一1.1窯燒成系統(tǒng)的工藝流程及特點(diǎn)進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒，煅燒好的熟料進(jìn)入篦冷機(jī)冷卻后有鏈板機(jī)輸送至熟料庫(kù)儲(chǔ)存。窯速較快，一般正常在3.0~4.2r/min煤粉從窯頭噴入，二次風(fēng)溫為950℃熟料熱耗為1250Kcol/Kg.cl1.2回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)與燃燒器相關(guān)的技術(shù)參數(shù)1.2.1回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)幾個(gè)關(guān)鍵的尺寸備注從窯頭看正弦243456789中心線到小車鋼軌的距離煤風(fēng)對(duì)接法蘭的尺寸凈風(fēng)對(duì)接法蘭的尺寸回轉(zhuǎn)窯所處當(dāng)?shù)氐暮０胃叨人兔猴L(fēng)管管徑241210111213DN150mm1415助燃風(fēng)管管徑燃?xì)怙L(fēng)管管徑DN250mmmm1.2.2回轉(zhuǎn)窯的相關(guān)參數(shù)t/dQydw0.08mm篩余固定碳含硫量低位熱值接口壓力kcal/3KPa1.2.3原用燃燒器技術(shù)參數(shù)123456t/ht/hmmmmmm能力調(diào)節(jié)范圍燃燒器熱端長(zhǎng)度燃燒器伸進(jìn)窯口長(zhǎng)度點(diǎn)火用油槍規(guī)格789燃燒器移動(dòng)范圍燃燒器擺動(dòng)角上下左右各3°1.2.4原用風(fēng)機(jī)或配套風(fēng)機(jī)參數(shù)流量壓力轉(zhuǎn)速功率3KParpmkW二2.1確定窯的日產(chǎn)量G和熟料熱耗QhG=600t/d=25t/h=25X10kg/h3Qh=1250Kcol/Kg2.2確定理論時(shí)耗煤量GcoQGG=1250X25X10/55003HQy=5681.118kg/h2.2.1確定燃燒器煤風(fēng)通道時(shí)耗煤量Gt因?yàn)槿紵魇怯迷诟G頭部分，煤粉完全從窯頭噴入窯內(nèi)Gt=G1=5681.118kg/hco2.3確定煤粉燃燒所需要的空氣量L2.3.1煤粉完全燃燒時(shí)所需要的單位理論空氣量LoYLm/kg.co30=1.01X5500/1000+0.5m/kg.co3=6.055m/kg.co32.3.2確定煤粉完全燃燒所需要的風(fēng)量L=Lo*m/h=6.055X5681.118m/h=34399.17m/hGt333=573.3m/min32.3.3確定燃燒器內(nèi)的一次風(fēng)量L1L=K*L11K1干法中空窯立波爾窯預(yù)熱器窯預(yù)分解窯燃燒器形式0.1~0.150.1~0.150.2~0.350.15~0.280.15~0.280.13~0.25三通道0.12~0.18四通道0.04~0.080.12~0.180.04~0.080.12~0.180.12~0.180.12~0.180.04~0.080.04~0.080.03~0.08如上表中可知K1=0.03~0.08，考慮到設(shè)計(jì)中應(yīng)保證一次風(fēng)量足夠裕量，這里取K=0.151所以一次風(fēng)量為L(zhǎng)=0.15X573.3m/min31=85.995m/min32.3.4確定煤風(fēng)風(fēng)量及煤風(fēng)風(fēng)速1)確定煤風(fēng)風(fēng)速為了使煤粉在燃燒器風(fēng)道內(nèi)不沉積下來(lái)，必須要保證煤風(fēng)通道的風(fēng)速﹥﹦20m/s,其取值范圍為22m/s~25m/s之間。這里取煤風(fēng)管道的風(fēng)速為Vm=24m/s.2)確定煤風(fēng)濃度10kg/Bm,一般3情況下，都在2~6kg/Bm，煤粉的濃度越小，煤粉在窯內(nèi)燃燒越完全，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)3值，取煤風(fēng)濃度為3.5kg/Bm33)確定煤風(fēng)風(fēng)量Qm風(fēng)量，以滿足熟料燒成的要求。=5681/3.5=1623m/h3=27m/min327x1.2=32.4m/min32.3.5確定助燃風(fēng)風(fēng)量、各風(fēng)道風(fēng)量及各風(fēng)道風(fēng)速由煤風(fēng)風(fēng)量和助燃風(fēng)量組成，助燃風(fēng)量由軸流風(fēng)、旋流風(fēng)和中心風(fēng)組成。1)確定助燃風(fēng)風(fēng)量Qj=L1―Qm=85.995m/min―27m/min33=58.995m/min358.995x1.2=64.89m/min32)確定各風(fēng)道風(fēng)量驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際測(cè)量可知，軸流風(fēng)量、旋流風(fēng)量和中心風(fēng)量的比例關(guān)系為Qz:Qx:Qzx=5:4:1(1)軸流風(fēng)量Qz=QjX50%=64.89X50%=32.45m/min3(2)旋流風(fēng)量Qx=QjX40%=64.89X40%=25.95m/min3(3)中心風(fēng)量Qzx=QjX10%=64.89X10%=6.489m/min33)確定各風(fēng)道噴口風(fēng)速實(shí)踐表明，火焰形成的關(guān)鍵參數(shù)是軸流風(fēng)速Vz與一次風(fēng)量L1的百分比之1200-1500%?m/s。根據(jù)這個(gè)公式可以選定軸流風(fēng)的風(fēng)速Vz=（1200~1500）?m/s/15%=80~1000m/s旋流風(fēng)最高風(fēng)速應(yīng)達(dá)到100~120m/s以上。Vx=100~120m/s頭;使火焰更加穩(wěn)定；減少Nox有害氣體的生成。中心風(fēng)的風(fēng)量不易過(guò)大，過(guò)大粉的混合和燃燒都不完全。一般情況下，中心風(fēng)速為Vzx=50~60m/s。4)確定各風(fēng)道管內(nèi)流速軸流風(fēng)、旋流風(fēng)和中心風(fēng)的管道內(nèi)流速主要依據(jù)風(fēng)機(jī)的出口流速確定。一般情況下鼓風(fēng)機(jī)出口的流速為Vc=15~20m/s。20~25m/s三3.1中心風(fēng)管管徑的確定中心風(fēng)量為Qzx==6.489m/min，中心風(fēng)噴頭處風(fēng)速Vzx=60m/s33.1.1中心風(fēng)管噴頭處過(guò)流面積的確定Qzx6.489由公式?V可知Azx=1802.5mm260Vzx6060由公式AD2/4可知D=φ47.9mm3.1.2中心風(fēng)管管道內(nèi)過(guò)流面積的確定由公式?V可知Azx=Qzx/60Vc=6.489/(20X60)=5407.5mm2由公式AD/4可知Dφ82.9mm23.1.3中心風(fēng)管徑的設(shè)定77.98mm有燃油霧化器，霧化器套管的尺寸為d=60mm，在根據(jù)公式d)422A可知Ddφ102.39mm12241確定中心風(fēng)管的內(nèi)徑值不小于φ102.39mm，查找型材庫(kù)選擇鋼管直徑為φ114X8的管材。3.2煤風(fēng)風(fēng)管管徑的確定煤風(fēng)風(fēng)量Qm=33.4m/min,煤風(fēng)的管道風(fēng)速應(yīng)≥20~30m/s設(shè)定Vm=30m/s3由公式?V可知Am=Qm/60Vm=(33.4/30)/60=18555mm2)22外由公式可知φ191mm24庫(kù)，選定鋼管外徑為φ203X8煤風(fēng)接口處的管道直徑4由公式AD/4可知Dφ153.7mm2接匹配送煤風(fēng)機(jī)的出口管路，選取鋼管的直徑為φ168X83.3旋流風(fēng)風(fēng)管管徑的確定旋流風(fēng)量Qx=25.95m/min，旋流風(fēng)最高風(fēng)速應(yīng)達(dá)到100~130m/s以上，設(shè)3定旋流風(fēng)風(fēng)速為Vx=110，旋流風(fēng)管道風(fēng)速為Vc=15~20m/s，取Vc=20m/s3.3.1旋流風(fēng)管噴頭處過(guò)流面積的確定Qx25.95由公式?V可知Ax=3931.8mm260Vx601103.3.2旋流風(fēng)管管道內(nèi)過(guò)流面積的確定Qx25.95由公式?V可知A=21625mm2旋60Vc60203.3.3旋流風(fēng)管管道內(nèi)徑的確定)4A422外由公式A旋可知Dx20322=4φ262mm，查找型材庫(kù)，選定鋼管直徑為φ273X83.4軸流風(fēng)管管徑的確定軸流風(fēng)量Qx=32.45m/min，軸流風(fēng)Vz=140~160m/s，設(shè)定軸流風(fēng)速為3Vz=140m/s，軸流風(fēng)管道風(fēng)速為Vc=15~20m/s，取Vc=20m/s3.3.1軸流風(fēng)管噴頭處過(guò)流面積的確定Qz32.45由公式?V可知Az=3863.1mm260Vz601403.3.2軸流風(fēng)管管道內(nèi)過(guò)流面積的確定Qz32.45由公式?V可知A4=27041mm260Vc60203.3.3軸流風(fēng)管管道內(nèi)徑的確定)22由公式可知2442φ330mm查找型材庫(kù)，選定鋼管外徑為φ351X83.5側(cè)風(fēng)管管徑的確定其助燃風(fēng)量為Qj=64.89m/min，側(cè)風(fēng)管風(fēng)速設(shè)定為Vc=20m/s。33.5.1確定側(cè)風(fēng)管管徑Qj64.89由公式?V可知Ac=54075mm260Vc60204由公式AD2/4可知φ262.4mm匹配助燃風(fēng)管出口管路，這里選定鋼管外徑為φ273X83.5.2確定側(cè)風(fēng)管各變徑管徑4(A4A)427041+21625）1）旋流風(fēng)變徑管徑D5旋φ248.9mm為方便設(shè)計(jì)，選定管道的外徑為φ273X842）軸流風(fēng)變徑管徑φ185.5mmφ165.9mm為方便設(shè)計(jì)，選定管道的外徑為φ219X843）旋流風(fēng)支路管管徑為方便設(shè)計(jì)，選定管道的外徑為φ219X83.6各管道的裝配各管道的部裝圖及焊件圖，從圖紙上給出，見附圖四4.1穩(wěn)流器的設(shè)計(jì)中心風(fēng)通過(guò)穩(wěn)流器進(jìn)入窯內(nèi)，規(guī)定了中心風(fēng)在噴口的速度為，Vzx=60m/s中心風(fēng)量為Qzx==6.489m/min計(jì)算出中心風(fēng)在噴口的過(guò)流截面積為31802.5mm，穩(wěn)流器的形狀為多孔組成的端蓋板，設(shè)定小孔的直徑為φ6,根據(jù)過(guò)2流截面積可求出小孔的個(gè)數(shù)，并均勻排布，如下圖4.2煤風(fēng)內(nèi)噴頭的設(shè)計(jì)5~6端面外直徑φ166，根據(jù)煤風(fēng)在噴頭處的過(guò)流截面積來(lái)確定旋流風(fēng)內(nèi)筒內(nèi)圓的直徑。具體外形圖如下圖4.3旋流器的設(shè)計(jì)S對(duì)回轉(zhuǎn)窯多風(fēng)道煤粉燃燒器而言，旋流度過(guò)大就會(huì)使火焰發(fā)散，掃窯皮，射流，對(duì)于四風(fēng)道煤粉燃燒器，還有中心風(fēng)一個(gè)圓環(huán)形射流，由此可見，回轉(zhuǎn)窯的理論學(xué)科較多，如物理學(xué)、化學(xué)、燃燒學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、機(jī)械學(xué)和水泥工藝學(xué)等，最好還有一定的看火經(jīng)驗(yàn)，否則就難以搞好。里選定為左旋28度。根據(jù)旋流風(fēng)在噴頭的過(guò)流面積確定旋流風(fēng)筒壓蓋外圓的直徑，和旋流風(fēng)外筒端面圓的內(nèi)徑。4.4均風(fēng)器的設(shè)計(jì)機(jī)加工單獨(dú)設(shè)計(jì)，裝配時(shí)與煤粉管間隙配合。設(shè)定小孔的數(shù)量為24個(gè)，根據(jù)軸流風(fēng)在噴頭處的過(guò)流面積來(lái)確定扇形孔的尺寸。外形尺寸如下圖4.5攏焰罩的設(shè)計(jì)效應(yīng)（口溫度，使窯體溫度分布更加合理，火焰的峰值溫度降低。這樣，一方面能延長(zhǎng)的混合，使煤粉與空氣的混合比例更加均勻，從而使火焰的形狀更趨穩(wěn)定。徑的端部用機(jī)加工處理，使其與外軸流風(fēng)管間隙配合4.6噴頭的裝配4.7煤風(fēng)進(jìn)口處的設(shè)計(jì)4.8燃燒器總圖方案設(shè)計(jì)五已知海拔高度370m，最高氣溫35℃，相對(duì)濕度，經(jīng)計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下助燃風(fēng)機(jī)需要空氣的容積流量為114.418m3/min，助燃風(fēng)管道的風(fēng)壓不低于12~15Kpa;標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下送煤風(fēng)機(jī)需要空氣的容積流量為79.1m3/min，煤風(fēng)管道的風(fēng)壓控制在15~20。5.1計(jì)算各管道的總壓力損失5.1.1概述力降包括直管、管件和閥門等的壓力降，同時(shí)亦包括孔板、突然擴(kuò)大、突然縮小的；速度壓力降是指管道始端和終端流體流速不等而產(chǎn)生的壓力降。流體在管道中流動(dòng)的型態(tài)分為層流和湍流兩種流型，層流與湍流間有一段多屬于過(guò)渡區(qū)。過(guò)渡區(qū)摩擦系數(shù)(λ)是雷諾數(shù)(Re)和管壁相對(duì)粗糙度(ε／d)的或傳熱、傳質(zhì)速率，要求Re>10。因此，工程設(shè)計(jì)中管內(nèi)的流體流型多處于湍流4過(guò)渡區(qū)范圍內(nèi)。在管道系統(tǒng)中，計(jì)算流體壓力降的理論基礎(chǔ)是能量平衡方程。假設(shè)流體是在絕熱、不對(duì)外作功和等焓條件下流動(dòng)，對(duì)不可壓縮流體密度是常數(shù)，則得：⊿P＝⊿P⊿P⊿P－1)SNf式中⊿P—管道系統(tǒng)總壓力降，kPa；⊿P—靜壓力降，kPa；S⊿P—速度壓力降，；N⊿P—摩擦壓力降，kPa；f1）壓力降計(jì)算（1）摩擦壓力降由于流體和管道管件等內(nèi)壁摩擦產(chǎn)生的壓力降稱為摩擦力壓降。摩擦壓力降都是正值.正值表示壓力下降?？捎僧?dāng)量長(zhǎng)度法表示，如式(1.2，4—5)的最末項(xiàng)。亦可以阻力系數(shù)法表示，即Lu2PDK32f(5—2)此式稱為范寧(Fanning)方程式，為圓截面管道摩擦壓力降計(jì)算的通式，對(duì)層流和湍流兩種流動(dòng)型態(tài)均適用。式中⊿P—管道總摩擦壓力降，kPa；f—摩擦系數(shù)，0.02；—管道長(zhǎng)度，m；—管道內(nèi)直徑，m；∑—管件、閥門等阻力系數(shù)之和，無(wú)因次；u—流體平均流速，m／s；ρ—流體密度，／m。3通常，將直管摩擦壓力降和管件、閥門等的局部壓力降分開計(jì)算，對(duì)直管段用以下公式計(jì)算。（2）湍流狀態(tài)下按此公式計(jì)算LVLWLu222P?6.261046.26104f2103d55Ddf（5－3）式中d——管道內(nèi)直徑，mm；W——流體質(zhì)量流量，／h；V——流體體積流量，m／h；3f其余符號(hào)意義同前。2)靜壓力降算式為：PZZg103（5－4）s21式中⊿P—靜壓力降，kPa；SZ、Z—管道出口端、進(jìn)口端的標(biāo)高，m；21ρ——流體密度，／m；3——重力加速度，9.81m／s23）速度壓力降度壓力降。速度壓力降可以是正值，亦可以是負(fù)值。其計(jì)算式為：u22u2P312（5－5）N⊿P—速度壓力降，kPa；Nu、u—出口端、進(jìn)口端流體流速，m／s；21。5.1.2軸流風(fēng)管道的壓力損失空氣的密度大小與氣溫，海拔等因素有關(guān)，海拔越高密度越低，我們一般采用的空氣密度是指在0攝氏度、絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)下，密度為1.293g/L通常情況下，即20攝氏度時(shí)，取1.205kg/m。31)計(jì)算其摩擦壓力降由公式（5-3）可知2df2P104104=26.8X10kPa-35f2）計(jì)算其靜壓力降設(shè)定風(fēng)機(jī)出口距燃燒器的助燃風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口的高度為PZg10101.2059.8110=118.2X103kPa33s3)計(jì)算其速度壓力降管道內(nèi)風(fēng)速為20m/s，出口出的風(fēng)速為140m/s，由公式（5-5）可知uu20222212P=4.639kPa3322N4）計(jì)算軸流風(fēng)道總的壓力降由公式（5-1）可知PPfPsP=4.784kPaNF5.1.3旋流風(fēng)管道的壓力損失1)計(jì)算其摩擦壓力降2由公式（5-3）可知P104=0.0581kPa5f2)計(jì)算其速度壓力降管道內(nèi)風(fēng)速為20m/s，出口出的風(fēng)速為130m/s，由公式（5-5）可知2022P=7.049kPa32N3)計(jì)算旋流風(fēng)道總的壓力降由上述計(jì)算可知，其總的壓力降為7.107kPa5.1.4煤風(fēng)管道的壓力損失煤風(fēng)是煤粉混合著空氣，其煤粉濃度取最大值10kg/m所以煤風(fēng)的密度為310kg/m+1.205kg/m=11.205kg/m。煤風(fēng)在管道的流速?zèng)]有明顯變化，設(shè)定煤333風(fēng)噴口速度為32m/s。1)計(jì)算其摩擦壓力降2由公式（5-3）可知P=6.944kPa415252）計(jì)算其靜壓力降由公式（5-4）可知p109.81=1.099kPa33)計(jì)算其速度壓力降3022由公式（5-5）可知P=13.446kPa32N4)計(jì)算其總的壓力降由公式（5-1）可知P=21.489kPaF5.1.5中心風(fēng)管道的壓力損失1)計(jì)算其摩擦壓力降2由公式（5-3）可P=0.2071kPa41025f2)計(jì)算其速度壓力降管道內(nèi)風(fēng)速為20m/s，出口出的風(fēng)速為60m/s，由公式（5-5）可知2022P=1.982kPa32N3)計(jì)算旋流風(fēng)道總的壓力降由上述計(jì)算可知，其總的壓力降為2.189kPa5.1.6計(jì)算助燃風(fēng)道和煤風(fēng)通道的總壓力損失P=14.08kPa助P=21.489kPa煤5.2確定助燃風(fēng)機(jī)的