水泥热工设备

水泥热工设备
水泥的热工设备指水泥熟料的煅烧设备 及附属设备。
水泥熟料煅烧是水泥生产中的重要工序，是影 响和决定水泥质量的重要环节。 任何水泥熟料的煅烧都要经历干燥、预热、分 解、固相反应、烧成阶段。 水泥热工设备根据熟料煅烧的各个阶段所采用 的方法和设备不同，水泥的热工设备也各不相同。
一、分类 1. 按水泥煅烧熟料窑的结构分类
2、多筒冷却机 由环绕在回转窑出料端的若干个（4-16）冷却 筒构成。筒径一般为 0.8-1.4m， L/D 4.5-5.5， 长度4-7m，冷却筒与窑体连成一体，并随回转窑一 起回转。 特点： 结构简单，不需要另设传动装置，电耗较低， 无废气污染。但是冷却机与窑体连体，窑头胴体承 受的机械负荷很大，限制了多筒冷却机冷却能力的 进一步提高及在大型窑上的应用。 结构：
湿法中等长度回转窑：L/D 18-30，与料浆压滤机 组合
干法回转窑煅烧系统有:
干法中空长窑：L/D 20-38 干法短窑带余热锅炉：L/D 15-30 干法短窑与料球加热机组合（立波尔窑）：L/D 10-15 干法短窑与悬浮预热器、预分解炉组合： L/D 14-17，通称新型干法分大约30-35%，，为 了强化传热，往往在窑内冷端加装链条和或窑炉外 加装料浆预热器。 湿法回转窑的热耗与干法相比，热耗较大，其热 量主要由燃料提供，支出的热量： 反应 ：30-33% 蒸发料浆水分：25-30% 废气带走:20-24% 窑炉表面散热:10% 熟料和其他原因带走一部分热量
（二）冷却机类型
筒式冷却机 单筒 多筒式 推动篦式 振动篦式 回转篦式
蓖式冷却机
立筒式 其它冷却机 “g”型冷却机
（三）冷却机结构特点
1、单筒冷却机 是最早使用的冷却机，和回转窑相似。单筒冷却 机与回转窑的相对布置方法有逆流和顺流两种方式。 特点： 单筒冷却机结构简单，运转可靠，热效率高，无 废气收尘处理；但是冷却机内高温熟料不能骤冷， 熟料出冷却机温度较高，热散失较大，不适用大型 窑的配套使用。 结构:
（4）带悬浮预热器的干法窑系统
也称新型干法窑。是由一组悬浮式生料预热器和 干法短窑（L/D＜20）组合而成，简称SP窑。 该窑炉是受流态化技术发展的启发，将生料粉送 入相互串联的一种换热单元中，在稀相气固悬浮状 态下，进行反复有效地热交换，以充分回收窑尾烟 气的热量。 该系统窑炉以其增产降耗的显著特点，被认为是 煅烧技术的一次重大革新。 结构流程图如下：
（5）带预分解炉的干法窑系统
称预分解窑，与预热器窑统称新型干法窑。 由预热器、分解炉、干法短窑和高效冷却机组合 而成，简称NSP窑。 预分解窑系统的出现，使回转窑的热负荷大大降 低，产量大幅度提高，使窑单机大型化又向前推进 了一大步，而煅烧的熟料也完全能达到湿法窑的要 求。 结构流程图如下：
2、各类回转窑工艺布局比较
5、“g”型冷却机
是一种再冷式冷却机，不能独立使用，必须串联 其他冷却机复合使用。 “g”型冷却机实际上是一种间接空气换热器，空 气在换热室管道内迂回曲折由下而上通过，熟料则 由上而下经喂料机喂入换热室，熟料在本身重力的 作用下穿过密集的空气管道落到底部的输送机内送 往储库。 特点： 为再冷式冷却机，熟料出口温度低至100℃，空 气不含粉尘，没有空气污染问题。 结构：
本章要点： 1、热工设备的类型
熟料煅烧窑、冷却机
2、热工设备的结构
煅烧窑炉的主要结构
3、热工设备的特点
不同类型的设备之间的特点比较
三、立窑 立窑是半干法生产水泥熟料的一种煅烧设备。 立窑煅烧水泥熟料时，生料与一定比例的煤混合 均匀，成球后从窑顶喂入窑内，料球自上而下运动， 助燃空气从窑底或腰部鼓入，自下而上运动。 立窑的结构主要由： 窑体、成球与加料装置、卸料装置、密封装置， 通风装置。 结构如下图：
四、熟料的冷却设备
熟料冷却机是水泥回转窑不可缺少的重要配套设 备。 （一） 熟料必须进行冷却的原因 （1）回收高温熟料的热量，用以预热助燃空气，节 约能源。 （2）熟料急冷有利于水泥强度的发挥，改善水泥性 能，提高水泥质量。 （3）确保输送和储存设施的安全运转。 （4）熟料急冷却后，易磨性改善，有利于粉磨。
立窑和回转窑特点：
立窑是填充床式的反应器，具有设备简单、钢 材耗用量少、投资省、单位容积产量高、热耗较低、 建设周期短等优点。但存在单机产量低（250300t/台），熟料质量不够均匀，劳动生产率低且 通风动力耗能高等缺点。 回转窑具有生产能力适应性大（从日产50t至 日产10000t），操作比较稳定，熟料质量好，劳动 生产率高等优点。但是投资大，钢材耗量多，建设 周期长。
（3）带炉箅子加热机的回转窑
又称立波尔窑。它是在回转窑尾部连接一台回转 式炉箅子加热机组成的煅烧系统。 生料以球状、水份12-14%、粒度为5-15mm经加料 漏斗送到加热机先进行干燥、预热和部分分解，然后 再进入回转窑煅烧。 从热经济的角度看，立波尔窑是回转窑干法生产 的重大发展，其热耗比一般干法窑降低50%以上。 结构流程图如下：
（2）带余热锅炉的干法窑系统 干法回转窑生料粉含水分仅1%，因此窑内不存在 干燥过程，节约了蒸发水分所需的热量。但是由于 窑内气固换热效率低，干法的窑尾废气温度高达 600-800°C,这部分热量若不加以利用，其单位热耗 并不比湿法低，所以中空干法长窑已经被淘汰。 通过在窑尾加装余热锅炉，把余热引入锅炉，产 生蒸汽，推动汽轮发电机组产生电能供本厂自用， 达到了余热回收利用的目的。 结构流程图如下 ：
二、回转窑煅烧系统
1、回转窑煅烧系统的基本构造 以湿法回转窑为例：
1.回转窑窑体 2.窑头小车3.热烟室 4.冷却筒 5.窑头鼓风机 6.集尘室 7.烟囱 8.进料
2、回转窑煅烧系统的类型 按生料制备有干法和湿法之分，因此回转窑可以 采取的煅烧方法也有区别。
湿法回转窑煅烧系统有：
湿法长窑：L/D 30-38，采用窑内热交换器 比如:链条、格子式热交换器等。 湿法短窑：L/D 18-30 ，与窑外热交换器组合 比如：料浆蒸发机、烘干机等。
3、箅式冷却机 为骤冷式冷却机。出窑熟料进入冷却机后，在篦 板上铺成一定厚度的料层，鼓入的冷空气，以相互 垂直的方向穿过篦床上运动着的料层使熟料得以骤 冷。 根据冷却机篦的运动方式，篦式冷却机分为回转 式、振动式、推动式。 回转式和振动式由于使用上的缺陷，已很少采用， 各种形式的推动篦冷机，经过不断研究与改进，得 到广泛应用。 特点： 出冷却机熟料温度低，系统热效率高，适合大型 预分解窑。但是投资大、电耗高、需处理废气和收 尘。
普通立窑 机械立窑
立窑
湿法
回转窑 干法 半干法
2. 按水泥生料的制备方法分类
湿法：原料加水粉磨成生料浆（含水33－40%） 后喂入湿法回转窑煅烧成熟料（或泥浆脱水制备 成料球或料饼，喂入窑内称为半湿法，也称湿磨干
烧）
干法：原料烘干、粉磨，喂入干法窑内煅烧成熟料（或 生料粉加入适量水分，喂入窑中称为半干法，也 称干磨湿烧）
4、立筒式冷却机
是一种对流与沸腾床热交换相结合的冷却机。 熟料从回转窑进入竖直的圆柱形立筒上部慢慢向 下运动，经几个破碎辊篦砸碎后卸出，鼓入的冷空 气从两个或三个不同高度的部位进入熟料层，对熟 料进行冷却。 特点： 无废气排放，热效率高。但是熟料出口温度高、 动力消耗大、操作受熟料颗粒级配影响很大。 结构：