 (n)

16、的確定 回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速對(duì)窯內(nèi)物料活性表面、物料停留時(shí)間、物料軸向移動(dòng)速度、物料的混合程度以及窯的填充系數(shù)等都有密切關(guān)系。窯的轉(zhuǎn)動(dòng)起到翻動(dòng)物料的作用，在一定條件下，提高轉(zhuǎn)速可以強(qiáng)化物料與氣流間的熱交換。近來(lái)趨向“放平快轉(zhuǎn)”，國(guó)內(nèi)某氧化鋁熟料窯的轉(zhuǎn)速達(dá)到 4.5 轉(zhuǎn)/分。但轉(zhuǎn)速太大，則物料在窯內(nèi)停留時(shí)間短，反應(yīng)不完全，產(chǎn)品質(zhì)量不能保證，設(shè)備維修困難；轉(zhuǎn)速大小，會(huì)降低窯的生產(chǎn)率。根據(jù)我國(guó)生產(chǎn)實(shí)踐，各類(lèi)回轉(zhuǎn)窯的常用轉(zhuǎn)速 n( 轉(zhuǎn)/分 ) 推薦如下，供選用時(shí)參考。 表 5 回轉(zhuǎn)窯常用轉(zhuǎn)速 n 窯類(lèi) 常用轉(zhuǎn)速 n 值 鉛鋅揮發(fā)窯 0.06670.75 離析窯 0.81.2 黃鐵礦燒渣球團(tuán)焙燒窯 0.51.3

17、氧化焙燒窯 24.5 氧化鋁熟料窯 1.833 氧化鋁焙燒窯 1.712.74 碳素窯 1.12.1 水泥窯 0.51.84 2. 斜度 (i) 的確定 回轉(zhuǎn)窯的斜度i一般指窯軸線(xiàn)升高與窯長(zhǎng)的比值，習(xí)慣上取窯傾角的正弦 sin ，一般范圍為25% 。斜度過(guò)高會(huì)影響窯體在托輪上的穩(wěn)定性。對(duì)于物料流動(dòng)性強(qiáng)的窯，如氧化鋁焙燒窯，斜度不宜過(guò)大，取 22.5% ；水泥及氧化鋁熟 料窯通常采用34% ；鉛鋅揮發(fā)窯多采用 5% ；氧化及氯化焙燒窯多用 23% 。斜度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系密切，選擇時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足下列關(guān)系式： ni =Gsin(1.48D3均料) 式中：G 單位生產(chǎn)率，噸/小時(shí)；D均 窯的平均有效內(nèi)徑，米；

18、n 窯的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；i 窯的斜度，% ； 物料在窯內(nèi)的填充系數(shù)；料物料在窯內(nèi)的堆比重，噸/米3( 見(jiàn)表 4) ；窯內(nèi)物料的自然堆角(安息角)，度。某些物料在窯內(nèi)的自然堆角 (安息角) 如下： 有色重金屬燒結(jié)窯：=5060；有色重 金屬焙燒 窯： =3240鉛鋅揮發(fā)窯：= 5060； 氧化鋁熟料窯： 3545 ； 氧化鋁焙燒窯：=3033； 貧鐵礦磁化焙燒窯：3640 。 3. 物料在窯內(nèi)軸向移動(dòng)速度四料和停留時(shí)間 窯內(nèi)物料軸向移動(dòng)速度 料與很多因素，特別是與物料的狀態(tài)有關(guān)。雖然對(duì)窯內(nèi)物料移動(dòng)速度 料做過(guò)各種研究，得出了不少的經(jīng)驗(yàn)公式，但各個(gè)公式不是普遍適用的，有其局限性。下面推薦幾個(gè)常用的公

19、式。 (1)料=5.78D均n式中：D均窯的平均有效內(nèi)徑，米； 窯的傾斜角，度； m窯的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分。(2) 料=3.24D均 ni(24+) 式中：i窯的斜度，% ；物料在窯內(nèi)的自然堆角 (安息角) ，度； (3) 料=2.32D均 nisinsin3/2(-sin)米 / 小時(shí)式中：窯內(nèi)物料填充中心角，見(jiàn)圖 2 ，度；式中其它符號(hào)同前。 在窯內(nèi)各種熱交換裝置影響區(qū)，粗略計(jì)算時(shí)，可在料公式中乘入校正系數(shù)K1，其近似數(shù)值如下：揚(yáng)料抄板 K1=0.8290.808 ；格子式熱交換器K1=0.610.99 ； 花環(huán)掛鏈 K1=0.6590.067 ；單頭垂掛鏈 K1=0.5940.84 。在擋料圈

20、或隔板影響范圍內(nèi)還要乘以系數(shù) ：K22H(Hh+h)0.5式中：H出口擋料圈作用范圍外的料層高度，米，即弓形鼓面的矢高；h出口擋料圈高度，米。出口擋料圈的作用范圍為 100h/i 米，其中i為窯的斜度，% 。 當(dāng)已知窯體長(zhǎng)度L及物料軸向移動(dòng)速度 料的情況下，停留時(shí)間 可按下式求出： =L料小時(shí)或(分)重有色冶金回轉(zhuǎn)窯物料在窯內(nèi)停留時(shí)間介于12小時(shí)。4. 物料在窯內(nèi)填充系數(shù) 某一截面上的填充率等于物料層的截面與整個(gè)截面面積之比。某一段窯長(zhǎng)的平均填充率等于該段窯長(zhǎng)內(nèi)裝填物料占有體積與該段窯的有效容積之比。 =f料(4D2均)或 =4Gm (D2均料料)式中： f料 i 物料層所占弓形面積，米2；G

21、m 物料流通量，噸/小時(shí)。在窯的出口處及冷卻機(jī)內(nèi)，Gm 等于窯產(chǎn)量，在窯的入口處，Gm 等于原料最；噴入法的氧化鋁熟料窯應(yīng)按干生料量近似估算， Gm1.4G (G為窯的小時(shí)產(chǎn)能，噸/小時(shí)) ；氧化鋁焙燒窯的濕氧氧化鋁量Gm(1.71.87)G( 當(dāng)水分為 1018% 時(shí)) ；在窯的中部， Gm可取窯出、入口平均值；D均 窯的某處、某段或全窯長(zhǎng)的平均有效內(nèi)徑，米。其他符號(hào)意義同前。 填充率是筒體及傳動(dòng)功率計(jì)算的依據(jù)之一，它對(duì)傳動(dòng)功率的影響甚大，需通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐和必要的測(cè)定摸清各項(xiàng)操作條件對(duì)填充率的影響，從而確定填充率的準(zhǔn)確值。四、回轉(zhuǎn)窯筒體尺寸的計(jì)算 1. 窯體直徑計(jì)算 (1) 從控制窯灰循環(huán)量的

22、觀點(diǎn)，選定窯尾排煙速度t，由公式 (3) 得： D=188V0(1+t尾)t(1-干)0.5米式中： t 窯尾在實(shí)際溫度下的排氣速度，米/秒，一般 3 8 米/秒，對(duì)細(xì)料多取 2.5 5 米/秒。近來(lái)有些氧化鋁廠，為了強(qiáng)化窯的干燥能力，有意加大窯灰循環(huán)量，在這種情況下應(yīng)適當(dāng)提高流速，多取 6 8 米 / 秒。(2) 按物料流通能力，即由公式 (1) 及 (4) ，可得 ： D=0.82Gsin(-sin)nitsin3/21/3米式中符號(hào)同前。 由于影響物料流通能力的因素較多，求出的直徑有一定誤差，故式 (8) 僅能作為驗(yàn)算參考。 上面公式?jīng)Q定的直徑D均為有效內(nèi)徑，加上窯襯厚度，即得筒體直徑為

23、：D筒=D+2 米 。 式中： 窯襯厚度，一般為 0.15 0.25 米 。2. 窯體長(zhǎng)度計(jì)算 對(duì)一般高溫?zé)Y(jié)及焙燒窯，都按物料進(jìn)行的物理化學(xué)變化將窯分成若干工作帶。首先分別確定各帶長(zhǎng)度，然后可得全窯長(zhǎng)度，再?gòu)慕Y(jié)構(gòu)、單位生產(chǎn)率及物料停留時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算校正。(1) 干燥帶： L干G干料G(W/100-W)10000.785D2干W 米 式中： G干料 每公斤產(chǎn)品的理論干生料消耗量，公斤/公斤；C 窯小時(shí)產(chǎn)量，噸/小時(shí)； 生料含水員， % ； W 干燥帶干燥強(qiáng)度，公斤水/米3. 小時(shí)，隨該帶內(nèi)熱交換裝置的型式及窯尾氣體溫度與流速的不同而異，一般在 65190 之間對(duì)于直筒型或冷端擴(kuò)大型氧化鋁熟

24、料窯，料漿水分 40% ，窯尾氣體溫度 200 500 時(shí)， 220260 公斤水 / 米3. 小時(shí)。但實(shí)際上出干燥帶的球料還含有水分 10% 。另外，這里包括了部分料漿在立煙道與旋風(fēng)器之間蒸發(fā)的水分量。故干燥帶的實(shí)際干燥強(qiáng)度要比上述數(shù)值小。 干燥帶長(zhǎng)度雖然可用上式計(jì)算，但對(duì)于氧化鋁熟料窯 ( 噴入法 ) 一般認(rèn)為干燥帶長(zhǎng)度就是窯尾刮料器的長(zhǎng)度。(2) 預(yù)熱帶及分解帶 根據(jù)分段熱平衡確定各帶物料所需熱景 q 料i 千卡 / 噸； 根據(jù)分段熱平衡確定各帶界面物料及窯氣溫度； 由公式 (5) 及 (7) ，可得：LiGq 料iL弦+C壁料(T壁/100)4-(T料/100)4L弧 米 。 式中符號(hào)

25、及單位同前。(3) 燒結(jié)帶 若燒結(jié)帶物料吸熱較大時(shí)，也必須按式 (11) 計(jì)算長(zhǎng)度。但對(duì)一般 過(guò)程，物料在該帶吸熱不多，主要是完成物料中的物理化學(xué)變 化及晶形轉(zhuǎn)變，故主要應(yīng)保證物料在這一帶的停留時(shí)間。按公式 (14), (13) 或 (14) 計(jì)算出該帶物料的軸線(xiàn)移動(dòng)速度（料 ，米 / 秒），式中物料堆角相應(yīng)取燒結(jié)帶數(shù)值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)或工廠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定物料必須在燒結(jié)帶停留的時(shí)間燒結(jié) (小時(shí)) 后，則 L燒結(jié)料燒結(jié) 米 。(4) 冷卻帶 高濕產(chǎn)品離開(kāi)燒結(jié)帶后應(yīng)將自身的熱量傳給噴入窯內(nèi)的燃料與空氣，使后者加熱到著火溫度，故這一帶的長(zhǎng)度取決于： 燃燒器伸入窯內(nèi)的長(zhǎng)度； 混合物噴出的流速；空氣預(yù)熱的溫度

26、。 一般燒結(jié)及焙燒窯中：L冷卻=58米 附 ：按燒結(jié)燒帶概念計(jì)算燒結(jié)帶及冷卻帶長(zhǎng)度的方法 燒結(jié)帶長(zhǎng)與冷卻帶長(zhǎng)度之和稱(chēng)為燃燒段長(zhǎng)：L燃=L燒結(jié)+L冷卻 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，燃燒段長(zhǎng)度有如下公式： 對(duì)濕法燒結(jié)窯：L燃=(45)D米對(duì)干法加料燒結(jié)窯：L燃=(34)D米根據(jù)物料必須在燒結(jié)帶及冷卻帶停留的時(shí)間，分別確定燒結(jié)帶及冷卻帶長(zhǎng)度。 以料燃代表燃燒段內(nèi)物料軸線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度，其值等于： 料燃=L燃(燒+冷)米/小時(shí)L燒結(jié)= 料燃 燒 米 ；L冷卻=料燃冷米這一方法的優(yōu)點(diǎn)在于能確保物料在燒結(jié)及冷卻帶的停留時(shí)間，但的經(jīng)驗(yàn)公式有一定局限性，僅可作前一種方法的補(bǔ)充。 (5) 窯總長(zhǎng)的驗(yàn)算 根據(jù)前幾項(xiàng)的計(jì)算，可得窯總長(zhǎng)：L

27、=L干+L預(yù)+L分解+L燒結(jié)+L冷卻 另 外還可參考綜合性經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)單位面積產(chǎn)能C ，驗(yàn)算窯長(zhǎng) ：L=318GGFG均式中符號(hào)及單位參看式 (9) 。 3. 窯體尺寸的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法 (1) 確定窯的生產(chǎn)率： 根據(jù)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)規(guī)模，通過(guò)冶金計(jì)算確定窯的生產(chǎn)率G，噸/小時(shí)或噸/日。(2) 選定同類(lèi)生產(chǎn)窯的單位容積產(chǎn)量Gv ，噸/米3.日，或單位面積產(chǎn)量 Gf ，公斤/米2.小時(shí)。參考公式(10)或公式(9) 。(3) 算出窯的總?cè)莘e或總面積(V/F）V=G/Gvm3F=1000G/GFm3；(4) 選定窯的直徑D，或選定窯尾煙氣流速尾，用公式(17) 求D尾 。(5) 求窯長(zhǎng)并驗(yàn)算長(zhǎng)徑比 L/D L=F

28、/D 當(dāng) L與D求出后，再求長(zhǎng)徑比L/D ，與表 (1) 比較，然后確定直徑和長(zhǎng)度尺寸。五、窯內(nèi)熱交換器 在一些濕法喂料的窯中，水蒸發(fā)所需的熱量占很大比重，這部分熱量的交換集中在干燥帶和預(yù)熱帶，致使回轉(zhuǎn)窯的預(yù)燒能力小于燒成能力。為了增強(qiáng)干燥和預(yù)熱帶的預(yù)燒能力，提高窯的產(chǎn)能，目前在氧化鋁熟料窯及焙燒窯、氧化銅離析窯及水泥窯上均安裝有熱交換器。1. 熱交換器的型式 ：主要有蜂窩式(3)和格板式(4)。蜂窩式格數(shù)多，常用于熱交換 在干燥、預(yù)熱帶起主要作用的氧化鋁焙燒窯上。格數(shù)少的格式常用于氧化鋁熟料窯及水泥窯上。 熱交換器截面內(nèi)的格數(shù)，對(duì)于 2.5 4 米 氧化鋁焙燒窯，可為 3055 格，同心圓筒

29、 23 個(gè)，用 6 8 毫米 厚鋼板制成，每排長(zhǎng) 1.5 米 ，排與排問(wèn)留 膨脹間隙。格子板式一般為 6l 0 格，用1 6 20毫 米 厚鋼板或較薄鋼板，以筋板加強(qiáng)剛性，每排長(zhǎng) 0.8 1米 。2. 熱交換器面積與位置 根據(jù)我國(guó)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于氧化鋁焙燒窯可按：F器 ：F窯 =11.2來(lái)確定；對(duì)于氧化鋁熟料窯可按F器 ：F窯 =0.160.23 來(lái)確定。式中符號(hào)：F器 熱交換器的傳熱面積，米2( 按鋼板雙面計(jì)) ； F窯 窯的內(nèi)表面積，米2 。 我國(guó)氧化鋁焙燒窯及氧化鋁熟料窯的熱交換器傳熱面積列于下表，供選用時(shí)參考。 關(guān)于熱交器的位置，氧化鋁焙燒窯的熱交換器緊接推料螺旋，熱交換器長(zhǎng) 1018 米 ，以熱端氣流溫度不超過(guò) 750 800 為宜。氧化鋁熟料窯的熱交換器則在刮料器之前， 距窯尾約 12 13 米 ，熱交換器本身長(zhǎng) 91 1 米 ，其中格子板長(zhǎng) 5 7 米 ，格子板前設(shè)揚(yáng)料板，其長(zhǎng) 3 4 米。3. 材 料 對(duì)熱交換器材料的主要要求是耐熱，在高溫下抗氧化，此外還應(yīng)耐磨損，在高溫下具有足夠的強(qiáng)度與剛度?？繜岫藨?yīng)采用鉻錳氮鋼或耐熱鋁鐵。為了節(jié)省耐熱鋼材，一般只在靠熱端的幾節(jié)用耐熱鋼或耐熱鋁鐵制造，其余各節(jié)用普通鋼材制造