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回转窑长度对窑内传热的影响 |
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类别：国际水泥|实用技术
日期：2012-3-20
来源：中国水泥网
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水泥回转窑内传热过程和窑型关系是一个复杂的问题。不论采用何种方法进行热工计算，特别是使用热工模拟的方法，如果不了解窑内热工因素和窑型的关系，都不容易计算的准确。
探讨一下窑长变化后窑内热工因素的变化。该回转窑是由直径2.3、3.4、2.3×50m的烧成带扩大的湿法窑改造而成。窑前端3.5m是一Solo型直联的冷却机，实际有效长度只有52.5m。窑尾采用自然通风。经过改建将窑尾接长10m，使有效窑长增为62.5m，并将自然通风改为机械通风。
该窑由前水泥研究院和厂方合作做过一次测定和热工计算。随后经过生产上的努力，在链条悬挂上作了改进，使窑的热耗有了降低，但是没有根本的变化。经过接长窑体得改建以后，窑的热工制度有了明显的改进，厂方又做了热工测定。现将此三部分数据列举。经过改建后，窑尾废气温度、热耗、料耗、飞灰损失都有明显下降，而产量只有很小的改变。从相应的热平衡数据进一步来对比。经过改建后变化最大的是废气带出带出热量，只相当于原来的38.3％， 比废气温度降低的幅度还大（废气温度相当于原来的38.3％，比废气温度降低的幅度还大，废气温度相当于原来的50.5％），这是由于热耗下降以后，废气量也明显的下降，由4.01m3/kg（标准状态）下降到3.23m3/kg（标准状态）。另一个大幅度下降的量是窑灰带走的热量，这一部分热量在窑尾废气温度高、热耗高的情况下是不能轻视的。因为不仅窑灰带走的显热大，并且在窑尾废气温度较高的情况下，窑灰的分解程度也高，带走的那部分碳酸盐分解热也就相当高。飞灰量大引起料耗增高，从而造成另一个后果就是蒸发水量增加，因此虽然改建前后原料的含水量只相差3.5％，但蒸发量却相差20％。
回转窑接长后有这样大幅度的变化，是由于原有窑的L/D值过小。不仅如此，改建后的窑发热能力甚至比过去还降低了，它的降低不是由于窑燃烧区域负荷过大而被迫降低，而是由于煅烧时要求较低的热耗和较低的废气温度。假如该窑有更多的传热面积，就有可能在不增加热耗的基础上提高产量。
热平衡关系职能说明变化的结果，而不能表达各项热工因素之间的函数关系，更不能说明和窑型的联系。因此，必须进一步寻找在窑规格变化之后窑内各热工因素的变化情况。根据两次测定过程中窑中物料取样分析的结果来看，虽然窑接长了10m，而物料的分解曲线几乎是重合的。在窑接长以后，窑皮、火焰位置、生料阴影并没有什么明显的变化。因此，可以认为，窑接长后窑内冷却带、烧成带和分解带的位置基本上没有变化。
主要的变化发生在窑的低温部分。突出的是预热带由原来的5.48m延伸到19.92m，比整个窑长的变化还要大。这个现象提出了一个问题，即对相同直径的窑来说，当它的L/D不同的时候，各带在窑内占的百分比并不一样；当其他条件相同时，L/D大的窑的预热带和干燥带所占的比重会更大一些。
传热的推动力是温度差，因此需要将气体、物料的温度和传热量结合起来分析传热和窑型的关系。
有关气体温度的数据，除窑尾温度是实际测定的数据外，其余全部系按热平衡关系计算出来。根据窑内各点测得的物料温度，将窑分为链条带、干燥带、预热带、分解带和烧成带五个区段。改建后则按相同的物料温度和分解程度来划分，由于链条带出口处物料温度已达320℃，所以把链条带分为两段，分别相当于改建前得链条带、干燥带物料的温度和蒸发程度。
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