建筑材料热工设备 1 水泥窑 第5节回转窑系统的设计计算3
回转窑系统的设计计算
若以窑加窑尾预热系统为平衡范围，一般要取得如下原始数据：
生料：生料用量、化学组成、水分、入窑温度； 燃料：燃料成分、工业分析和入窑温度； 风：一、二次风的比例和温度、空气过剩系数、漏风系数、 废气量与温度； 料损：飞灰量、飞灰温度和烧失量；收尘效率； 热损失：窑体散热、熟料带走热； 熟料形成热：可根据熟料形成过程中的各项化学热效应求得， 也可用经验公式计算或直接选定。
m gsL 100 mr A y a 100 Ls
mgsL
Ay
Ls
——干生料理论消耗量，kg/kg熟料； ——燃料应用基灰分含量，%； a——燃料灰分掺入熟料中的量，%； ——生料的烧失量，%。
②入窑回灰量和飞损量：
m yh mh
mFh m fh m yh
式中：
m yh
——入窑回灰量，kg/kg熟料； ——出预热器飞灰量，kg/kg熟料； ——出收尘器飞灰损失量，kg/kg熟料； ——收尘器、增湿塔综合收尘效率，%。
式中：
2.52 0.762
L
G——熟料小时产量，t/h； K——系数，K=0.114～0.119。
4、南京化工学院推荐公式 1986年，南京化工学院汇总了世界上54个国家，从1951 年到1984年投产的617台各悬浮预热器和分解窑的生产数据或 设计资料，利用微机进行产量回归分析，得到了旋风预热器 窑、立筒预热器窑和预分解窑三组产量计算公式。参见P109 表2-29。 5、我国水泥工业设计院，根据国内窑的生产资料统计，推 荐的湿法窑生产能力计算公式：
y y QrR mr QDW M r QDW / 1000G （kJ/kg熟料）
式中：
mr
——单位熟料烧成实用总燃料量，kJ/kg熟料； M r ——窑系统小时总耗实物燃料量，kJ/h熟料； G——熟料小时产量，t/h；
回转窑系统的设计计算PPT文档共63页
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的பைடு நூலகம்谈话。——笛卡儿
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回转窑系统的设计计算
标定过低，在设计计算其他附机设备时，可能出现选型小，
在投产后会出现限制窑生产能力的发挥。
标定过高，附机选型可能出现偏大，而窑实际产量达不 到，造成设备能力的浪费。同时给窑生产达标带来困难。
本课程介绍常用的几个计算式：
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1、日本(rì běn)水泥协会推荐 的公式：
G KD1.5 L
式中： G——窑的小时(xiǎoshí)产量，t/h；
D——窑烧成带筒体内径，m；
L——窑有效长度，m； K——系数，因窑型而异，见P108表2-28。
对这个公式，可以从理论上略加分析，即窑的烧成能力主要与气
回转窑系统(xìtǒng)的设计 计算
回转窑系统的设计计算的主要内容，是根据原料 和燃料情况，生产的水泥品种和质量，工厂的自然条 件和生产规模等来确定窑的类型和尺寸，或对已建成 的窑进行产量(chǎnliàng)标定，以及计算单位产品 的燃料消耗量，回转窑系统的重要配套设备，如冷却 机、预热器、分解炉、煤磨、收尘器、喂料装置及通 风设备等也要在窑的产量(chǎnliàng)和燃料消耗量 确定后进行设计计算。
热平衡的范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来 确定。
在回转窑系统热平衡计算时，其平衡范围，可以回转窑、回 转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作为平衡范围， 范围选得大，则进出口物料、气体温度较低，数据易没定或取得， 但往往需要的数据较多，计算也烦琐。因此一般选回转窑加窑尾 预热分解系统作为平衡范围。
ＬＳＴ——生料石灰标准。
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(完整word版)回转窑和气化室计算20151230
(完整word版)回转窑和气化室计算20151230回转窑和气化室计算计算日期：2015年12月30日1. 引言本文档旨在对回转窑和气化室进行计算及分析，以确定其运行参数和性能指标。
2. 回转窑计算回转窑是一种常见的工业设备，主要用于水泥生产过程中的煅烧工序。
以下是对回转窑的计算步骤：2.1 热量平衡计算根据回转窑的工作原理和热传导原理，可以进行热量平衡计算，得到煅烧过程中的能量收支。
2.2 材料流动计算回转窑内的材料流动是煅烧过程中的关键环节，可以通过流体力学方法进行计算，以确定材料在窑内的运动轨迹和停留时间。
2.3 物料质量计算根据材料的组成和性质，可以进行物料质量计算，以确定在煅烧过程中材料的变化情况和产出物的质量。
3. 气化室计算气化室是一种用于生物质或其他可燃物料气化的设备，可以通过热解和气化反应将固体燃料转化为气体燃料。
以下是对气化室的计算步骤：3.1 燃料特性计算根据燃料的组成和性质，可以进行燃料特性计算，以确定气化反应的条件和产物的组成。
3.2 热平衡计算根据气化室的热传导原理和热平衡方程，可以进行热平衡计算，以确定气化过程中的能量收支。
3.3 产气量计算通过对气化反应的动力学和热力学特性进行分析，可以进行产气量计算，以确定气化室的产气能力和效率。
4. 总结通过对回转窑和气化室的计算和分析，可以得到它们的运行参数和性能指标，为工业生产和能源利用提供依据。
参考文献[1] 王明等. 回转窑烧制过程的数值模拟与优化[J]. 中国陶瓷, 2010, 46(10): 55-59.[2] 李华等. 生物质气化技术的研究进展[J]. 燃料化学学报, 2012, 40(4): 482-492.。
回转窑系统的设计计算
回转窑系统的设计计算回转窑系统是一种常用于水泥生产和其他高温煅烧过程的设备。
它通过将原料在回转窑内进行连续的煅烧和热处理，实现了高效的热交换和物料的分解、反应和固化。
在设计回转窑系统时，需要考虑一系列因素，包括窑体结构、传热与传质过程、物料流动与分布、能耗及对环境的影响等。
首先，回转窑的结构设计需要考虑到窑体的稳定性和耐久性。
窑体一般由钢筋混凝土或金属材料制成，需要具备足够的强度和刚度以承受窑体的自重和反应力。
此外，在设计过程中还需要考虑窑体的尺寸、形状和内部衬板的布置，以实现充分的物料流动和热交换，从而提高生产效率和产出质量。
其次，回转窑系统的传热与传质计算是设计中的重要环节。
传热与传质过程是回转窑内物料分解、反应和固化的基础，也是能耗控制和产品质量的关键因素。
传热与传质计算涉及到窑体内部的温度场、物料的热负荷、传热介质（如燃料和烟气）的流动特性等。
传热与传质计算可以通过数值模拟和实验方法进行，以确定合理的工艺参数和操作条件，最大限度地提高传热效率和物料品质。
物料流动与分布是回转窑系统设计中的另一个重要问题。
物料在窑体内的流动和分布状况直接影响煅烧和反应的效果。
在设计中，需要考虑物料与介质（如燃料和烟气）之间的动力学和传递过程，包括物料的流态化、排气和混合等。
此外，还需要考虑窑体内不同区域的温度和气氛控制，以满足不同工艺要求和产品质量标准。
能耗与环境影响是回转窑系统设计中不可忽视的因素。
由于回转窑系统通常是高温工艺，在设计中需要考虑能耗的节约和废气处理等问题。
能耗的计算可以基于热力学和能量平衡原理进行，以确定合理的燃料选择、燃烧方式和能耗控制措施。
同时，需要关注对环境的影响，例如废气的处理和净化，以确保工艺的安全和可持续性。
综上所述，回转窑系统的设计计算涉及多个方面，包括窑体结构、传热与传质过程、物料流动与分布、能耗及对环境的影响等。
设计中需要多学科的知识，如热力学、传热传质、流体力学、机械工程等。
回转窑热平衡计算
回转窑热平衡计算回转窑热平衡计算是工业生产过程中常见的一种热工计算方法。
回转窑常用于水泥生产过程中的煅烧环节，通过应用热平衡计算，可以确定回转窑的热效率，进一步指导工业生产过程的优化。
本文将详细介绍回转窑热平衡计算的原理和步骤，并以一个实际应用案例进行说明。
回转窑是一种长圆筒形的设备，通常由砌筑的耐火材料和传热设备组成。
在回转窑中，水泥熟料通过滚动和旋转的运动方式逐渐完成水泥熟化过程。
在这个过程中，因为有化学反应的进行和传热，会产生大量的热量。
为了保证回转窑的正常运行和热能的高效利用，需要进行热平衡计算。
回转窑热平衡计算的基本原理是根据能量守恒定律，在回转窑内各部分之间建立热平衡方程组。
热平衡方程组包含两个方程：供热方程和传热方程。
供热方程描述了燃烧器燃料和回转窑材料之间的热量传递关系，传热方程描述了回转窑内部各部分之间的热量传递关系。
1.确定各热能输入和输出项：计算回转窑内的热阻、热流量、热能产生和热能损失等。
2.确定各热平衡系数：根据回转窑的物料流动、气流输送、燃料燃烧等特点，确定各热平衡系数，包括传热系数、比热容、热传导系数等。
3.建立热平衡方程组：根据能量守恒定律，建立回转窑内各部分的热平衡方程组。
这些方程包括供热方程和传热方程。
4.求解热平衡方程组：通过求解热平衡方程组，得到回转窑内各部分的温度分布和能量平衡。
5.分析结果和优化设计：根据计算结果，分析回转窑的热效率和能量损耗，进一步优化设计，提高热能利用效率和降低生产成本。
下面以一个实际应用案例来说明回转窑热平衡计算的具体步骤。
假设一个回转窑，长度为50米，内径为3.6米。
假设该回转窑的热风温度为1200摄氏度，燃料燃烧温度为1800摄氏度。
假设回转窑内的物料和气体都是均匀分布的，且无温度梯度。
回转窑内的热传导系数和比热容分别为0.5 W/(m2·K)和1.0 kJ/(kg·K)。
根据上述假设，可以依次进行以下计算：1.确定各热能输入和输出项：根据回转窑的热能输入和输出情况，计算回转窑内的热阻、热流量、热能产生和热能损失等。
回转窑系统的设计计算
从以上公式可以看出，熟料产量对热耗影响最大，其次是 硅酸率，随供给二次燃烧的燃料比例增加，单位热耗也增加。
以上公式揭示了某一ＳＰ窑熟料热耗和影响因素之间的关 系，但公式不适合其他ＳＰ窑，其他ＳＰ窑的单位热耗也可依 据熟料产量，生料成分及供给二次燃料的比例计算，但计算公 式必须根据各厂具体生产数据重新回归得到。
2、日本池田提出的计算SP窑生产能力的公式：
G 1.425Di2.88
式中： G——熟料小时产量，t/h；
Di ——回转窑烧成带衬砖内径，m；
为了反映窑长度的影响，该式还附带要求窑长L与内径 的关系应符合下式： L=23 Di -20
Di
3、北京建材院提出的计算NSP窑的生产能力公式：
G KD
式中：
2.52
L
0.762
G——熟料小时产量，t/h； K——系数，K=0.114～0.119。
4、南京化工学院推荐公式 1986年，南京化工学院汇总了世界上54个国家，从1951 年到1984年投产的617台各悬浮预热器和分解窑的生产数据或 设计资料，利用微机进行产量回归分析，得到了旋风预热器 窑、立筒预热器窑和预分解窑三组产量计算公式。
m gsL 100 mr A y a 100 Ls
m gsL ——干生料理论消耗量，kg/kg熟料；
Ay
Ls
——燃料应用基灰分含量，%； a——燃料灰分掺入熟料中的量，%； ——生料的烧失量，%。
②入窑回灰量和飞损量：
m yh mh
mFh m fh m yh
式中：
m yh
——入窑回灰量，kg/kg熟料； ——出预热器飞灰量，kg/kg熟料； ——出收尘器飞灰损失量，kg/kg熟料； ——收尘器、增湿塔综合收尘效率，%。
水泥回转窑的设计1--5
水泥回转窑的设计摘要回转窑结构简单，生产过程控制方便可靠、易损件少、运转率高，是水泥厂煅高标号水泥的设备，同时也广泛用于冶金、化工、建筑等行业。
回转窑由筒体、传动装置，托、挡轮支承装置，窑头、窑尾密封，窑头罩及燃烧装置等部分组成，窑筒体是受热的回转部件，采用优质镇静钢板卷焊制成，筒体通过轮带支承在2~7挡滑动或滚动轴承的支承装置上，并在其中一挡或几挡支承装置上设有机械或液压挡轮，以控制筒体的轴向窜动；传动装置通过设在筒体中部的齿圈使筒体按要求的转速回转；由于安装和维修的需要，较大的窑设有使筒体以很低转速回转的辅助传动装置；为防止冷空气进入和烟气粉尘溢出筒体，在筒体的进料端（尾部）和出料端（头部）设有可靠的窑尾和窑头密封装置。
关键词：筒体；传动装置；托、挡轮支承装置；窑头、窑尾密；窑头罩。
THE DESIGN OF CEMENT ROTARY KILNABSTRACTRotary kiln structure is simple, convenient and reliable production process control, vulnerability of small, high functioning, high-grade cement is calcined cement plant equipment, but also widely used in metallurgy, chemical industry, construction and other industries Rotary kiln works from the cylinder, gear, prop, gear wheel bearing unit, Kiln, kiln seals, kiln hood and combustion devices components, is heated in the rotary kiln shell parts, used welded steel plate made of high-quality sedation, cylinder through the round with a bearing block in the 2 to 7 sliding or rolling bearings supporting device, and in one block or block supporting a few devices with mechanical or hydraulic gear wheel to control the tube The axial movement; transmission device through a central ring gear in the cylinder to the required speed rotary cylinder; as installation and maintenance requirements, has made a large kiln cylinder at low speed rotation of the auxiliary drive device; in order to prevent cold air into the overflow tube and flue gas dust in the feed tube end (tail) and the discharge end (head) with reliable kiln and the kiln hood seals.KEY WOEDS: cylinder；gear prop；gear wheel bearing unit ；Kiln, kiln seals；kiln hood .目录前言 (1)第一章回转窑概述 (3)第二章回转窑的结构 (4)2.1筒体 (4)2.2轮带 (5)2.3托轮与窑体的窜动 (6)2.4挡轮 ....................................................... 错误！未定义书签。
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过程装备与控制工程系 严晗
第一章 水泥回转窑
回转窑系统的设计计算
3
回转窑系统的设计计算的主要内容，是根据 原料和燃料情况，生产的水泥品种和质量，工厂 的自然条件和生产规模等来确定窑的类型和尺寸 ，或对已建成的窑进行产量标定，以及计算单位 产品的燃料消耗量，回转窑系统的重要配套设备 ，如冷却机、预热器、分解炉、煤磨、收尘器、 喂料装置及通风设备等也要在窑的产量和燃料消 耗量确定后进行设计计算。
的关系应符合下式：
L=23 Di -20
3、北京建材院提出的计算NSP窑的生产能力公式：
G ? KD2.52 L0.762
式中： G——熟料小时产量，t/h； K——系数，K=0.114～0.119。
4、南京化工学院推荐公式
1986年，南京化工学院汇总了世界上54个国家，从1951 年到1984年投产的617台各悬浮预热器和分解窑的生产数据或 设计资料，利用微机进行产量回归分析，得到了旋风预热器 窑、立筒预热器窑和预分解窑三组产量计算公式。参见P109 表2-29。
然后根据图可推导得到各项指标与窑尺寸的相关关系。 参见P111表2-30，9个公式。
6、窑的长径比与窑径的关系：
悬浮预热器窑：
L / Di ? 21.09 Di? 0.002208
立筒预热器窑
L / Di ? 17.72 Di?0.04162
预分解窑：
L / Di ? 15.36 Di?0.07923
1、单位容积产量：
mv
?
24G
?
4
Di2 L
（t/m3日）
2、单位表面积产量：
mF
3、单位截面积产量：
?
1000G
?Di L
（kg/ m2h）
mA
?
G
?
4
Di2（t/ m2h）4、单位熟料产量指标与窑径的关系：
根据国内外大量已投产的统计资资，计算各窑的单位 产量指标，再建立与窑内径之间的关系，可以作成以上三 项指标与窑直径的关系。
本课程介绍常用的几个计算式：
1、日本水泥协会推荐的公式：
G ? KD1.5 L
式中： G——窑的小时产量，t/h；
D——窑烧成带筒体内径，m； L——窑有效长度，m； K——系数，因窑型而异，见P108表2-28。
对这个公式，可以从理论上略加分析，即窑的烧成能力主要与气
固传热有关，而传热量又大体与窑内表面积成比例，即 G ? ?DL ，
加上直径大的窑使气体辐射率提高，促进了换热，也增大了产量，统
计认为 G ? D1.5 L ，而系数K是根据实际值所作的修正。
2、日本池田提出的计算SP窑生产能力的公式：
G ? 1.425Di2.88
式中： G——熟料小时产量，t/h；
Di ——回转窑烧成带衬砖内径，m；
为了反映窑长度的影响，该式还附带要求窑长L与内径 Di
3、标定的方法
（1）根据公式计算： 可以根据同类型窑的理论与经验公式计算，如前所述计
算窑产量的公式很多，标定时，应进行多个公式的计算，一 般以各公式计算的平均值确定为标定产量。
（2）根据同类型同规格窑产量标定
可根据国内外已投产的同类型同规格窑的实际产量进行 标定，最好是综合多家厂生产数据，一般也采用平均值。
同时应结合国内生产条件和生产厂实际情况进行综合考 虑。
3、计算公式与实际产量综合标定
在进行产量标定时，还可采用公式计算与实际生产 产量相结合的办法进行标定，一般也取平均值。
四、回转窑系统热耗与热平衡计算
（一）窑的热耗、发热能力和热负荷 （1）回转窑烧成系统热耗分析
1、热平衡计算的目的
进行热平衡计算的主要目的： ?是对新建窑确定燃料消耗量，计算单位熟料热耗； ?对生产窑分析系统热工技术性能，为优质、高产、低耗 及节能技改提供科学的依据。
一、回转窑筒体尺寸与产量的关系
影响回转窑产量的因素很多，如窑的类型和尺寸 、冷却机、预热器和分解炉等设备的配套情况，原燃 料成分和质量、熟料的品种、操作水平，运转率等。 但是，就窑本身来说，决定其产量的直接因素是窑的 规格尺寸，即其直径和长度，而其他因素相对来说是 客观可变的，只能随条件不同而使窑的生产能力在一 定范围内波动。窑产量与其尺寸的函数关系，目前还 不能通过理论推导来求得，可行的方法是通过对大量 的实际生产数据进行统计分析，建立一些实用的相关 关系。即经验公式。
2、单位熟料热耗
窑的单位熟料热耗是指窑系统生产单位熟料产量的实际烧 成热耗。
由于熟料在煅烧过程中，损失了大量的热量，如废气带走 的热焓，窑体向外界散失的热量等，因此，窑的实际热耗比理 论热耗高得多。
单位熟料热耗的实际热耗，由下式计算：
? ? QrR ? mr QDyW ? Mr QDyW / 1000G （kJ/kg熟料）
2、产量标定的要求
产量的标定应在确保优质、低消耗，长期安全运转 的情况下，窑所能达到的合理产量，如果对窑的产量标 定过低或过高，均会使整个系统不配套、生产操作出现 不平衡。
标定过低，在设计计算其他附机设备时，可能出现 选型小，在投产后会出现限制窑生产能力的发挥。
标定过高，附机选型可能出现偏大，而窑实际产量 达不到，造成设备能力的浪费。同时给窑生产达标带来 困难。
7、窑尺寸的计算公式：
Di ? 0.096mF / mv
L ? 24mA / mv L / Di ? 250mA / mF
（m） （m）
三、回转窑产量的标定
回转窑的产量是确定工厂生产规模、原料、燃料消耗定 额，和全厂设备选型设计的依据，是水泥厂工艺设计的重要 指标。
1、产量标定的意义
正如前面所论述的，除了窑的类型和尺寸外，影响回转 窑产量的因素很多，特别是近年来，随着生料预均化系统的 完善，悬浮预热器窑与窑外分解窑技术的发展，计算机控制 过程的广泛应用，和科学管理的加强，使窑的单位产量指标 有所提高，因此对设计中已确定的回转窑，必须进行产量的 标定。
5、我国水泥工业设计院，根据国内窑的生产资料统计，推 荐的湿法窑生产能力计算公式：
（因湿法窑不在发展之列，略）。
二、回转窑筒体尺寸的确定
对于新设计窑或旧窑改造时，必须合理地确定窑的规 格尺寸（直径、长度或长径比）。
窑的类型和规格尺寸不同，则窑的单位产量指标也不 尽相同，目前，确定窑尺寸时，一般是根据选取合理的单 位熟料产量指标计算窑尺寸。