回转窑热工设计.doc

目前国内外发展趋势仍以直筒型窑为主，而且尺寸向大型方面发展。

一、窑型和长径比

1.窑型

所谓窑型是指筒体各段直径的变化。按筒体形状有以下几种窑型:

(1) 直筒型：制造安装方便，物料在窑内移动速度较均匀一致，操作控制较易掌握，同时窑体砌造及维护

较方便;

(2) 热端扩大型：加大单位时间内燃烧的燃料量及传热量，在原窑直径偏小的情况下，扩大热端将相应提

高产量, 适用于烧成温度高的物料;

(3) 冷端扩大型：便于安装热交换器，增大干燥受热面，加速料浆水分蒸发，降低热耗及细尘飞损，适用

于处理 蒸发量大、烘干困难的物料;

(4) 两端扩大型(哑铃型)：中间的填充系数提高，使物料流动的机会减少，还可以节约部分钢材;

还有单独扩大烧成带或分解带的 大肚窑”，这种窑型易挂窑皮，在干燥带及烧成带能力足够时，可 以显著 提高产量。但这种窑型操作不便。

总之，不论扩大哪一带，必须保持预烧能力和烧结能力趋于平衡。只有在生产窑上，经过生产实践和 充分 调查研究(包括必要的热工测定和计算)，发现某一带确为热工上的薄弱环节，在这种特定条件下将该带扩 大, 才会得出较明显的效果。

回转窑热工设计

A 0.

其他有色金属工业用回转窑（还原、挥发、硫化精矿焙烧、氯化焙烧、离析、烧结转化等

）多采用较短

1.按窑内物料流通能力： G=0.785D 2 X 书X3X 吨/小时 （1）

的直 筒窑。

2.长径比

窑的长径比有两种表示方法：

一是筒体长度L 与筒体公称直径D 之比；另一是筒体长度L 与窑的平均

有效直径D 均之比。L/D 便于计算，L/D 均反映要的热工特点更加确切，为了区别起见，称 L/D 均为有效长

径比。

窑的长径比是根据窑的用途、喂料方式及加热方法来确定的。

类窑的长径比示于表1中。长径比太大，窑尾废气温度低，蒸发预热能力降低，对干燥不利；长径比太小, 则窑尾温度高，热效率低。

同类窑的长径比与窑的规格有关，小窑取下限，大窑取上限。

表1各类窑的长径比

回转窑生产是一个综合热工过程，其生产率受多方面因素影响。分析其内在规律性，可以建立以下几 个方面的数量关系。

根据我国生产实践的不

完全统计，各

式中:

单位生产率，吨/小时; D均——窑的平均有效内径，米;

tP――物料在窑内的平均填充系数，一般为0.04?0.12 。各类窑的填充系数见表2。

Y料一一物料堆比重，吨/米；某些物料的堆比重见表3;

3料一一物料轴向移动速度，米/小时；其值取决于窑运转情况，可按式(12)、式(13)及式(14)计

算或测定。

表2各类窑的平均填充系数

表3某些物料的堆比重

G

G

3t ――窑尾排气速度， m/s ，—般3~8m/s 书干一一干燥带物料填充系数;

D 均干一一干燥带平均有效内径,

米。

4.按供热能力

式中:

B ――燃料消耗量，公斤/小时或标米3/小时； /标米3;

n —―?的热效率，一般为 55~65%

q 吸一一每公斤产品吸热反应吸热量 （除去放热反应放热量），千卡 /公斤;

C Xt 高一一将物料加热到最高温度（烧成带）所需物理热，千卡/公斤; W ――湿生料中所含水分，% 。

2.按物料反应时间

有些工艺过程要求物料有一定的高温持续时间，以完成物理化学反应。若通过实验或生产实践得知

物料必须在窑内停留的时间，则 :G=0.785XL/ T XD 均2 X 书 XY* 吨 /小时 ⑵

式中：L ――窑长（或某带长度

），米；T ――物料在窑内（或某带）停留时间，小时；其他符号同前。

3.按正常排烟能力

往往选择一个适宜的窑尾排气速度范围。

为了控制窑灰带出的循环量，

2

G=2826

DX 干 X3t X （1-书干）/V 0X （1+ 3t ）

吨/小时（3）

式中:

V o ――每吨产品的窑气量，标米 3/吨; t 尾一一烟气离窑温度，

3——体体积膨胀系数 3 =1/273;

G=K

BX Q 低为/q 料吨/小时⑷

Q 低一一燃料低发热量，千卡/公斤或千卡

K ――系数，对铝厂用窑预热二次空气时, K=1.1?1.15

;不预热时，

K = 1.0

每吨产品必须消耗的有效热，千卡

吨。

q 料=(G 干料 +A)(q 吸 +CX t 高 +600w/100-w) X

103千卡/吨

式中：G 干料 ――每公斤产品理论消耗干生料量 （不包括水分），公斤/公斤; A ――每公斤产品不可返回的飞尘损失，公斤

/公斤

式中：刀一—窑内各带对物料的总给热量，千卡

/小时;

[q 料】i ―― 物料在某一工作带内必须吸收的有效热量，千卡

/吨。

所谓有效热量指的是不考虑非生产性消耗和热损失的热量。

回转窑内传热过程比较复杂，各工作带内传热方式也不尽相同。在干燥带，气体温度较低, 对流为主。另外，窑壁及热交换装置对物料也有传导作用，因传导的计算较繁杂，而辐射的份量又不大, 为简化计算，往往将两种热交换综合在对流给热系数之中，用一个经验公式表示: 式中:

a 干一一干燥带给热系数，千卡/米2

.小时.C,根据热交换装置类型不同，有各种经验公式,

如在挂链条情况下：（式中30为窑全断面的平均流速，

Nm/S ）;

F 干一一干燥带中总传热面积（窑的内衬表面

+热交换装置总表面），

m 2

△ t 干一一干燥带两端炉气与物料温度差的对数平均值，C 。

壁示意图

其他带内，对物料裸露表面的传热可近似按火焰炉内传热公式计算；对与窑 衬接砝的物料表面，

窑衬表面将通过辐射与传导向物料传热，但随着窑衬温度升高及物料颗粒变粗 （由粉料变成小球进

Q i ――窑内某一工作带中对物料的传热量，千卡 /小时; q 料一一物料必须在窑内吸收的总有效热量，千卡

/吨;

传热以

Q 干=a 干 XF 干 XAt 干

图1回转窑内传示意图

图2回转窑内

［附］F 弦、F 弧、F 壁的计算:

而烧结成块），其间传导作用将越来越小，传热量按下式计算:

Qi = aX^ t :弦?

］ F 弧

4

4

a 辐=C 气料壁 [(T 1/100) -(T 2/100) ]/t 气-t 料

式中：￡料，￡气一一物料及炉气的黑度;

F

壁

/F 弦=n XD-L 弧/L 弦

△ t= △ - △ t " /ln(

其中：△t ' △t ――始端及末端的气与料的温度差，c ；

当△ t 与△▼之值相差不大（不超过一倍）时，可用算术平均值，即：

△ t=1/2（ △ t ' +△

式（7）中第二项系考虑窑衬遮蔽表面与接触物料弧形表面间的辐射

式中有关参数确定如下:

C 壁料=4.88 - (1/ ￡壁+1/ ￡料-1 )千卡/米2.小时.K 4

式中：￡壁一一窑壁黑度;

另外T 壁为窑衬遮蔽表面在该带内的平均温度， K ;考虑到与物料接触过程中的温度降低，此值可近似取

以下平均值： T 壁=1/2

（ T 料+T' 壁）

其中未遮蔽的窑壁表面温度 T 壁可近似按火焰炉内炉墙表面温度公式确定:

式中符号意义及单位同前。

式中：a ------- 综合给热系政，等于 a 对

+

a

辐

，千卡/米2

.小时.c ； a 对

――炉气对物料的对流给热系数，千卡

/米2

a 辐一一炉气及窑壁对物料的辐射给热系数，千卡

.小时.c ； /米2

.小时.c 。

式中： C 气料壁=4.88 ￡料（F 壁/F 弦+1-

￡气）/［ ￡ 料 +￡气（1- ￡ 料 ）］1- ￡气/ ￡气+ F 壁/F 弦千米/小时

△ t ――该带内炉气与物料的平均温度差，c.

取始末两端温差的对数平均值:

（视为两平行表面组成的封闭体

C 气壁料

<100； <100；