第一章 悬浮预热器技术

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建筑材料热工设备-1-水泥窑-第2节 新型干法窑系统中...

建筑材料热工设备-1-水泥窑-第2节 新型干法窑系统中...

ZAB型与Krupp型基本结构相同 ,其特殊之处在于缩口设计成彼 此偏心,目的是加大扰动,形成 较强的涡环,促进气固换热与分 离。ZAB型通常是由三个钵室和 两级旋风筒所组成。
特点是:立筒结构简单、无任何 运动部件,而且还可以不需另建 框架,因此投资省;立筒底部生 料入窑通道尺寸相对较大,不易 产生堵塞现象,因此对生料的适 应性较强,即对其中的有害成分 如氯、硫、碱的含量限制可适当 放宽,同时对原料的塑性也无特 殊要求。故适用于中小窑上使用 。
分 析
分离 气流


管道内高速气流使 物料分散;分散后 气固同流进行热交 换;进入旋风筒后 继续部分气固换热 ,但旋风筒本身主 要是分离物料,也 就是物料在旋风筒 中进行分离。这样 旋风预热器完成了
换热区
分离区
物料分散、气固换
热和气固分离。
✓工作原理
低温粉体物料均匀分散在高 温气流之中,在悬浮状态下进行 热交换,使物料得到迅速加热升 温。起换热和气固两相分离的双 重作用。
主要有: 1、洪堡型旋风预热器
特点是:结构简单,旋风筒体积和高度相对比较小; 有利用减少投资和便于布置等。曾一度被认为是标准 型旋风筒。
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(阻力大) 新型的——低压损旋风筒(阻力小)
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
强化换热:提高相对速度 uR ug um 以增大换 热系数;延长气固在设备中的停留时间;增大气 流与粉料的换热表面A等。
强化分离:利用离心力、重力惯性力、电力、磁 力等或相互组合以强化分离作用。

新型干法窑系统中预烧过程和设备之预热器

新型干法窑系统中预烧过程和设备之预热器
系统可节约热耗4%,电耗降低158kJ/t熟料
④ 多波尔型预热器POLYSIUS 德
(a)原多波尔型预热器
生料在双系列预热器内进 行预热
4-C1,2-C2,1-C3,2-C4 C3是一个涡流立筒,生料
由两个C2下料管送到涡流 立筒的肩部,与C4排出的 气体进行逆流热交换;热生 料从涡流立筒的底部排料
口送到窑尾上升烟道中,
再被分别带入两个C4入口
多波尔型预热器特点
发展双系列旋风筒的 目的是减小单体尺寸 提高分离效率
涡流立筒的设置:改 善从两个C2来的热 生料的均匀性;有利 于防止结皮
④ 多波尔型预热器POLYSIUS 德
涡流立筒被双进风的旋风筒取代
(a)原多波尔型预热器
(b)改进多波尔型预热器
16~23m/s
Re>104,高度湍流
粉料下落点到转向处
l
的距离,取决于料团
的大小和气速的高低
32
① 生料在管道内被分散
☆ 物料分散强化措施: 撒料装置
33
撒料箱
34
35
② 管道内气固换热
换热类型:非稳态对流换热,气固运动由 逆向变为同向 换热量:气固之间80%~90%的热量在入 口管道内完成 换热时间:dp=100微米时,0.02-0.04s 换热距离:0.2~0.4m
ZAB型立筒预热器布置与流程
立筒预热的优点
结构简单、无任何运动部件,可以不需另 建框架,投资较省;
立筒底部生料入窑通道的尺寸相对较大, 不易产生堵塞现象,对生料的适应性较强 ,即对其中有害成分如硫、氯和碱的含量 限制可适当放松,同时对原料塑性也无特 殊要求
换热效果较旋风预热差
⑧ 普列洛夫型立筒预热器

新型干法窑系统中预烧过程和设备之预热器

新型干法窑系统中预烧过程和设备之预热器


偏心缩口立筒与1-2级旋风
筒组合
4旋流运动 逆流换热为主
旋流立筒与旋风筒组合
① 洪堡型旋风预热器
Tg1=350℃
Tm0=70℃
Tm1=315℃ Tm2=495℃ Tm3=670℃
Tg=1050℃ Tm4=800℃
洪堡型旋风预热器预热效果
① 洪堡型旋风预热器
一般最上一级C1分离效率要求最高,以减 少飞损,降低生料消耗,减轻收尘设备的 负荷;往往用两个尺寸相对较小的旋风筒 并联;2000t/d可配双系列
生料通过预热器系统的时间大约为25s 窑系统总阻力(4级)约为4~5kPa 窑的单位容积产量比中空窑提高1~3倍
洪堡型旋风预热器优点
结构简单; 在保持一定收尘效率和压力损失的条件下,
旋风筒体积和高度相对较小; 有利于减少投资、便于布置
洪堡型旋风预热器结构参数
比值
数值
dn
H
③ KS-5型预热器
日本川崎(Kawasaki)公司
KS-5型预热器及卧式旋风筒
③ KS-5型预热器
为降低高度、气体阻力, C2、C3采用卧式 旋风筒,与传统旋风筒相比,其气流沿垂 直方向旋转以分离物料
处理气量较同直径立式旋风筒高一倍,主 要特点是压力损失低,但相应分离效率也 比较低,仅80%上下
ZAB型立筒预热器布置与流程
⑤ 米亚格型预热器
德 Buhler-Miag公司开发
C4用一个倒锥形立筒代 替旋风筒,由于喷射作用 和气流变速延长了生料在 这一级的停留时间; 由于立筒与窑尾联接的 过渡管断面积大,利于防 止结皮堵塞
米亚格型预热器
⑥ 维达克预热器
C3气流出口处设有一个涡 室,C1来的生料先喂入涡室, 以加强混合均化

悬浮预热器演示幻灯片

悬浮预热器演示幻灯片

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2.2.2、影响旋风预热器热效率的主要因素
料粉 在管 道内 的分 散与 悬浮
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管道 内的 气固 相之 间的 换热
旋风 筒内 的气 固相 分离
漏风 及表 面散

生料 粉沉 降的 好坏
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影响旋风预热器热效率的主要因素
? (1) 生料粉进入管道内分散与悬浮的均匀程度直接影 响到传热面积。 生料分散的越均匀,传热效率越高; 反之,越低。
② 计算公式:
h1
?
? D2wA
2(D ? d )wt
(m)
(2 ? 17)
wA ? 旋风筒截面风速
wt ? 气流在旋风筒内的线速度 ,一般为进风口速度的 0.67倍。
或可按h1/D=0.6~1.0 。 一般第 1级旋风筒的圆柱体高度大于等于圆锥体的高度
其01:4他5:45几级旋风筒的柱体高度小于圆锥体的高度。 31
(1) 旋风筒柱体直径 D的确定
Di ?
4V
? uA
断面风速的选取参考 :
Di—旋风筒有效内径,(m); V —旋风筒通风量,(m 3/s )
UA—旋风筒断面风速(m/s )。
旋风筒
圆筒断面风速 (m/s)
C1
C2
C3
C4
C5
3 ∽ 4 ≥4.8-5.5 ≥4.8-5.5 5.5-6 5-5.5
直径越小 ,风速越大 ,分离效率越高 ,流体阻力越大
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(6)生料粉沉降的好坏对旋风预热器热效率的影响
① 生料粉沉降的不好,气、固分离效率降低, 热效率也降低。

预热器主要结构、影响换热效果的主要因素分析,检修检查内容等

预热器主要结构、影响换热效果的主要因素分析,检修检查内容等

悬浮预热技术简介及检修检查事项一、预分解窑的特点预分解窑的特点是在悬浮预热器与回转窑之间增设一个分解炉或利用窑尾上升烟道,原有预热器装设燃料喷入装置,使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程,在其中以悬浮态或流化态下极其迅速地进行,从而使入窑生料的分解率从悬浮预热窑的30%左右提高到 85%~95%。

这样,不仅可以减轻窑内煅烧带的热负荷,有利于缩小窑的规格及生产大型化,并且可以节约单位建设投资,延长衬料寿命,有利于减少大气污染。

预分解窑是在悬浮预热窑基础上发展起来的,是悬浮预热窑发展的更高阶段,是继悬浮预热窑发明后的又一次重大技术创新。

1、悬浮预热技术悬浮预热技术是指低温粉状物料均匀分散在高温气流之中,在悬浮状态下进行热交换,使物料得到迅速加热升温的技术。

1.1、悬浮预热技术的优越性悬浮预热技术的突破,从根本上改变了物料预热过程的传热状态,将窑内物料堆积态的预热和分解过程,分别移到悬浮预热器和分解炉内在悬浮状态下进行。

由于物料悬浮在热气流中,与气流的接触面积大幅度增加,因此传热速度极快,传热效率很高。

同时,生料粉与燃料在悬浮态下均匀混合,燃料燃烧产生的热及时传给物料,使之迅速分解。

所以,由于传热、传质迅速,大幅度提高了生产效率和热效率。

1.2、悬浮预热器的构成及功能构成旋风预热器的热交换单元主要是旋风筒及各级旋风筒之间的连接管道(换热管道),悬浮预热器必须具备使气、固两相能充分分散均布、迅速换热、高效分离三个功能。

旋风预热器是主要的预热设备,是由旋风筒和连接管道组成的热交换器。

换热管道是旋风预热器系统中的重要装备,它不但承担着上下两级旋风筒间的连接和气固流的输送任务,同时承担着物料分散、均布、锁风和气、固两相间的换热任务,所以,换热管道除管道本身外还装设有下料管、撒料器、锁风阀等装备,它们同旋风筒一起组合成一个换热单元。

一次换热是达不到充分回收废气余热的目的,必需进行多次换热,即预热器要多级串联。

悬浮预热器

悬浮预热器

【运行操作】
• 2. 4. 3防止堵塞的措施 • (1)开窑点火前检查旋风筒、下料管道内是否有异物,确保内部衬料
完好、牢固,排灰阀活动灵活,配重合适。 • (2)严把原料、燃料质量关,在选择原料、燃料时,应在合理利用资
源的前提下,尽量采用碱、氯、硫含量低的原料及燃料,并确保入窑 生料的均匀性,率值符合配料要求,煤粉细度和水分符合质量要求。 • (3)对窑和预热器精心操作,使各部位的温度、压力及喂料量稳定;操 作人员要加强责任心,不断提高操作水平。 • (4)采用旁路放风。 • (5)丢弃一部分窑灰,减少氯的循环。 • (6)定期检查吹扫。分解炉前后的温度处于一些低熔点物质开始熔化 的范围,难免产生结皮。可定期检查,用压缩空气吹扫或用空气炮吹 击。
或检修,防止预热器堵料突然塌落伤人。 • 2. 4. 5预热器清理结皮及处理堵塞的作业规程 • (1)标准。 • 保证预热器内气流与物料畅通,筒蓖上没有任何茹结物料。
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【运行操作】
• (2)处理方法。 • ①认真遵守安全操作要领。 • ②一般结皮只需一人操作,一人监护,并可在运行中进行,但应事先
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【运行操作】
• 2. 4. 4堵塞后的处理 • (1)立即停料,分解炉止煤,大幅度降低窑速和用煤量。 • (2)检查预热器系统温度和压力等操作记录,分析、判断异常数据,
并立即赴现场观察,找出堵塞的部位。 • (3)适当加大排风,打开清灰孔或人孔门进行试探性的检查和清理。 • (4)捅堵过程中,严禁在窑头、冷却机看火孔和其他冒灰的地方站立
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【运行操作】
• 2. 3. 2分解炉出口负压减小 • 因末级筒内筒脱落或末级筒排灰阀损坏,导致系统内窜风严重,整个

材料工程技术专业《知识点技能点注释(悬浮预热及预分解技术)》

材料工程技术专业《知识点技能点注释(悬浮预热及预分解技术)》

悬浮预热及预分解技术
知识点注释
#悬浮预热技术#指低温粉体物料均匀分散在高温气流中,在悬浮状态下进行热交换,使物料得到迅速加热升温的技术。

#悬浮预热器的结构与功能#目前在预分解窑系统中使用的悬浮预热器主要是旋风预热器,构成旋风预热器的热交换单元主要是旋风筒及各级旋风筒之间的连接管道换热管道。

主要功能是实现气固充分分散、迅速换热、高效别离。

#预分解技术#预分解或称窑外分解技术是指将已经过悬浮预热后的水泥生料,在到达分解温度前,进入到分解炉内与进入炉内的燃料混合,在悬浮状态下迅速吸收燃料燃烧热,使生料中的碳酸钙迅速分解成氧化钙的技术。

#分解炉的结构与功能#分解炉按炉内气流运动方式来分:主要有四种根本类型:即涡旋式、喷腾式、悬浮式及流化床式。

在这四种型式的分解炉内,生料及燃料分别依靠“涡旋效应〞、“喷腾效应〞、“悬浮效应〞和“流态化效应〞分散于气流之中。

由于物料之间在炉内流场中产生相对运动,从而到达高度分散、均匀混合和分布、迅速换热、延长物料在炉内的滞留时间,到达提高燃烧效率、换热效率和入窑物料碳酸盐分解率的目的。

技能点注释
#绘制预分解系统工艺流程图#重点是悬浮预热和预分解系统的工艺流程,在流程图中标注清楚气、固运动方向,掌握生料
和气流在预分解系统的运动情况。

同时,通过绘制流程图掌握各工艺阶段所用设备的根本结构。

#绘制分解炉结构简图#通过绘制几种有代表性的分解炉炉型,掌握分解炉的根本结构,了解分解炉设计的根本要求,并能够表述分解炉的根本工作原理。

1.2 悬浮预热器和悬浮预热器窑 (2)详解

1.2  悬浮预热器和悬浮预热器窑 (2)详解

• dm---旋风筒下料口直径,m;
• α---锥体与水平面夹角,度。
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(6)旋风预热器各连接管道
① 作用:上下两极旋风筒之间的连接和输送气流、 物料的功能。
② 计算
d管
4Q
w
w 管道内气体的流速,
可取15 21m / s
③ 管道上安有波纹膨胀节
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(7) 卸料管dm及锁风阀的设计
① 出口尺寸dm=(0.1-0.2)D
布置力求简捷,拐弯少,各管段空间角尽可能大于550
按制造厂商命名分类-旋风预热器
20:43:06
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立筒预热器(了解-淘汰)
20:43:06
由三个 正锥缩 口的立 筒和一 或二级 旋风筒 组成, 窑尾废 气喷腾
进入
二级
筒内
旋风
不设
筒和
缩口
三个 缩口 彼此
窑尾 废气
偏心
切向
立筒
进入
组成
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1.2.3 旋风预热器的工作原理


动 途
过 的 路


➢气流和物料的混合地点?热交换?分离?
20:43:06
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结论:每级旋风筒都应具有三方面的功能
① 生料粉在气流中的分散与悬浮
② 气固相间换热80%左右在上升管道内进行
据测算,每个换热单元所传递的热,80%以上在进风管 道中已完成,时间0.02-0.04s,20%以下在旋风筒内完 成。 ③ 气固相间分离,生料粉被收集,由旋风筒内完成
旋风筒的结构、型式、尺寸、内衬、内筒 状况、圆筒及锥体的匹配、下料管膨胀腔 以及各处的漏风情况。
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1-2、国内新型干法水泥生产技术现状
1、原料均化技术 (1)、矿山设计采用矿化模型系统(CQMS) (2)、设置具有良好均化效果的原燃料预均化堆 场。 (3)、配置计量精确的块状和粉状物料计量装置, 并通过质量控制系统及时调整各种原料的喂料比 例,确保出磨生料和水泥的合格率。 (4)、采用高均化效果、低耗电和高卸空率的生 料均化库,确保入窑生料的合格率。
第一章 悬浮预热器技术
昆明冶金高等专科学校
Байду номын сангаас
容祝捷
• 第一节 水泥熟料的煅烧在水泥生产中的作用
水泥熟料的煅烧是水泥生产工艺过程中最重要的一道工序。因 为水泥熟料的产、质量直接影响水泥的产、质量。普通水泥组 成中85%以上是水泥熟料,因此水泥熟料的产量高,水泥的产量 也高;如果水泥熟料质量高,生产矿碴水泥或火山灰水泥,即 可掺入更多的混 合材,也可提高水泥的产量,相应降低了水泥 的成本和热耗。所以说水泥熟料煅烧是水泥厂的“心脏”,是 水泥生产的关键工序,是为烧成的熟料能优质、高产、低消耗 提供条件的,如生料和煤的制备等,因此提高水泥熟料的质量, 同时也能带动生料和煤的制备等工序的提高。
2、预分解窑节能煅烧工艺和技术装备 (1)、通过系统试验研究,开发了系统压损在 4000~4800Pa的高效、低压损的五级旋风预热器系统 (2)、通过对各种燃煤的燃烧特性及在窑炉工况条件下 的燃烧机理研究和工业试验,开发出实用可靠的适合于 燃料特性的煅烧技术和装备,为资源的综合利用和降低 运行成本创造条件。 (3)、为满足不同规模生产线建设需要,开发设计了回 转窑系列产品。 (4)、开发并推广第三代TC系统空气梁熟料篦式冷却机 (5)、开发了可适应不同性能燃料(包括无烟煤)燃烧 的燃烧器系列,一次风量降至10%以下,具有对燃料适 应能力强、调节灵活、有利于保护窑皮及延长衬料使用 周期等优点。
• 第二节 水泥窑
一、水泥窑的类型和作用
1、中空法窑 2、带余热锅炉的回转窑 干法生产3、立波尔窑(带加热机 的回转窑) 回转窑 4、带悬浮预热器回转窑 5、带分解炉和预热器窑 1、湿法长窑 湿法生产 2、带料浆蒸发器的回转 窑
1-1、国外新型干法水泥生产技术现状
• 现代国际以预分解烧成技术为主,进一步优化系统内单项 装备技术,提高产量和质量,降低热耗和电耗,以提高劳 动生产率。减少粉尘及有害气体的排放。 • (1)、设备大型化:窑单机最大能力12000T/D,磨机可 达800T/D。 • (2)、操作及维护成本低:大型化烧成熟料热耗 2717kJ/kg(650kcal/kg),电耗可低于80kW· h/t。余热、 替代原燃料。 • (3)、自动化程度高: • (4)、环境效应:降低粉尘的排放<40mg/m3,采用新 技术使气体中的SO2<200mg/m3,NOx<500mg/m3
基本传热方式:辐射、传导、对流。
水泥生产在水泥窑内加热,经过一系列的物理、化学变化,便成 为熟料,因此水泥窑是一反应器。为了使生料能充分反应,窑内 的烧成温度要求达到1450℃,使整个物料处于部分熔融状态,因 此水泥窑又是一个熔炉。窑内的高温是由燃料在窑内燃烧产生的, 燃烧产生的热辐射、对流和传导的方式传热,将热量传给物料, 所以水泥窑也是燃烧设备和传热设备。在回转窑内,物料是从窑 尾部加入,由于窑筒体是倾斜的,物料不从窑头向窑尾运动,因 此水泥窑也是一个输送设备。
为使燃料在水泥窑内能进行正常燃烧,,必须送入助燃的空气; 燃烧产生的烟气和物料反应产生的水汽和二氧化碳等组成的废气, 需要从窑内排出,必需要有空气的流动,窑尾的抽风,窑头鼓风, 并排出废气。所以水泥窑的工作是由气体流动、燃料燃烧、热量 传递和物料运动等过程所组成的。
二、回转窑的类型和特点
1、湿法长窑
2、带料浆蒸发器回转窑
3、中空干法窑
4、带余热锅炉的回转窑
5、立波尔窑
6、带悬浮预热器回转窑
7、带分解炉和预热器的窑
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