熟料-设备-悬浮预热器-旋风筒概述.
旋风筒工作原理
旋风筒工作原理一、引言旋风筒是一种常见的物料干燥设备，广泛应用于化工、冶金、建材等领域。
其工作原理是通过气流旋转和物料的离心力将湿度较高的物料脱水或干燥。
本文将详细介绍旋风筒的工作原理。
二、旋风筒结构旋风筒主要由筒体、进料口、出料口、气流分配器、排灰口等组成。
其中，筒体为圆柱形，内部有多个螺旋板和隔板，用于增加物料与气流的接触面积和混合程度；进料口和出料口分别位于筒体两端；气流分配器位于中间位置，用于控制气流的进出和分布方向；排灰口则用于排放废气和固体颗粒。
三、旋风筒工作原理1. 气流产生在旋风筒内部，通过鼓风机或压缩机产生高速气流，并经过气流分配器进入筒体。
当气流经过螺旋板和隔板时，会产生强烈的涡流，并将物料带起。
2. 物料分离当气流在筒体内旋转时，会产生离心力，将物料向筒体壁面推进。
由于物料的密度和大小不同，因此会在不同位置受到不同的离心力作用，从而实现物料的分离。
重质颗粒被推向筒体底部，轻质颗粒则随气流进入气流分配器。
3. 湿度控制在旋风筒内部，湿度较高的物料会随着气流一起进入气流分配器。
在气流分配器中，通过调节气流的速度和方向，使湿度较高的物料得以与干燥空气充分接触，并逐渐脱水或干燥。
4. 固体颗粒收集当湿度较高的固体颗粒经过脱水或干燥后，在旋风筒内部会变得比较松散，并且密度也会发生变化。
此时，固体颗粒会被推向筒体底部，并经过出料口排出。
5. 废气处理在旋风筒内部，由于湿度较高的空气经过脱水或干燥后，会带有大量的水汽和固体颗粒。
为了防止这些废气对环境造成污染，旋风筒通常配备有排灰口，用于排放废气和固体颗粒。
四、总结旋风筒是一种常见的物料干燥设备，其工作原理是通过气流旋转和物料的离心力将湿度较高的物料脱水或干燥。
在旋风筒内部，气流通过分配器进入筒体，并经过螺旋板和隔板产生涡流，将物料带起并分离。
湿度较高的物料随着气流进入分配器，并逐渐脱水或干燥。
最后，固体颗粒经过出料口排出，废气则通过排灰口处理。
2.2 悬浮预热器
Q = αF（tg — tm）（kW） 式中， Q——气、固相之间的换热量
（也称：换热速率），kW或kJ/s； α ——气、固相之间的换热系数
（包括对流和辐射，以对流为主）； F——气、固相之间的接触面积，m2； tg - tm——气、固二相之间的平均温度差，℃。
2.2.4 各级旋风预热器性能的配合（以5级为例）
（1）各级旋风筒的气固分离效率
c1 c5 c 4 c3 c 2
为什么要求第一级旋风预热器的分离效率最高？第五级低于第一级？
旋风筒
C1
C2
C3
C4
C5
分离效率η（%） ≥95 ≈85 ≈85 85∽90 90 ∽ 95
如：
C1
2.2.6 旋风预热器分类以及几种典型的旋风预热器
分类：
传统的——洪堡型旋风预热器 新型的——低压损旋风筒（表2.7）
旋风筒改进的几个方面： 1）旋风筒入口或出口处增设导向叶片； 2）旋风筒筒体结构的改进； 3）旋风筒进风口与排气管（内筒）结构的改进； 4）旋风筒下料口结构的改进 5）旋风筒旋流方式的改进
进风口的形状现多采用多边形。
进风口形状尺寸特点： 1）多采用倾斜面，有利于防止积灰。 2）高宽比=1.5 ～ 2。
过大，柱体部分过高，阻力大。过小，气固分离率低。
3）进风口的尺寸应保证进口处工况风速在15～25m/s范围 为宜。
(3)出风管(内筒)的尺寸和插入深度: 一般来说，出风管(内筒)的直径越小，插入深度越深，旋风
（1）旋风筒的直径： 在其他条件相同时，筒径越小，分离效率越高
（2）旋风筒进风口的类型与尺寸： 进风口结构应以保证能沿切向入筒，减小涡流干扰为佳。
第二节新型干法窑系统中预烧过程和设备
设置撒料装置是有利的。
Ⅰ
预热器
Ⅲ
回转窑 窑气
生料
Ⅱ Ⅳ
上长管道中的分散装置
下 料溜子
下料管管道分散装置源自闪动阀NC单板阀结构
锁风阀的作用及要求
主要作用是保持下料均匀畅通，又起密封作用，动作 必须灵活自如。要求：
⑴、阀体必须坚固、耐热，避免过热引起变形损坏； ⑵、阀板摆动轻巧灵活，重锤易于调整，既要避免阀
根据理论分析与计算还表明：
预热器废气温度随级数n的增加而降低，即回收 热效率有所提高。但它们之间不是线性关系，而是随 着n值增大、废气温度的降低趋势不断减小。也可以 说，级数愈多，平均每级所能回收的热量趋于减少。 反过来说物料预热升温曲线趋于平缓。
从理论上来讲，级数愈多，愈趋于可逆过程，能 量品位熵的损失愈小，愈合理。
影响旋风预热器预热效率的因素
因素之一：粉料在管道中的悬浮
保证悬浮效果的几项措施： （1）选择合理的喂料位置：
一般情况下，喂料点距出风管起始端应 有大于1m多的距离，此距离还与来料落差、 来料均匀程度、内筒插入深度以及管内气体 的流速有关。
(2)选择适当的管道风速
一般要求粉料悬浮区内的风 速在10—25m/s之间，通常要求大 于15m／s以上
C.气固分离
旋风预热器中气流所承载的粉体粒径很细，因此气 体流动状态对尘粒的运动起着决定性作用，对所能分离 的粉粒数量和大小有很大影响。
研究旋风预热器中气固分离问题，应着眼于气体流 动的流型、速度和压力分布等特征，给分析认识分离作 用提供依据。
其他因素如尘粒间的碰撞、凝聚、粘附和静电效应 均会对分离作用产生影响。
板开闭动作过大，又要防止物流发生脉冲，做到下料 均匀； ⑶、阀体具有良好的气密性，杜绝漏风； ⑷、支撑阀板的轴承要密封完好，防止灰尘掺入； ⑸、阀体各部件易于检修更换。
谈谈悬浮预热器旋风筒一些部位的结构
即便 是 同一 种物料 ，它 的易磨 系数 也不尽 相 同。熟 料 的易磨性 与各矿 物组 成 的含量 ， 以及 冷却机 环境
２
切忌忽大忽小 ，并根据物料的变化 ．如物料粒度、 水分 、易 磨性 能 、库存料 多 少等等 ，利用 微机及 时 调整操作 ，绝不能待磨机状况发生显著的变化时才 采取应急的措施，这对磨机产量成 品质量是有利 的。
谈谈悬浮预 热器旋 风 筒一些鄯位的 结构
刘德庆 中国建材技术装备总公司 （０８ １ １０３ ）
摘 要 从旋风筒 问世发展成为水泥生产的主要设备谈起，就旋风筒影响预热器效果的几个部位，在结构变迁 改进方面作了介绍、对各种结构的利弊进行了评述 结合新结构选用新材料和改进方案表达了个人意见。 关键词 旋风筒 卸料阀 内筒
组成悬浮预热器的关键设备是旋风筒，旋风筒 熟料产量提高 了一倍左右．热耗 随之大幅度下降． 由此旋风筒的身价大增，成为水泥生产悬浮预热器 中旋 风筒 的用途逐渐 扩 大， 由分离 、收尘 发展 到选 的主 体设 备 旋 风筒 的结 构 虽然简单 ．但 是其每 个 粉。由于气液、气固和固体颗粒间重量不同，在离 小 的局部 形状 、结构 和规 格尺 寸都直 接 影响着预 热 心力的作用下旋风筒分离效率突出，对水泥生产起 器 系统 的经济 效 果 。很 多企 业 和 院校 专 家教 授们 ， 到了重要作用。 自 ０ ２世纪３年代初丹麦开发出四级 在旋风筒开发研究方面作 了大量工作 。当前在贯彻 ０ 十五 ”规划 中，水 泥装 备 向大 型化 发展是 国 悬浮预热器后，特别是在５ 年代初德 国洪堡公司建 建材 “ ０
预热器构造及原理
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Huaxincem
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2008-04-25
谢谢大家 谢谢大家
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Huaxincem
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工作原理（ 工作原理（二)
气固分离：１、气流携带料粉以切线方向高速进入旋风筒，在筒内 旋转向下，至锥部反射内旋转向上。 ２、在旋转时，料粉及气流受离心力的作用具有向壁 运动倾向，大颗粒质量大惯性大，碰壁失速坠落
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常见故障（ 常见故障（一)
预热器堵塞 ： １、结皮 ２、翻板阀不灵活 ３、 抽风不足 ４、喂料不均、温度波动大
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工作原理（ 工作原理（一)
换热原理: 1、料粉从喂料口喂入,迅速分散悬浮于气流中，气固相间立即 进行热交换，且换热速率极快 2、80%以上的热量交换在连接管道中完成，只有不到20%的 在旋风筒完成
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预热器的发展
1951年,德国洪堡公司的洪堡型旋风预热 器是水泥工业首次投入运行的悬浮预热器。 预热器主要形式有旋风、立筒、立筒—旋 风混合式三种。
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基本构造（ 基本构造（一）
气流
1.换热管 2.旋风筒
1
料流
2
气流 换热区 料流 分离区
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故障处理（ 故障处理（二)
系统塌料: 1、检查翻板阀动作 2、检查系统漏风，尤其是下料管处膨胀节和翻板阀 锁风不好造成的漏风 3、合理的配料配煤
预热机介绍
预热机的介绍预热机是熟料烧成最主要设备之一，它是一个组合，在我们厂采用的是双系列五级旋风筒+分解炉的悬浮窑外分解技术，是当今世界最先进的熟料锻烧技术，它也是水泥厂最危险的区域，尤其堵料现象发生后，处理过程一定要小心。
预热机的作用为生料加热脱酸和料气分离。
它主要由旋风筒、连接风管、下料管、及煅烧炉组成。
一、 旋风筒预热机组合单元旋风筒主要由下料管、锁风阀、撒料器、换热管道、内筒及旋风筒组成。
功能在于物料在热气流中的分散，均布，气固换热和分离，性能优劣主要表现在是否有较高的换热效率、分离效率、较低阻力和良好的密封性能。
二、旋风筒锥部堵料原因(1) 原料燃料的原因原料、燃料中含有钾、钠、氯、硫等有害物质，它们的化合物氯化钾熔点在768℃左右，K2SO4与CaSO4的熔点在867℃左右，当碱、氯、硫循环量大时易造成锥部堵料，另生料若KH值低，物料在高温下凝熔结于锥部，造成下料不畅而形成堵料，IM值偏高，物料粘度大，流动性差，也会堵料。
(2) 操作方面的原因1.长时间维持较高温度，860℃以上，甚至870℃，造成下料管内结料，又没有及时清出，造成下料不畅而堵料。
2.刚进料时，风车速度过高或过低，造成堵料。
3.煤粉粗，燃烧不完全，进入旋风筒后继续燃烧，形成局部高温造成堵料。
4.温度上下波动大，三段积料往下冲，造成四段堵料。
5.停窑时，停进料后，风车减速太快，旋风筒进口积料，下次重开时，积料易带入旋风筒造成堵料。
(3) 其它方面的原因1.内筒因高温氧化，化学腐蚀等原因掉下卡住锥部而堵料。
2.旋风筒内部结料落下或掉砖等卡住锥部造成堵料。
3.窑进口、托板、斜坡卡大块料造成通风不足也会堵料。
4.锁风阀不零活造成堵料。
三、防止预热机堵料的措施1.在生料化学成份不能变动条件下，除配料方面采用高钙高硅方案外，燃料中必须含硫成份低，避免高硫循环。
2.中控室不管是在刚进料中还是平时运转中，做到热工稳定，使煤风料达到平衡，避免高温操作，避免大调整。
预热器原理
③炉的中心温度较高，边缘温度较 低；
九、预分解窑炉的主要特点
是把大量吸热的碳酸钙分解反应从窑内传热 速率较低的区域移到分解炉中进行。生料颗粒高 度分散在分解炉中，处于悬浮或沸腾状态，各个 区域以最小的温度差，在燃料燃烧的同时，进行 高速传热过程，使生料迅速发生分解反应。入窑 生料碳酸钙的表观分解率提高到85%～95%，从 而大大减轻窑负荷。由于入窑生料分解率的大幅 度提高，使窑内生料的产气量大大降低，窑内生 料以一定流态化状态下冲的趋势大大降低，使窑 的转速得以提高，提升窑内物料的高度，加大生 料与热气流的热交换面积，从而加大了窑内的热 交换效率，使窑的生产能力成倍增加。
三次风量可通过控制阀调节。
两个主燃烧喷嘴分别装在第二区段三次风管 入口的上部，燃料喷入时形成涡流，使之迅速加 热起火预燃在富氧条件下立即分解、氧化和燃烧， 其热量迅速传递给呈悬浮状态的生料。
在第三区段下部设有生料下料管，从上一级 旋风筒下来的生料从此进入炉内，生料进入后立 即悬浮于喷腾层之中。
大
的石灰石分解速度较慢；
△ 粒径大小：颗粒直径越大，分解所需的时 间
越长；
△ 生料的分散悬浮程度：悬浮分散性差，相当 于
通过气相色谱仪对气体分析，发现90%的燃 烧可在第三区段内燃烧，只有10%的燃烧可在第 四区段内完全燃烧，这对防止可燃气体进入旋风 筒内二次燃烧和旋风筒堵塞十分有利。
从冷却机来的三次风直接导入从炉底喷入的 窑烟气之中，炉内不存在水平方向的旋流，故压 力损失较小，一般在0.5～0.6KPa。
炉与窑内的燃料比例约为60：40，出炉生料 分解率可达85%～90%。
并放出CO2的化学过程； ☆ 分解放出的CO2从分解面通过CaO层向表
旋风筒工作原理
旋风筒工作原理旋风筒是一种常见的分离设备，它可以将固体颗粒和气体分离开来。
旋风筒的工作原理是基于离心力和惯性力的作用，通过旋转产生高速气流，将固体颗粒从气流中分离出来。
本文将详细介绍旋风筒的工作原理及其应用。
一、旋风筒的结构旋风筒主要由筒体、进料口、出料口、旋风分离器、旋风管等组成。
筒体是旋风筒的主体部分，通常为圆柱形或锥形，进料口和出料口分别位于筒体的上部和下部。
旋风分离器是旋风筒的核心部件，它位于筒体的中心位置，由一组旋转的叶片和固定的导流板组成。
旋风管是连接旋风分离器和出料口的管道，它的长度和直径决定了旋风筒的分离效果。
二、旋风筒的工作原理旋风筒的工作原理是基于离心力和惯性力的作用。
当气体通过进料口进入旋风筒时，由于筒体的形状和旋风分离器的作用，气体会产生旋转运动，形成高速气流。
固体颗粒在气流中受到离心力和惯性力的作用，向外运动，最终被分离出来。
分离出来的固体颗粒沿着旋风管流向出料口，而气体则从旋风分离器的中心位置流出。
旋风筒的分离效果与旋风分离器的结构和气流的速度有关。
旋风分离器的叶片和导流板的数量和角度可以影响气流的旋转速度和方向，从而影响固体颗粒的分离效果。
气流的速度越高，分离效果越好，但同时也会增加能耗和噪音。
三、旋风筒的应用旋风筒广泛应用于化工、冶金、建材、环保等领域，主要用于固体颗粒和气体的分离。
以下是旋风筒的几个典型应用场景：1. 粉尘收集：在工业生产过程中，会产生大量的粉尘和废气，这些粉尘和废气对环境和人体健康都有一定的危害。
旋风筒可以将粉尘和废气分离开来，减少对环境的污染。
2. 煤粉分级：在燃煤发电和工业锅炉中，需要将煤粉按照粒度分级，以保证燃烧效率和安全性。
旋风筒可以将煤粉按照粒度分离出来，提高燃烧效率和安全性。
3. 矿石分离：在矿山开采中，需要将矿石和杂质分离开来，以提高矿石的品位和价值。
旋风筒可以将矿石和杂质分离开来，提高矿石的品位和价值。
4. 垃圾处理：在城市垃圾处理中，需要将垃圾中的有用物质和无用物质分离开来，以便进行回收和处理。
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功能描述
• • 旋风筒由进风管、蜗壳、锥体和内筒组成。 含有悬浮物料的高温气体 通过旋风筒（由ID 风机产生的拉力）， 在离心力作用下，物料 向旋风筒内壁移动、收集，经过锥部下滑到 下料管和翻板阀。 提高分离效率的途径： 增加内筒长度 增加旋风筒高度与直径比（即高且细的设计） 预热器最顶级的旋风筒设计成高效分离型， 为了降低塔架高度通常设计成双筒型。 8
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19 September 2017
温度和压力示意图
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不良工作状况
• 气料分离效率低 粉尘循环严重 热耗增加 堵塞撒料板上的下料管道可能导致停 窑 增加物料循环 压降增大 能耗增加 产量降低 落入较低级旋风筒（物料短路）
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典型的最顶级旋风筒
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中间旋风筒
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旋风筒的结构组成-内筒、翻板阀
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单元内容：
• • • • • • 旋风筒的用途 功能描述 不良工作状况 故障原因 预防措施 安全防护
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带4个旋风筒的预热系统
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旋风筒的结构组成-进风口、蜗壳
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旋风预热器尺寸
Typical Dimensions
max
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βmax 65 L min 2,5m h d c 2 H 3 1 D 2 0,5m
Manufacturing Workforce Training 生产人员培训
熟料分厂：徐林
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Manufacturing Workforce Training 生产人员培训
工作区域: 范围: 模型: 培训单元:
熟料生产 设备 悬浮预热器 旋风筒
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堵塞清理后的旋风筒-7#窑C5锥体
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故障原因
• • • • 撒料板损坏 旋风筒入口积料 内筒脱落 设计缺陷
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带5个旋风筒的预热系统
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窑预热器系统
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窑预热器系统
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预防措施
1、清除旋风筒入口处的积料 使用高压气体 空气炮（可控制压力的） 设置耐热驼峰增加气体速度 2、正确的设计
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安全防护
• 穿戴好防护装备（耐温防烫服、护目镜 等）； 预留安全通道，人应在上风口； 完好的工具； 做好与中控室的沟通； 严禁两处以上的作业。
MWFT, xiangfan plant 19 September 2017
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旋风筒结构
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换热原理
(schematic)
Counter current (shaft stage)
Co-current (cyclone stage)