第七節第七節回轉窯系統的設計估算回轉窯系統的設計估算回轉窯系統的設計估算的主要內容，是依據原料和燃料情況，生產的水泥品種和質量，鞋廠的自然條件和生產規模等來確官窯的類型和規格，或對已建成的窯進行產值標定，以及估算單位產品的燃料消耗量，回轉窯系統的重要配套設備，如冷卻機、預熱器、分解爐、煤磨、收塵器、喂料裝置及通風設備等也要在窯的產值和燃料消耗量確定后進行設計估算。一、回轉窯筒體規格與產值的關系影響回轉窯產值的誘因好多，如窯的類型和規格、冷卻機、預熱器和分解爐等設備的配套情況，原燃料成份和質量、熟料的品種、操作水平，運轉率等。并且，就窯本身來說，決定其產值的直接誘因是窯的尺寸規格，即其半徑和寬度，而其他誘因相對來說是客觀可變的，只能隨條件不同而使窯的生產能力在一定范圍內波動。窯產值與其規格的函數關系，目前還不能通過理論推論來求得，可行的方式是通過對大量的實際生產數據進行統計剖析加熱功率的計算公式，構建一些實用的相關關系。即經驗公式。本課程介紹常用的幾個估算式：1、日本水泥商會推薦的公式：G——窯的小時產值，t/h；D——窯燒成帶筒體管徑，m；L——窯有效寬度，m；K——系數，因窯型而異，見P108表2-28。9xs物理好資源網(原物理ok網)

DL對這個公式，可以從理論上略加剖析，即窯的燒成能力主要與氣加上半徑大的窯使二氧化碳幅射率提升，促使了傳熱，也減小了產值加熱功率的計算公式，，而系數K是按照實際值所作的修正。固傳質有關，而傳質量又大體與窯內表面積成比列，即2、日本池田提出的估算SP窯生產能力的公式：88——回轉窯燒成帶襯磚管徑，m；為了反映窯厚度的影響，該式還附送要求窯長L與管徑的關系應符合下式：L=23-203、北京建材院提出的估算NSP窯的生產能力公式：762G——熟料小時產值，t/h；K——系數，K=0.114～0.119。1986年，北京化工大學匯總了世界上54個國家，從1951年到1984年投運的617臺各漂浮預熱器和分解窯的生產數據或設計資料，借助微機進行產值回歸剖析，得到了旋風預熱器窯、立筒預熱器窯和預分解窯三組產值估算公式。參見P109表2-29。4、南京化工大學推薦公式5、我國水泥工業設計院，依據國外窯的生產資料統計，推薦的干法窯生產能力估算公式：（因干法窯不在發展之列，略）。二、回轉窯筒體規格的確定對于新設計窯或舊窯整修時，必須合理地確官窯的尺寸規格（半徑、長度或長徑比）。窯的類型和尺寸規格不同，則窯的單位產值指標也不盡相同，目前，確青瓷規格時，通常是按照選定合理的單位熟料產值指標估算窯規格。9xs物理好資源網(原物理ok網)

1、單位體積產值：4、單位熟料產值指標與窯徑的關系：依據國外外大量已投運的統計資資，估算各窯的單位產值指標，再完善與窯外徑之間的關系，可以作成以上三項指標與窯半徑的關系。之后依照圖可推論得到各項指標與窯規格的相關關系。參見P111表2-30，9個公式。6、窯的長徑比與窯徑的關系：漂浮預熱器窯：立筒預熱器窯04162預分解窯：07923三、回轉窯產值的標定回轉窯的產值是確定鞋廠生產規模、原料、燃料消耗定額，和全廠設備選型設計的根據，是水泥廠工藝設計的重要指標。1、產量標定的意義正如上面所闡述的，不僅窯的類型和規格外，影響回轉窯產值的誘因好多，非常是近些年來，隨著生料預均化系統的建立，漂浮預熱器窯與窯外分解窯技術的發展，計算機控制過程的廣泛應用，和科學管理的強化，使窯的單位產值指標有所提升，因而對設計中已確定的回轉窯，必須進行產值的標定。2、產量標定的要求產值的標定應在確保優質、低消耗，常年安全運轉的情況下，窯所能達到的合理產值，假如對窯的產值標定過高或過低，均會使整個系統不配套、生產操作出現不平衡。標定偏低，在設計估算其他附機設備時，可能出現選型小，在投運后會出現限制窯生產能力的發揮。9xs物理好資源網(原物理ok網)

標定偏低，附機選型可能出現偏大，而窯實際產值達不到，導致設備能力的浪費。同時給窯生產達標帶來困難。3、標定的方式（1）依據公式估算：可以按照同類型窯的理論與經驗公式估算，如前所述估算窯產值的公式好多，標定時，應進行多個公式的估算，通常以各公式估算的平均值確定為標定產值。（2）依據同類型同尺寸窯產值標定可依據國外外已投運的同類型同尺寸窯的實際產值進行標定，最好是綜合多家廠生產數據，通常也采用平均值。同時應結合國外生產條件和生產廠實際情況進行綜合考3、計算公式與實際產值綜合標定在進行產值標定時，還可采用公式估算與實際生產產值相結合的辦法進行標定，通常也取平均值。四、回轉窯系統熱耗與熱平衡估算（一）窯的熱耗、發熱能力和熱負荷（1）回轉窯燒成系統熱耗剖析1、熱平衡估算的目的進行熱平衡估算的主要目的：是對新建窯確定燃料消耗量，估算單位熟料熱耗；對生產窯剖析系統熱工技術性能，為優質、高產、低耗及節能技改提供科學的根據。2、單位熟料熱耗窯的單位熟料熱耗是指窯系統生產單位熟料產值的實際燒因為熟料在焙燒過程中，損失了大量的熱量，如廢水帶走的熱焓，窯體向外界散失的熱量等，為此，窯的實際熱耗比理論熱耗高得多。9xs物理好資源網(原物理ok網)

單位熟料熱耗的實際熱耗，由下式估算：——窯系統小時總耗實物燃料量，kJ/h熟料；G——熟料小時產值，t/h；——燃料應用基高位熱值，kJ/kg熟料。標準產率：一般為了易于比較，取熱值為/kg的煤為標準煤，可換算成標準產率則單位熟料燃料量3、影響單位熟料熱耗的誘因熟料燒成過程所消耗的實際熱量與焙燒全過程有關，除涉及到原、燃料性質和回轉窯（包括分解爐）外，還與廢水回收（如預熱器、鍋爐、烘干）和熟料顯熱回收（如冷卻機）等有關。因而常常需從總的焙燒系統加以考察。窯型與窯尺寸：不同類型窯，熱耗指標差別很大，同一種窯型，因為尺寸規格、熟料品種、保溫情況操作參數控制不同，熱耗也有不同。熟料品種與質量：熟料品種涉及到熟料的礦物組成，礦物組成不同其理論熱耗不同；要求的熟料的品質不同，其熱耗也有差異。窯的單位產值：窯的單位產值直接影響到單位熱耗，在耗煤量相同時，單位產值高，單位熱耗增加。窯肺熱工制度：一、二次風量與風溫，窯尾排風情況等都直接影響到單位熱耗。其實，影響回轉窯單位熱耗的誘因好多，西班牙學者對本田2000t熟料的帶二次燃燒的漂浮預熱器窯進行研究，得到如下物理關系式：——熟料熱耗，kJ/kg熟料；Ｍ——熟為日產值，t/日；Ｋ——二次燃燒燃料（指在窯尾上升煙道加入的燃料）ＡＭ——生料的鋁氧率；ＳＭ——生料硅酸率；ＬＳＴ——生料石灰標準。9xs物理好資源網(原物理ok網)

比列，％；從以上公式可以看出，熟料產值對熱耗影響最大，其次是硅酸率，隨供給二次燃燒的燃料比列降低，單位熱耗也降低。以上公式闡明了某一ＳＰ窯熟料熱耗和影響誘因之間的關系，但公式不適宜其他ＳＰ窯，其他ＳＰ窯的單位熱耗也可根據熟料產值，生料成份及供給二次燃料的比列估算，但估算公式必須依照各廠具體生產數據重新回歸得到。4、關于回轉窯熟料熱耗的綜合討論如上所述影響熟料熱耗的誘因好多，但從總體剖析來看，燒成熱耗中影響最大的是熱損失。如窯系統排出廢水帶走熱、熟料帶走熱、窯體表面散熱等。廢水帶走熱出窯廢水帶走熱，對回轉窯單位熱耗的影響很明顯，其熱損失量主要由廢水量和廢水氣溫決定。中空濕法窯，雖然長徑比大，但因為窯內物料堆積與氣體間傳熱療效差，排出廢水氣溫很高，常常高達600～700以上，若不回收，熱耗肯定很高。干法長窯，雖排氣氣溫不高（200～240），但因料漿中大量水份在窯內蒸發，耗熱本身相當高，同時排量高。新型SP和NSP窯，因為廢水經幾級預熱后，將大量熱傳給生料，使排氣最終氣溫達到320～380，某些系統甚至降到240，因此能大大降發燒成熱耗。但應強調的是，單位熟料排氣量，除與燃料特點，熱耗水平及燃燒控制條件（短缺空氣系數）有關外，還與透風情有很大關系，因而常常是評價設備及操作水平的一個指標。9xs物理好資源網(原物理ok網)

在生產中應控制好排氣量和排氣體溫，更主要的是強化廢水熱的回收。熟料帶走顯熱主要與熟料離窯氣溫有關。回收熟料顯熱的主要舉措是加強冷卻，提升冷卻機的熱效率。窯體散熱主要與窯皮及窯襯材料的隔熱性能有關。可采用隔熱材料減少熱損失。（2）回轉窯的發熱能力及熱負荷（前已討論，略）（二）熱平衡估算基準、范圍及原始數據（1）熱平衡估算基準1、物料基準：通常以1kg熟料為基準；2、溫度基準：通常以0為基準。（2）熱平衡范圍熱平衡的范圍必須按照回轉窯系統的設計或熱工測定的目的、要求來確定。在回轉窯系統熱平衡估算時，其平衡范圍，可以回轉窯、回轉窯加窯尾預熱分解系統、或再加冷卻機和煤磨作為平衡范圍，范圍選得大，則進出口物料、氣體氣溫較低，數據易沒定或取得，但常常須要的數據較多，估算也繁雜。因而通常選回轉窯加窯尾預熱分解系統作為平衡范圍。（3）原始數據按照確定的估算基準和平衡范圍，取得必要的原始數據，這是一項十分重要的工作。估算結果是否符合實際情況，主要取決于所選用的數據是否合理。對新設計窯或改建窯來說，主要是依據同類型窯的生產資料，結合鞋廠具體情況、合理地確定各類參數；對于生產空來說，主要通過熱工測定取得實際生產中各類參數。9xs物理好資源網(原物理ok網)

若以窯加窯尾預熱系統為平衡范圍，通常要取得如下原始數據：生料：生料藥量、化學組成、水分、入窯氣溫；燃料：燃料成份、工業剖析和入窯氣溫；風：一、二次風的比列和濕度、空氣短缺系數、漏風系數、廢氣量與氣溫；料損：飛灰量、飛灰氣溫和燒失量；收塵效率；熱損失：窯體散熱、熟料帶走熱；熟料產生熱：可依照熟料產生過程中的各項物理熱效應求得，也可用經驗公式估算或直接選取。（三）物料平衡窯型：以漂浮預熱器窯為例。基準：1kg熟料；氣溫0；平衡范圍：窯+預熱器系統。按照確定的平衡范圍，勾畫物料平衡圖如下。（參見教材，物料平衡圖）物料平衡估算：（1）收入項目1、燃料消耗量（kg/kg熟料）設計新窯或技術整修時，是未知量，通過熱平衡多項式2、入預熱器物料量干生料理論消耗量：——燃料應用基酸值濃度，%；a——燃料酸值摻入熟料中的量，%；——生料的燒失量，%。求得，已生產的窯，通過熱工測定得到。yhfhFh——入窯回灰量，kg/kg熟料；fh——出預熱器飛灰量，kg/kg熟料；Fh——收塵器、增濕塔綜合收塵效率，%。考慮飛損后干生料實際消耗量：fhFhgsLgs——考慮飛后干生料實際消耗量，kg/kg熟料；fh9xs物理好資源網(原物理ok網)