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回轉(zhuǎn)窯熱工設(shè)計(jì)[共19頁]

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回轉(zhuǎn)窯熱工設(shè)計(jì)[共19頁]

回 轉(zhuǎn) 窯 熱 工 設(shè) 計(jì)一、窯型和長徑比 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)移動速度較均勻一致,操作控制較易掌握,同時窯體砌造及維護(hù)較方便;(2) 熱端擴(kuò)大型:加大單位時間內(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,使物料流動的機(jī)會減少,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“大肚窯” ,這種窯型易掛窯皮,在干燥帶及燒成帶能力足夠時,可以顯著提高產(chǎn)量。但這種窯型操作不便??傊?,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)過生產(chǎn)實(shí)踐和充分調(diào)查研究(包括必要的熱工測定和計(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,才會得出較明顯的效果。目前國內(nèi)外發(fā)展趨勢仍以直筒型窯為主,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. 長徑比窯的長徑比有兩種表示方法:一是筒體長度L與筒體公稱直徑D之比;另一是筒體長度L與窯的平均有效直徑D均之比。L/D便于計(jì)算,L/D均反映要的熱工特點(diǎn)更加確切,為了區(qū)別起見,稱 L/D均為有效長徑比。窯的長徑比是根據(jù)窯的用途、喂料方式及加熱方法來確定的。 根據(jù)我國生產(chǎn)實(shí)踐的不 完全統(tǒng)計(jì),各類窯的長徑比示于表1中。長徑比太大,窯尾廢氣溫度低,蒸發(fā)預(yù)熱能力降低,對干燥不利;長徑比太小,則窯尾溫度高,熱效率低。同類窯的長徑比與窯的規(guī)格有關(guān),小窯取下限,大窯取上限。表 1 各類窯的長徑比 窯的名稱公稱長徑比 有效長徑比 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 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)是一個綜合熱工過程,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 (1) 式中: G 單位生產(chǎn)率,噸/小時;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 。各類窯的填充系數(shù)見表2。 料 物料堆比重,噸/米;某些物料的堆比重見表3; 料 物料軸向移動速度,米/小時;其值取決于窯運(yùn)轉(zhuǎn)情況,可按式(12)、式(13)及式(14)計(jì)算或測定。 表 2 各類窯的平均填充系數(shù) 窯名稱 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 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)時間 有些工藝過程要求物料有一定的高溫持續(xù)時間,以完成物理化學(xué)反應(yīng)。若通過實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)實(shí)踐得知物料必須在窯內(nèi)停留的時間,則 :G=0.785L/D均2料噸 /小時 (2)式中:L 窯長 ( 或某帶長度 ) ,米; 物料在窯內(nèi)(或某帶)停留時間,小時;其他符號同前。 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 (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. 按供熱能力 G=KBQ低/q料 噸/小時 (4) 式中:B 燃料消耗量,公斤/小時或標(biāo)米3/小時;Q低 燃料低發(fā)熱量,千卡/公斤或千卡/ 標(biāo)米3; K系數(shù),對鋁廠用窯預(yù)熱二次空氣時,K=1.11.15 ;不預(yù)熱時, 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(5)式中:Q 窯內(nèi)各帶對物料的總給熱量,千卡/小時; Qi 窯內(nèi)某一工作帶中對物料的傳熱量,千卡/小時; 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?;剞D(zhuǎn)窯內(nèi)傳熱過程比較復(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 熱以對流為主。另外,窯壁及熱交換裝置對物料也有傳導(dǎo)作用,因傳導(dǎo)的計(jì)算較繁雜,而輻射的份量又不大,為簡化計(jì)算,往往將兩種熱交換綜合在對流給熱系數(shù)之中,用一個經(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 . ,根據(jù)熱交換裝置類型不同,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;對與窯襯接砝的物料表面,窯襯表面將通過輻射與傳導(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)作用將越來越小,傳熱量按下式計(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 + 輻 ,千卡/米2 . 小時 . ;對 爐氣對物料的對流給熱系數(shù),千卡 / 米2 . 小時 . ;輻 爐氣及窯壁對物料的輻射給熱系數(shù),千卡/米 2 . 小時 . 。 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數(shù)平均值: t=t-t /ln(t /t) 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(不超過一倍 ) 時,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 .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: 式中符號意義及單位同前。 附 F弦、 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 之值可查出對應(yīng)的 值,其中間值可按試算逼近法求出。求弦長及弧長: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,米。 以上五個方面確立的生產(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)就是綜合五個方面的關(guān)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)的波動或突破,引起原來平衡的破壞,再經(jīng)過操作中對有關(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,往往用一些具體化了的簡化公式。在具體條件相同時,這些簡化公式能簡明、準(zhǔn)確地反映生產(chǎn)率與其中 12 個參數(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/小時式中: D均 窯的平均有效內(nèi)徑,米;L 窯的有效長度,米; K 經(jīng)驗(yàn)系數(shù),受多方面因素的影響。根據(jù)我國生產(chǎn)實(shí)踐的統(tǒng)計(jì),各類窯的數(shù)據(jù)列于表4中。表 4 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) K 窯類 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 氧化鋁熟料窯 0.0550.065( 無熱交換器時 0.0710.074( 有熱交換器時 0.090.10( 熱端擴(kuò)大時 ) 濕法水泥長窯 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。根據(jù)我國生產(chǎn)實(shí)踐統(tǒng)計(jì):鉛鋅揮發(fā)窯: GF=2330 公斤/米2. 小時;氧化鋁熟料窯 GF=4148 公斤/米2 .小時 ;氧化鋁焙燒窯: GF=3340 公斤/米2.小時;單筒冷卻機(jī): GF=120公斤/米2.小時。(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,雖然簡單也較準(zhǔn)確,但它是統(tǒng)計(jì)某一時期的某些廠具體窯的產(chǎn)量得出來的,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)就會有某種程度的差別。 三運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的確定 1. 轉(zhuǎn)速 (n) 的確定 回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速對窯內(nèi)物料活性表面、物料停留時間、物料軸向移動速度、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)動起到翻動物料的作用,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。近來趨向“放平快轉(zhuǎn)”,國內(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,會降低窯的生產(chǎn)率。根據(jù)我國生產(chǎn)實(shí)踐,各類回轉(zhuǎn)窯的常用轉(zhuǎn)速 n( 轉(zhuǎn)/分 ) 推薦如下,供選用時參考。 表 5 回轉(zhuǎn)窯常用轉(zhuǎn)速 n 窯類 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 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一般指窯軸線升高與窯長的比值,習(xí)慣上取窯傾角的正弦 sin ,一般范圍為25% 。斜度過高會影響窯體在托輪上的穩(wěn)定性。對于物料流動性強(qiáng)的窯,如氧化鋁焙燒窯,斜度不宜過大,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,選擇時應(yīng)滿足下列關(guān)系式: ni =Gsin(1.48D3均料) 式中:G 單位生產(chǎn)率,噸/小時;D均 窯的平均有效內(nèi)徑,米; 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)軸向移動速度四料和停留時間 窯內(nèi)物料軸向移動速度 料與很多因素,特別是與物料的狀態(tài)有關(guān)。雖然對窯內(nèi)物料移動速度 料做過各種研究,得出了不少的經(jīng)驗(yàn)公式,但各個公式不是普遍適用的,有其局限性。下面推薦幾個常用的公式。 (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 / 小時式中:窯內(nèi)物料填充中心角,見圖 2 ,度;式中其它符號同前。 在窯內(nèi)各種熱交換裝置影響區(qū),粗略計(jì)算時,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)已知窯體長度L及物料軸向移動速度 料的情況下,停留時間 可按下式求出: =L料小時或(分)重有色冶金回轉(zhuǎn)窯物料在窯內(nèi)停留時間介于12小時。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截面面積之比。某一段窯長的平均填充率等于該段窯長內(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;Gm 物料流通量,噸/小時。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為窯的小時產(chǎn)能,噸/小時) ;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) ;在窯的中部, Gm可取窯出、入口平均值;D均 窯的某處、某段或全窯長的平均有效內(nèi)徑,米。其他符號意義同前。 填充率是筒體及傳動功率計(jì)算的依據(jù)之一,它對傳動功率的影響甚大,需通過生產(chǎn)實(shí)踐和必要的測定摸清各項(xiàng)操作條件對填充率的影響,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,對細(xì)料多取 2.5 5 米/秒。近來有些氧化鋁廠,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:D筒=D+2 米 。 式中: 窯襯厚度,一般為 0.15 0.25 米 。2. 窯體長度計(jì)算 對一般高溫?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度,然后可得全窯長度,再從結(jié)構(gòu)、單位生產(chǎn)率及物料停留時間等參數(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 窯小時產(chǎn)量,噸/小時; 生料含水員, % ; W 干燥帶干燥強(qiáng)度,公斤水/米3. 小時,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 之間對于直筒型或冷端擴(kuò)大型氧化鋁熟料窯,料漿水分 40% ,窯尾氣體溫度 200 500 時, 220260 公斤水 / 米3. 小時。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。 干燥帶長度雖然可用上式計(jì)算,但對于氧化鋁熟料窯 ( 噴入法 ) 一般認(rèn)為干燥帶長度就是窯尾刮料器的長度。(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 。 式中符號及單位同前。(3) 燒結(jié)帶 若燒結(jié)帶物料吸熱較大時,也必須按式 (11) 計(jì)算長度。但對一般 過程,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間。按公式 (14), (13) 或 (14) 計(jì)算出該帶物料的軸線移動速度(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)帶停留的時間燒結(jié) (小時) 后,則 L燒結(jié)料燒結(jié) 米 。(4) 冷卻帶 高濕產(chǎn)品離開燒結(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,故這一帶的長度取決于: 燃燒器伸入窯內(nèi)的長度; 混合物噴出的流速;空氣預(yù)熱的溫度。 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)帶及冷卻帶長度的方法 燒結(jié)帶長與冷卻帶長度之和稱為燃燒段長:L燃=L燒結(jié)+L冷卻 根據(jù)經(jīng)驗(yàn),燃燒段長度有如下公式: 對濕法燒結(jié)窯:L燃=(45)D米對干法加料燒結(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間,分別確定燒結(jié)帶及冷卻帶長度。 以料燃代表燃燒段內(nèi)物料軸線運(yùn)動速度,其值等于: 料燃=L燃(燒+冷)米/小時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) 窯總長的驗(yàn)算 根據(jù)前幾項(xiàng)的計(jì)算,可得窯總長:L=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 :L=318GGFG均式中符號及單位參看式 (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,通過冶金計(jì)算確定窯的生產(chǎn)率G,噸/小時或噸/日。(2) 選定同類生產(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。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) 求窯長并驗(yàn)算長徑比 L/D L=F/D 當(dāng) L與D求出后,再求長徑比L/D ,與表 (1) 比較,然后確定直徑和長度尺寸。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),對于 2.5 4 米 氧化鋁焙燒窯,可為 3055 格,同心圓筒 23 個,用 6 8 毫米 厚鋼板制成,每排長 1.5 米 ,排與排問留 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 0.8 1米 。2. 熱交換器面積與位置 根據(jù)我國生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對于氧化鋁焙燒窯可按:F器 :F窯 =11.2來確定;對于氧化鋁熟料窯可按F器 :F窯 =0.160.23 來確定。式中符號: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 1018 米 ,以熱端氣流溫度不超過 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 91 1 米 ,其中格子板長 5 7 米 ,格子板前設(shè)揚(yáng)料板,其長 3 4 米。3. 材 料 對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

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