回转窑燃烧系统课件.ppt

1,第二节 回转窑煅烧系统,2,主要内容,流程特点概述基本流程湿法窑煅烧系统带余热锅炉的干法窑系统立波尔窑系统带悬浮预热器的干法窑系统带预分解炉的干法窑系统,干法中空窑余热发电系统预热预分解窑低温余热发电系统,物料煅烧历程窑内热交换器：链条带；料浆预热器,3,主要内容,各类回转窑系统的简单比较热工工艺布局的比较回转窑内煅烧进程的比较煅烧过程中各子系统所获热量的比较主要技术指标的比较窑型相对规格的比较,干法中空窑余热发电系统预热预分解窑低温余热发电系统,物料煅烧历程窑内热交换器：链条带；料浆预热器,4,2.2.1 回转窑燃烧系统的流程特点概述,1,2,基本流程,5,基本流程烧成制品（熟料）熟料 生料热端一次风 窑头 窑尾烟气 烟囱,2.2.1 回转窑燃烧系统的流程特点概述,窑头窑尾,高温烟气,冷却机,空气冷却,二次风,烟室,喷煤管,窑头窑尾,预热气体,6,一、二次风,燃料(主要是煤粉，也可用油或天然气)由一次空气经喷煤管送入窑头；不预热，占燃烧用总空气量20-30%，风速4070m/s经冷却机来的空气被预热(吸收熟料显热)到6001000左右，由窑头进入窑内供助燃用，这部分热风被称为二次风。,7,熟料烧成,由于窑筒体倾斜放置且在不断回转，使自窑冷端(习惯称窑尾)烟室处喂入的生料，连续向热端(窑头)运动在窑内不断被高温逆向流动的烟气所加热而烧成熟料最后经过窑头罩下端落入冷却机中，经空气冷却后排出即烧成制品熟料,8,热量交换,煤粉燃烧生成的烟气，温度一般比熟料烧成温度高200300即16501750，从窑头向窑尾方向流动;流动过程中，一方面满足烧成反应温度位即1450的要求和温度分布的要求，同时不断将热量传给生料，供预热和分解需要；因而气体本身温度和组成都在改变，最后经烟室由烟囱排出；系统中气体流动，早期只用烟囱，后来改用窑头鼓风机和窑尾排风机联合驱动，从而强化生产,9,功能,回转窑是多功能设备燃烧室高温反应器输送物料和排送气体,10,湿法回转窑的不同煅烧方法,湿法长窑，采用窑内热交换装置:如链条、格子式热交换器等湿法短窑，采用窑外热交换器:如料浆蒸发机、料浆烘干机等组合湿法中等长度的回转窑，与料浆吸滤机或压滤机组合，以降低入窑生料水分至1520,11,干法回转窑的不同煅烧方法,干法中空长窑：装有窑内热交换器如链条、耐火格子砖等干法短窑：带余热锅炉干法短窑与料球加热机的组合(称立波尔窑）干法短窑与悬浮生料粉预热器、预分解炉相组合，称SP窑和NSP窑，又称新型干法窑,12,2.2.1.1湿法回转窑煅烧系统,物料的煅烧历程：生料浆干燥带预热带燃烧带(或称预烧带，包括生料分解反应带和固相反应带)烧成带冷却带,13,2.2.1.1湿法回转窑煅烧系统,窑内热交换器：链条装置，料浆预热器链条装置-强化传热,有助于传热外还起到蒸发水分，输送原料和防止结泥巴圈等作用,14,垂挂链条的设计,垂挂链幕的链条只有一端挂在窑体上链条的长度约为回转窑内径的0.7沿窑体圆周悬挂链条的间距为30cm,疏挂时也可取间距为4045cm链条沿窑的纵轴线垂直排列，也有沿螺旋线悬挂,链条装置,15,花环挂链幕,链条最低点应距窑衬0.4D处花环链在窑体上沿螺旋线的两端悬挂与窑的纵轴线呈4560,直径大的(D4m)窑，此值偏高取花环链输送物料能力比自由垂挂链强，这对于湿法窑尤其重要，但垂直挂链幕安装比花环链容易且流体阻力略小料浆出链条带时应仍含有810的水分，以免引起粉尘扬起过多,链条装置,16,链条带长度Lk,Lk=0.07L(0.1L/D1)L:总窑长mD:筒体平均直径L/D33 Lk=1820mL/D=3325 Lk=10mL/D25 窑尾烟气温度高，不宜装链条,链条装置,17,料浆预热器：位于窑内链条带之前，近冷端,料浆预热器的作用：使生料浆从1015左右被预热到5565，粉尘捕集,横剖面 纵剖面,18,湿法窑支出热量分布,收入热量：主要由燃料提供支出热量：用于反应约3033 用于蒸发料浆水分约2530 出窑废气带走热量约占2024 窑表面散失热量约占10左右 熟料带走的热损失及其他,19,湿法窑特点,入窑生料浆水分大体在3035出窑气体温度约150300单位熟料热耗55006800kJkg熟料单位窑容积产量约1825kgm3h(随着窑规格的增大，数值偏低),20,2.2.1.2 带余热锅炉的干法窑系统,干法回转窑生料粉含水仅1左右，窑内不存在干燥带，节约了蒸发水分所需热量窑内气固换热效率低窑尾气体温度600800高温烟气引入余热锅炉，产生蒸汽，推动汽轮发电（窑正常运转，发电机可满足本系统用电负荷6070）新型干法的余热效果较好，满足全厂1/3的使用,21,干法中空窑余热发电系统,22,干法中空窑带余热锅炉系统特点,窑尾废气温度大多在8501000余热锅炉布置在窑尾与电收尘器之间系统投资约为窑工艺线总投资额约10与电站相比，余热锅炉发电效率相对比较低余热发电机组的功率，受窑操作状况干扰较大余热发电综合能耗的经济性直接受煤电比价的影响，效益不可一概而论,23,预热预分解窑的低温余热发电系统,废气主要取自预热器出口和篦冷机中尾部两个特点：热源(废气)温度低，预热器出口气体温度一般350400 SP锅炉，篦冷机用于发电气体的平均温度仅250，属低温余热发电AQC锅炉废气含尘浓度高，因此为达到蒸汽的要求压力，保证汽轮机有效的工作，必然增大锅炉的换热面积，从而大大降低了锅炉的效率,SP:Suspension Preheater;Air Quenching Cooler 篦式冷却机,24,25,26,2.2.1.3 带炉篦子加热机的回转窑(立波尔窑Lepol)系统,1928年，OHO Lellop，Polysius（德）制造公司共同发明,27,立波尔窑构成,在回转窑的尾端连接一台回转式炉篦子加热机，加热机由固定的金属外壳和回转无端篦板带构成金属外壳内镶砌耐火砖篦板带由许多块有缝隙的篦子板组装而成,2.2.1.3带炉篦子加热机的回转窑(立波尔窑)系统,28,立波尔窑工作过程,生料粉在成球设备上加工成球，料球含水分约1214，粒度为515mm；生料球经加料漏斗送到运动着的篦板带上，料球堆积厚度约为150200mm料球随着篦板向窑尾方向运动，料层被出窑高温(约1000)废气穿透时不断被加热、干燥和部分分解,2.2.1.3带炉篦子加热机的回转窑(立波尔窑)系统,29,立波尔窑工作过程,物料通过加热机的时间约1216分钟由加热机入窑生料的平均温度可达700800排出废气温度为100，由于料球层的过滤作用，废气含尘量很低，且含有一定的水蒸气，适合电收尘要求的理想条件热耗降至原来50%以上,2.2.1.3带炉篦子加热机的回转窑(立波尔窑)系统,30,立波尔窑流程,一次通过立波尔窑 气体一次通过料层二次通过立波尔窑 气体二次通过料层,31,一次通过(指气体次穿过料层)立波尔窑,为了适当分配窑尾废气热量，在加热机上部空间被隔成干燥室与预热室早期立波尔窑高温气体在排风机抽吸下，一部分在预热室中从上向下穿过料层，并由下部排出，另一部分热气体经支烟道并与冷空气混合后进入干燥室冷空气的加入可调节干燥室的温度（250-300），以防料球炸裂，影响通风进入干燥室的低温热气体从上向下穿过料层排出，经排风机排入大气。,2.2.1.3带炉篦子加热机的回转窑(立波尔窑)系统,32,2.2.1.3带炉篦子加热机的回转窑(立波尔窑)系统,一次通过(气体次穿过料层)立波尔窑,33,二次通过立波尔窑,出窑烟气全部通过预热室的料层，经换热降温后再全部通过干燥室料层，可减少乃至不用外掺冷风，降低废气量，烟气余热可以得到更充分利用，热效率进一步提高；要求两室完全隔开，并要增加一些设备，如通过预热室的烟气，温度在400左右，要经过旋风筒中间除尘，然后才能用耐热风机鼓入干燥室，操作维修难度增加；二次通过系统负压低，漏风少；中间除尘可去除部分含碱高的粉尘，有利于改善水泥质量。,2.2.1.3带炉篦子加热机的回转窑(立波尔窑)系统,34,二次通过立波尔加热机1-排风机；2-盘式成球机；3-隔墙；4-排风机；5-旋风收尘器；6-螺旋输送机；7-炉篦子；8-斗式提升机；9-刮板输送机,回转窑,干燥室,预热室,35,立波尔窑缺点,加热机的结构和操作较复杂，维修工作量大，运转周期相对较短熟料质量较差，热烟气从上向下穿过加热机上料层时，沿程换热使上层和下层物料的温度差大，甚至达400600，物料预热不均匀，影响熟料质量（影响石灰饱和系数）预先成球，工序增加，且对原料塑性有一定要求；生料球强度，粒度、透气性等主要取决于原料性质，料球的特性直接影响加热机的通风和窑的产量进一步大型化存在一定困难,2.2.1.3带炉篦子加热机的回转窑(立波尔窑)系统,36,2.2.1.4 带悬浮预热器的干法窑系统/SP窑,由一组悬浮式生料预热器和干法短窑(L/D20)组合而成，简称SP窑-Suspension Preheater,37,2.2.1.4 带悬浮预热器的干法窑系统/SP窑,特点：生料预热单独操作-相互串联的稀相气固换热单元类型：旋风筒式、立筒式悬浮预热器,38,悬浮预热器,受流态化技术发展的启发，将生料粉送入相互串联的二组换热单元中，稀相气固悬浮状态下，进行反复有效的热交换，以充分回收窑尾烟气的热量1951年洪堡公司率先在直径2540m干法立波尔窑上改造成四级旋风筒串联的预热器窑：日产量由l21t提高到195t(提高61.1）；热耗由6860kJkg熟料降到4400kJkg熟料(降低约36),39,立筒式预热器,1965年出现立筒式预热器 圆筒内设置若干缩口，使料粉在变速气流中进行气固悬浮换热,40,悬浮预热器给水泥技术带来了重大变更窑产量提高到一倍以上热耗降低3050问题：易堵（结皮、堵塞）,41,悬浮式预热器的预热效果,入窑生料的温度和分解率入窑生料的温度：入窑生料的分解率：表观分解率e0 指由窑尾取得入窑料样，分析其烧失量计算而得的分解率表观？所取样品含预热生料及窑尾循环飞扬的飞灰,42,表观分解率e0,43,统一计算标准：,44,真实分解率e,较表观分解率，真实分解率e需排除已分解的飞灰的干扰,45,设SP窑生料、入窑生料和出窑烟气中飞灰烧失量分别为：L1=35.5%，L2=23.5%，Lf=4.0%，飞灰循环量为mfh=0.55kg/kg熟料，试计算入窑生料表观分解率e，真实分解率eo和飞灰分解率ef,46,2.2.1.5带预分解炉的干法窑系统New Suspension Preheater Kiln,结构：预热器+分解炉+回转窑+高效冷却机特点：生料分解过程移至窑外以流态化方式来完成大大降低回转窑的热负荷，产量大幅度提高，促进单机大型化技术向前发展，熟料质量可达湿法窑要求,48,带预分解炉的干法窑New Suspension Preheater Kiln,流程生料 旋风预热器C4 分解炉 旋风预热器C5 窑窑尾高温烟气冷却机来的助燃空气 旋风预热器C5,4,3,2,1 排出 窑头与分解炉两处用煤的比例通常为4:6或6:4之间,49,2.2.2 各类回转窑煅烧系统的简单比较,热工工艺布局 回转窑的功能逐步被移动床(如加热机)、悬浮床(如预热器和分解炉)或沸腾床(分解炉)等高效换热设备所部分代替沸腾炉为何没有出现？烧成反应会出现液相，且在高温环境中要保持一定的反应时间,50,热工工艺布局比较,51,回转窑内煅烧进程,各类回转窑内物料煅烧进程,52,熟料煅烧过程在各个子系统所获得的热量,NSP窑的热负荷低，给窑增产创造了条件窑烧成带热力强度，取决于烧成带温度位的要求而非需热量,53,各类窑系统的主要技术指标,54,各类窑型相对规格的比较,日产2000t熟料各类窑型相对规格的比较,