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課程設計說明書 日產(chǎn)3200噸熟料現(xiàn)代化干法生產(chǎn)水泥廠初步設計 （重點車間：預熱器部分） 學 院： 　材料與化學工程學院 專業(yè)班級： 無機非金屬材班 學生姓名： 學 號： 指導教師： 設計時間： 摘 要 迄今為止，水泥是全球經(jīng)濟發(fā)展最重要的建筑材料之一，并且在很長一段時間內(nèi)是難以用其他材料替代的基礎(chǔ)經(jīng)濟建設材料，對整個人類文明的延存和發(fā)展都有極其重要的作用。在其生產(chǎn)過程中，生料的預熱起著相當重要的作用，而對生料預熱的設備就是懸浮預熱器。 懸浮預熱器主要有旋風預熱器及立筒預熱器兩種。現(xiàn)在立筒預熱器已趨于淘汰。預分解窯采用旋風預熱器作為預熱單元裝備 構(gòu)成旋風預熱器的熱交換單元設備主要是旋風筒及各級旋風筒之間的連接管道（亦稱換熱管道）。 懸浮預熱器的主要功能在于充分利用回轉(zhuǎn)窯及分解爐內(nèi)排出的熾熱氣流中所具有的熱焓（或熱）加熱生料，使之進行預熱及部分碳酸鹽分解，然后進入分解爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)繼續(xù)加熱分解，完成熟料燒成任務。因此它必須具備使氣、固兩相能充分分散均布、迅速換熱、高效分離等三個功能。只有兼?zhèn)溥@三個功能，并且盡力使之高效化，方可最大限度地提高換熱效率（或效率），為全窯系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗和穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造條件。 關(guān)鍵詞：3200噸熟料干法生產(chǎn)線；預熱器；回轉(zhuǎn)窯 設計任務書 一、設計題目 日產(chǎn)3200噸熟料現(xiàn)代化干法生產(chǎn)水泥廠初步設計。（重點車間：預熱器部分） 二、設計目的 此次課程設計是進入大學以來的第一次設計課程，也是在參加了生產(chǎn)實習后的一次總結(jié)?；谠趯W校學習的專業(yè)知識，并結(jié)合本專業(yè)的發(fā)展特色而開設的一項重要的實踐學習環(huán)節(jié)。其目的在于通過課程設計的鍛煉，樹立正確的設計思想，培養(yǎng)我們認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的工作作風。在設計過程中培養(yǎng)我們學生掌握繪圖、計算、研究等科學設計方法，提高工程設計計算，鍛煉我們分析解決實際問題的能力。 三、本設計的設計任務 1.建設項目：日產(chǎn)3200噸水泥熟料生產(chǎn)線（重點：預熱器部分） 2.建廠規(guī)模：日產(chǎn)水泥熟料3200噸 3.產(chǎn)品品種： 普通硅酸鹽水泥 4.生產(chǎn)方法：新型干法回轉(zhuǎn)窯 5.三廢處理要求：符合《水泥工業(yè)污染物排放標準》（GB4915—2004）和《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》（TJ36—79）的規(guī)定 四、原料的原始資料(%) 表1.1 原料與煤灰的化學成分(%) 數(shù)據(jù) 物料 燒失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 總和 石灰石 41.55 2.29 1.86 0.84 50.65 0.76 98.63 砂頁巖 2.29 89.03 2.38 2.55 2.18 0.65 99.08 粉煤灰 2.49 52.98 30.29 5.42 4.6 0.51 96.29 鐵礦石 2.79 51.39 6.17 30.19 1.86 1.88 94.28 煙煤煤灰 0 49 34.09 7.68 2.39 1.6 94.76 設定比例為：石灰石 ----0.844 砂頁巖 ----0.090 粉煤灰 ----0.032 鐵礦石 ----0.035 山西陽泉無煙煤，收到基元素分析的成分為Mar=8.0%，Aar=19.02%，Car=65.65%，Har=2.64%，Oar=3.19%，Nar=0.99%，Sar=0.51% 五、設計原理和設計內(nèi)容 （1）設計原理 根據(jù)《材料工廠設計概論》和《水泥生產(chǎn)工藝及設備》上的原理對日產(chǎn)3200噸熟料現(xiàn)代化干法生產(chǎn)水泥廠的預熱器部分進行初步設計。 （2）設計內(nèi)容 1）配料計算； 2）生料消耗定額（理論料耗與實際料耗）計算； 3）年產(chǎn)熟料計算（窯年運轉(zhuǎn)率自行擬定）； 4）要求窯尾預熱器系統(tǒng)廢氣量計算 5）各級預熱器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)計算 目錄 1 配料計算 1.1煤灰的摻入量…………………………………………… 1.2計算干燥原料配合比…………………………………… 1.3率值計算…………………………………………………… 1.4計算濕原料的配合比…………………………………… 2 物料平衡計算 2.1干原料消耗定額計算…………………………………… 2.2濕原料消耗定額計算…………………………………… 2.3制定物料平衡表………………………………………… 3 廢氣量的計算 3.1窯尾排出廢氣量………………………………………… 3.2分解爐內(nèi)廢氣量………………………………………… 4 預熱器尺寸計算 4.1旋風筒直徑及高度…………………………………… 4.2旋風筒進風口的形式和尺寸………………………… 4.3排氣管尺寸及插入深度……………………………… 4.4錐體參數(shù)………………………………………………… 5 窯尾工藝流程簡介 6 參考文獻 7 設計評述與體會 8 致謝 1 配料計算 生料配比計算,經(jīng)查閱《無機非金屬材料工學》如下： 表1 各窯型三率值及熟料熱耗表 窯型 KH SM IM 熟料熱耗（kJ/kg） 預分解窯 0.86～0.95 2.2～2.6 1.4～1.8 2920～3750 現(xiàn)代立窯 0.92～0.97 1.6～2.2 1.1～1.5 3150～5000 干法窯 0.86～0.89 2.0～2.4 1.0～1.6 5850～7520 對于分解窯，KH取值為0.86-0.95，SM為2.4-2.8之間，IM為1.4-1.9之間，熱耗為2920-3750KJ/Kg，用煤的干燥基低熱值大于20900 KJ/Kg。 在水泥熟料生產(chǎn)工藝中，KH取值越大，則硅酸鹽礦物中的C3S的比例越高，熟料強度越好。硅率SM除了表示熟料的Si2O與Al2O3和Fe2O3的比例之外，還表示熟料中硅酸鹽礦物熔劑礦物的比例關(guān)系，相應的反映了熟料的質(zhì)量和易燒性。硅率過高則高溫液相量顯著減少，熟料煅燒困難，C3S不易形成；硅率過低則熟料中硅酸鹽礦物減少而強度降低，且液相量過多，易出現(xiàn)結(jié)大塊、結(jié)爐瘤、結(jié)圈等，影響操作。鋁率值過大，熟料中C3A多，液相粘度大，物料難燒，不利于C3S 的形成，易引起熟料快凝，鋁率過低，雖然液相粘度小，液相中質(zhì)點擴散對C3S形成有利，但C4AF量相對較多，窯內(nèi)燒結(jié)范圍窄，窯內(nèi)易結(jié)大塊，對煅燒不利，不易掌握煅燒操作。 在熟料中摻加石膏煅燒，石膏中的硫?qū)κ炝闲纬捎袕娀饔茫篠O3能降低液相粘度，增加液相數(shù)量，有利于C3S 的形成，而且在燒成中可形成硫鋁酸鈣早強礦物，對熟料強度是有利的。摻和的石膏，以熟料中含SO3 1.5%~2.5%為好。 摻和石膏等礦物的熟料多采用高飽和率、高鋁率和低硅鋁率的配料方案。 為保證順利燒成、熟料質(zhì)量和礦物組成穩(wěn)定，本設計選的工藝要求為： KH=0.900.02 SM=2.40. 1 IM=1.70.1; 熟料熱耗q=3350kJ/kg熟料； 1.1煤灰摻入量計算 因為選用新型干法窯，采用袋式收塵器。所以可知 S=100%。所以:熟料中的煤灰摻入量： Ga== 式中：Ga——熟料中煤灰摻入量，%； q——單位熟料熱耗，kJ/kg熟料； Qnet,ad——煤的干燥基低位熱值，kJ/kg煤； Qnet.ar——煤的收到基低位熱值，kJ/kg煤； Aar——煤的收到基灰份含量， %； Aad——煤的干燥基灰份含量， %，可選100%； Ga= =(3350kJ/kg 19.02 100%)/ (23684.37kJ/kg 100)=2.69% 其中， Qnet,ar=32793Car+98320Har-9100（Oar-Sar）-2450Mar =3279365.65%+983202.64%-9100（3.19%-0.51%）-24508.0% =23684.37KJ/Kg 1.2計算干燥原料配合比 設干燥原料配合比為： 表2 原料配合比 石灰石 砂頁巖 粉煤灰 鐵礦石 84.4% 9% 3.2% 3.5% 計算灼燒生料數(shù)值如下表： 表3 灼燒生料的計算 物料 燒失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 設定比例 石灰石 35.07 2.51 1.57 0.71 42.74 0.64 84.4% 砂頁巖 0.21 8.00 0.21 0.23 0.20 0.06 0.090 粉煤灰 0.08 1.67 0.96 0.17 0.15 0.02 0.032 鐵礦石 0.10 1.78 0.21 1.05 0.06 0.07 0.035 總計 35.45 13.96 2.95 2.16 43.15 0.78 — 灼燒生料 — 21.62 4.58 3.34 66.84 1.21 — 計算熟料化學成分 由煤灰的摻入量GA=2.69%,得灼燒生料的配合比為：1－2.69%=97.31% 表4 熟料的化學成分 名稱 配合比 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 灼燒生料 97.31 21.04 4.46 3.25 65.04 1.18 煙煤煤灰 2.69 1.32 0.92 0.21 0.06 0.04 熟料 100 22.36 5.38 3.46 65.10 1.22 1.3率值計算 計算率值： KH===0.88 SM===2.5 IM===1.6 表5 熟料的率值 率值 計算率值 率值取值范圍 KH 0.88 0.86～0.95 SM 2.5 2.2～2.6 IM 1.6 1.4～1.8 由上表可以看出，此率值是在其取值范圍內(nèi)，所以干燥原料配合比為： 石灰石84.4% 砂頁巖9.0% 粉煤灰3.2% 鐵礦石3.5% 1.4計算濕原料配合比 假設各原料的含水率為：石灰石1% 砂頁巖8% 粉煤灰7% 鐵礦石5% 將上述質(zhì)量比換算為百分比： 各物料含水量及百分比見下表： 表6 各物料含水量及百分比 濕物料名稱 含水率% 濕原料質(zhì)量配合比% 濕原料質(zhì)量百分比% 石灰石 1 83.45 83.46 砂頁巖 8 9.57 9.57 粉煤灰 7 3.37 3.37 鐵礦石 5 3.60 3.60 2 物料平衡計算 要求設計日產(chǎn)3200噸熟料生產(chǎn)線的石灰石破碎，根據(jù)設計要求，各原料生產(chǎn)損失P生設為 3%；物料平衡計算以年平衡法計算。 2.1干原料消耗定額計算 首先計算生料燒失量 生料燒失量=石灰石燒失量+砂頁巖燒失量+粉煤灰燒失量+鐵礦石燒失量 =84.4%41.55%+9%2.29%+3.2%2.49% +3.5%2.79% = 35.0682%+ 0.2061%+0.07968%+0.09765% = 35.45% 干生料燒失量：35.45% 煤灰的摻入量：2.69% 考慮煤灰摻入時，1t 熟料的干生料理論消耗量： K干===1.508t/t熟料 則干生料消耗量：KT===1.555 t/t熟料 式中: KT—干生料消耗定額，t/t熟料； K干—干生料的理論消耗量，t/t 熟料； S—煤灰摻入量,%； I—干生料的燒失量,%； —生產(chǎn)損失, 參考下列數(shù)值：回轉(zhuǎn)窯為 3%～5%，本設計取3% 2.2濕生料消耗定額 K生===1.56（t/t熟料） 式中 KT—干生料消耗量，t/t熟料； —生料的含水量，一般取0.5，%； （1）各種干原料的消耗定額： 石灰石消耗定額： K干石灰石= KTX1=1.55584.4%= 1.312(t/t熟料) 砂頁巖消耗定額： K干砂頁巖= KTX2=1.5559%= 0.140(t/t熟料) 粉煤灰消耗定額： K干粉煤灰= KTX3= 1.5553.2% =0.050(t/t熟料) 鐵礦石消耗定額： K干鐵礦石= KTX4=1.5553.5%=0.054(t/t熟料) （2）各種濕原料的消耗定額： 燒成用干煤消耗定額： 先計算煤的干燥基低位熱值： QDWg=(QDWg+25Wy)=(23684.37+8.0)=25961.27(Qar/KJ/Kg) 則燒成用干煤消耗定額為： t/t熟料 則濕煤量為： 0.146t/t熟料 各物料干料時、日、年消耗量: 由于設計日產(chǎn)3200噸熟料生產(chǎn)線，窯的年運轉(zhuǎn)率為85%，所以熟料的日產(chǎn)量為3200t/d，時產(chǎn)量為320024=133.33t/h a 石灰石干料消耗定額為1.312 石灰石時消耗量：1.312133.33=174.93 (t/h) 石灰石日消耗量：1.312133.3324=4198.30 (t/d) 石灰石年消耗量：1.312133.332436585%=1302521.04 (t/y) b 砂頁巖干料消耗定額為0.140 砂頁巖時消耗量： 0.140133.33=18.67 (t/h) 砂頁巖日消耗量： 0.140133.3324=447.99 (t/d) 砂頁巖年消耗量： 0.140133.332436585%=138988.53 (t/y) c 粉煤灰干料消耗定額為0.050 粉煤灰時消耗量： 0.050133.33=6.25 (t/h) 粉煤灰日消耗量： 0.050133.3324=150 (t/d) 粉煤灰年消耗量： 0.050133.332436585%=46537.5 (t/y) d 鐵礦石干料消耗定額為0.054 鐵礦石時消耗量： 0.054133.33=6.67(t/h) 鐵礦石日消耗量：0.054133.3324=160.00 (t/d) 鐵礦石年消耗量：0.054133.332436585%=49638.76 (t/y) e 生料干料消耗定額為1.555 生料時消耗量：1.555133.33=207.33 (t/h) 生料日消耗量：1.555133.3324=4975.88 (t/d) 生料年消耗量：1.555133.332436585%=1543765.40 (t/y) f 燒成用煤干料消耗定額為0.133 燒成用煤時消耗量：0.133133.33=17.73 (t/h) 燒成用煤日消耗量：0.133133.3324=425.59 (t/d) 燒成用煤年消耗量：0.133133.332436585%=132039.10 (t/y) 各物料濕料時、日、年消耗量： a 石灰石濕料消耗定額1.325 石灰石時消耗量：1.325133.33=176.67 (t/h) 石灰石日消耗量：1.325133.3324=4239.89 (t/d) 石灰石年消耗量：1.325133.332436585%=1315427.11 (t/y) b 砂頁巖濕料消耗定額0.151 砂頁巖時消耗量： 0.151133.33=20.13 (t/h) 砂頁巖日消耗量： 0.151133.3324=483.19 (t/d) 砂頁巖年消耗量： 0.151133.332436585%=149909.05 (t/y) c 粉煤灰濕料消耗定額0.054 粉煤灰時消耗量： 0.054133.33=7.20 (t/h) 粉煤灰日消耗量： 0.054133.3324=172.80 (t/d) 粉煤灰年消耗量： 0.054133.332436585%=53609.9 (t/y) d 鐵礦石濕料消耗定額0.057 鐵礦石時消耗量： 0.057133.33=7.60 (t/h) 鐵礦石日消耗量：0.057133.3324=182.40 (t/d) 鐵礦石年消耗量：0.057133.332436585%=56588.19 (t/y) e 生料濕料消耗定額1.56 生料時消耗量1.56133.33=207.99 (t/h) 生料日消耗量：1.56133.3324=4991.88 (t/d) 生料年消耗量：1.56133.332436585%=1548729.28 (t/y) f 燒成用煤濕料消耗定額0.146 燒成用煤時消耗量：0.146133.33=19.47 (t/h) 燒成用煤日消耗量：0.146133.3324=467.19 (t/d) 燒成用煤年消耗量：0.146133.332436585%=144945.17 (t/y) 2.3制定物料平衡表 依據(jù)以上計算結(jié)果，綜合之后得出以下物料平衡表 表7 物料平衡表 欄 原 目 料 消耗定額 （t/t熟料） 物料需要量 干料 濕料 干料 濕料 時 日 年 時 日 年 石灰石 1.312 1.325 174.93 4198.30 1302521.04 176.67 4239.89 1315427.11 砂頁巖 0.140 0.151 18.67 447.99 138988.53 20.13 483.19 149909.5 粉煤灰 0.050 0.054 6.25 150 46537.5 7.20 172.80 53609.9 鐵礦石 0.054 0.057 6.67 160.00 49638.76 7.60 182.40 56588.19 生料 1.555 1.56 207.33 4975.88 1543765.40 207.99 4991.88 1548729.28 熟料 --- --- 125 3000 930750 -- -- -- 燒成用煤 0.133 0.146 17.73 425.59 132039.10 19.47 467.19 144945.17 3 廢氣量計算 預熱器的主要功能是充分利用回轉(zhuǎn)窯和分解爐排出的廢氣余熱加熱生料，所以預熱器的廢氣來源主要是燃料燃燒放出的廢氣及生料分解產(chǎn)生的廢氣和漏入的氣體量。 由前面的計算數(shù)據(jù)可知： 熟料煤耗量：=0.146 生料的額定消耗量：K=1.56kg/kg熟料 查閱相關(guān)資料，預分解窯相關(guān)數(shù)據(jù)如下： 表8 原始參數(shù) 溫度/℃ 負壓/pa 空氣系數(shù)α 分解率/% 風速（m/s） 窯尾 1050 350 1.02 5 分解爐 880 2000 1.05 80 7.9 880 2000 1.03 95 4.8 800 2800 1.05 30 4.7 700 3400 1.10 10 4.7 550 4000 1.15 3 4.2 310 4500 1.20 0 3.7 空氣系數(shù)1.2，漏風量5% 則：理論空氣量：==0.903/kg 理論廢氣量：==0.977/kg 生料分解廢氣量：V=KJ%=0.262/kg 3.1窯尾排出廢氣量 1　 窯內(nèi)煤燃燒產(chǎn)生的廢氣量 =40%=0.3908 /kg (40%為回轉(zhuǎn)窯用燃料比) 2　 窯尾過剩空氣量 =（α-1）40%=0.0722/kg 3　 生料分解產(chǎn)生的廢氣量 =V5%=0.0131/kg 所以窯尾廢氣量為：=++=0.4761/kg 化為工作態(tài)： ==2.3153/kg熟料 3.2分解爐內(nèi)廢氣量 1　 煤燃燒的廢氣量： =（爐內(nèi)煤+窯內(nèi)煤）燃燒的廢氣量==0.977/kg 2　 生料分解產(chǎn)生的的量： =生料全部分解產(chǎn)生的的量（爐內(nèi)分解率+窯內(nèi)分解率） =V（80%+5%） =0.2227/kg 3　 過?？諝饬浚? =（α-1）=（1.05-1）0.903=0.0452/kg 所以爐內(nèi)廢氣量為：=++=1.2449/kg， 化為工作態(tài)： ==5.3636 /kg熟料 C5廢氣量： ① 出爐廢氣量： ==1.2449/kg ② 漏入空氣量：=5%=0.0452/kg ③ C5分解產(chǎn)生的量：=V=0.2699/kg 所以C5廢氣量為：=++=1.5600/kg， 化為工作態(tài)為： ==6.7212 /kg熟料 C4廢氣量： ① 來自C5的廢氣量： ==1.5600/kg ② 漏入空氣量：=5%=0.0780/kg C4廢氣量：=+=1.6380/kg 化為標準態(tài)為： ==6.6208 /kg熟料 C3廢氣量： C3廢氣量：=（1+5%）=1.7199/kg 化為標準態(tài)為： ==6.3427 /kg熟料 C2廢氣量： C2廢氣量： =（1+5%）=1.8059/kg 化為標準態(tài)為： ==5.6680 /kg熟料 C1廢氣量： C2廢氣量：=（1+5%）=1.8962/kg 化為標準態(tài)為： ==4.2375 /kg熟料 注解：CaCO3在825-896.6℃時分解，所以在計算C1、C2、C3、C4的廢氣量時,忽略了生料分解產(chǎn)生的二氧化碳氣體的量。 窯的小時產(chǎn)量為133.33t/h。所以根據(jù)產(chǎn)量、煤耗等列出窯尾的廢氣量為： 表9 窯尾廢氣量 名稱 標況 工況 負壓/pa 溫度℃ 總風量/ 單位風量/ 窯尾 0.4760 2.3153 350 1050 308.71 85.75 分解爐 1.2449 5.3636 2000 880 715.13 198.65 C5 1.5600 6.7212 2000 880 896.14 248.93 C4 1.6380 6.6208 2800 800 882.75 245.21 C3 1.7199 6.3427 3400 700 845.67 234.91 C2 1.8059 5.6680 4000 550 755.71 209.92 C1 1.8962 4.2375 4500 310 564.99 156.94 4 預熱器尺寸計算 旋風預熱器主要由旋風筒、排氣管、下料管、撒料器、換熱管道、內(nèi)筒、鎖風閥等部件組成。預熱器的主要功能是充分利用回轉(zhuǎn)窯和分解爐排出的廢氣余熱加熱生料，使生料預熱，及部分碳酸鈣分解。 4.1旋風筒直徑及高度 旋風筒的處理能力主要取決于通過的風量和截面風速。各級旋風筒圓筒斷面風速如下： 表10 各級旋風筒圓筒斷面風速 項目 C1 C2 C3 C4 C5 圓筒斷面風速（m/s） 3-4 5.5-6 5-5.5 所以，對于C2，由公式 D=2 式中：D-旋風筒圓柱體直徑，m Q-旋風筒內(nèi)氣體流量，m/s -假想截面風速，m/s(取6m/s) 所以：D=2=6.68m 則：=D+20.2 =6.68+20.2 =7.08m （根據(jù)經(jīng)驗選擇耐火磚厚度為0.2m） 設計C2是氣固分離效率要求不是很高，所以采用低型旋風筒，即：H/D=1.5～2。（H=）且。所以： 圓柱體高度=5.69m 圓錐體高度=6.33m 4.2旋風筒進風口的形式和尺寸 旋風筒進風口的類型一般有兩種：直入式和蝸殼式。由于蝸殼式進風口能使進、出旋風筒的內(nèi)、外氣流干擾小，減少了形成渦流的可能性，降低了旋風筒的阻力損失，所以一般選用蝸殼式。而蝸殼式又分為90切、180切、270切三中主要的蝸殼形式。由于本次設計的進風口處理的風量較大，綜合考慮后，選用180切蝸殼式旋風筒進風口。 根據(jù)進風量計算進風口的橫截面積F: ㎡ 式中：旋風筒的進口風速，m/s。目前一般為17-19m/s，這里選擇18m/s。 所以： ==11.66㎡ 由經(jīng)驗可知b/a=1.5～2.此處取1.6，則高寬分別為： b=5.36m a=3.35m 4.3排氣管尺寸及插入深度 排氣管也稱出風管或者出口導管或中心風管，簡稱內(nèi)筒或套筒。根據(jù)經(jīng)驗，內(nèi)筒外徑與旋風筒內(nèi)徑之比d/D=0.6-0.7,還要注意旋風筒內(nèi)的氣流速度達到13-20m/s，這樣有利于上一級換熱單元中粉料的分散與懸浮。一般來說，中間各級的內(nèi)筒插入深度可?。?.6-0.75）b,以降低壓損。綜合各方面因素，選取d/D=0.6，=0.65b。所以： =0.6D=0.66.68=4.01m =0.65=0.655.36=3.48m 4.4錐體參數(shù) 旋風筒錐體部分的作用是將捕獲的固體顆粒向排料口輸送，并且提供旋轉(zhuǎn)氣體轉(zhuǎn)折向上的空間。錐角可由下式計算： 式中：-排料口的直徑，m 經(jīng)計算得：=0.67m =64.61 其他參數(shù)： 下料管位置：=24.01=8.02m 下料管內(nèi)徑：=0.87m 式中：M-下料管內(nèi)的下料量，kg-生料/h 旋風筒的鋼板厚度：=0.00868m=8.68mm 旋風筒之間連接管道的內(nèi)徑：=3.66m 表11 C1～C5級預熱器的參數(shù)列表 C1 C2 C3 C4 C5 旋風筒直筒內(nèi)徑D(m) 5.77 6.68 7.06 7.25 7.96 旋風筒直外徑(m) 6.17 7.08 7.46 7.65 8.36 旋風筒直筒高度(m) 5.26 5.69 6.69 5.48 7.12 旋風筒圓錐體高度(m) 5.85 6.33 7.43 6.08 6.41 旋風筒圓錐體錐角（） 66.07 64.61 66.85 61.78 60.80 排氣管外徑（m） 3.46 4.01 4.24 4.35 4.78 排氣管插入深度（m） 2.81 3.48 3.72 3.91 4.15 旋風筒進風口橫截面積F(㎡) 8.72 11.66 13.05 13.62 13.83 旋風筒進風口高b（m） 4.32 5.36 5.72 6.02 6.38 旋風筒進風口寬a(m) 2.7 3.35 3.58 3.76 3.54 下料管位置（m） 11.54 8.02 14.12 14.50 9.56 下料管內(nèi)徑（m） 0.87 0.87 0.87 0.87 0.87 排料口直徑（m） 0.58 0.67 0.71 0.73 0.80 旋風筒鋼板厚度（mm） 7.80 8.68 9.10 9.25 9.96 旋風筒之間連接管道內(nèi)徑（m） 3.16 3.66 3.87 3.92 3.98 5 窯尾系統(tǒng)工藝流程簡介 圖1 窯尾系統(tǒng)工藝流程圖 窯尾系統(tǒng)由預分解窯、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、篦冷機組成。生料經(jīng)預熱器提高溫度，完成預熱和部分分解后，進入分解爐內(nèi)進行碳酸鈣分解，然后在窯內(nèi)完成燒結(jié)成熟料的任務，出窯高溫熟料則在冷卻中被冷卻。 預熱器充分利用逆流和懸浮兩種熱交換方式提高熱交換效果，如圖一所示，氣流方向為：窯尾煙室→分解爐→C5→C4→C3→C2→C1;料流方向：C1→C2→C3→C4→C5→分解爐→回轉(zhuǎn)窯。逆流熱交換主要在各級旋風筒連接風管內(nèi)進行，旋風筒主要起物料的收集作用，并通過下料管將收集的物料喂入下一級旋風筒。 參考文獻 [1] 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在這設計中充分了解了旋風預熱器是新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的核心設備，它是把生料的預熱和部分分解采用懸浮預熱方式來完成，以縮短回轉(zhuǎn)窯長度，同時使生料與窯內(nèi)熾熱氣流充分混合，提高熱交換效率，從而達到提高整個窯系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱耗的目的，它利用窯內(nèi)堆積翻滾的高溫氣流，采用多級循環(huán)懸浮預熱方式，使生料粉與熾熱氣流進行充分的熱交換，完成懸浮預熱和部分生料分解，為生料入窯煅燒做準備。旋風預熱器能充分利用窯內(nèi)熱量，降低熟料燒成熱耗，減少燒成設備占地面積。懸浮預熱器是構(gòu)成預分解系統(tǒng)的主要氣固反應單元。懸浮預熱器充分利用窯尾排出的高溫廢氣或分解爐底部燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣，然后經(jīng)最下級旋風筒收集入窯，提高系統(tǒng)的熱效率，以降低系統(tǒng)熱耗，提高熟料產(chǎn)量，是預熱器的主要任務。預熱器的產(chǎn)生帶動了經(jīng)濟的快速的發(fā)展，降低了能耗，提高了經(jīng)濟，改善了環(huán)境，間接的提高建筑行業(yè)的安全。 從設計中更深一步了解設計的重要性，是水泥生產(chǎn)重要部分，充分利用了窯尾的余熱，利用了逐步預熱的原理。利用了廢氣的發(fā)電等。懸浮時間的長短有利于物料的充分分解，風速大小對物料的控制。溫度的控制也是最關(guān)鍵的。 預熱器的設計是必須滿足產(chǎn)量、質(zhì)量的前提下，對每級預熱器的優(yōu)勝劣汰下產(chǎn)生。 這次課程設計讓我獲益良多，主要是知識和體會兩個方面。首先，整個設計過程的經(jīng)歷讓我初步接觸水泥熟料預分解窯的分解爐設計理念，學習到配料計算方法，配料平衡計算，熱平衡計算以及工藝尺寸的計算等一系列知識。各種計算設計分析是我受益匪淺。 致謝 此次課程設計是在張老師的精心指導和悉心教誨下完成的，從設計的開始，到具體的計算，中后期設計的修改，直到設計的完成，老師不厭其煩地給予了我們不同的講解，并進行深入細致地修改。嚴謹?shù)慕虒W態(tài)度，使我事半功倍的完成了此次設計。在此對他表示衷心的感謝。 并且在這次課程設計當中，也有著許多的同學幫忙排憂解難，大家互相幫助，互相愛護，在大家的共同努力下，我們突破了一個又一個的難題，在此也是對同學們表示萬分的感謝，正是有了大家的幫助和老師的細心教導，才使得我們這次課程設計的順利完成，在此一一謝過。