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回转窑尾端扩大技术理论研究

作者:红星机器时间:2016-04-05

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新型干法水泥技术的进步推动了窑产量的不断增大,但由于生产线要求适应的原燃料条件日趋宽泛、环保排放要求日趋严格,窑的增产幅度受到一定限制。为进一步提高产量和适应性、降低生产能耗和企业成本、节约资源、满足国家节能减排政策的要求,需要持续改进回转窑的结构。下面主要从理论方面对回转窑尾端扩大技术进行详述。

回转窑

1、尾端扩大技术的特点

(1)回转窑尾端扩大结构是通过窑尾端直径的扩大,可以有效扩大烟室的小断面面积,配合烟室与分解炉缩口尺寸的核算,可以降低窑尾风速,从而有效降低窑和烟室的阻力,改善窑内通风,减少烟室飞灰的内循环,有利于窑产量的发挥。

(2)有的项目采用含硫量较高的燃料,窑内可能出现长厚窑皮或结后圈,烟室易结皮,采用回转窑尾端扩大技术,可以提高系统对劣质燃料的适应性,有利于生产线的稳定运行。

(3)采用尾端扩大技术,三次风管阀门开度可以适当加大,从而降低系统阻力,避免由于三次风管阀门开度太小而造成的阀体较快磨损,有利于烧成系统的长期稳定运行。

尾端扩大可以提高设计产量的定位,虽然变径的长度比较短,但是基于以上几点对窑况的改善,保证了窑产量的发挥,提高了窑对于高海拔、易烧性差的原料及高硫燃料的适应性。

回转窑

2、扩径长度的确定

对于变径窑可以找到的资料较少,仅在早期水泥热工设备的教科书上有过介绍,分为热端扩大、冷端扩大及哑铃型。实践证明,这几种窑型筒体的截面变形比较严重,在运转中不能保持直而圆,同时影响窑衬寿命,因此很快被淘汰。本文研究的尾端扩大回转窑,以加强窑尾通风为目的,通过改善工况和提高对原燃料的适应性进而提高产量,缩短了尾端扩大的长度。研究得出了很好的扩径长度比例,以Φ5.4m×78m窑为例,扩大及变径的长度不超过窑长度的10%,基本不影响窑筒体的刚度和长度,同时扩径位置位于窑的分解带,对于耐火砖没有特殊的材质要求,仅在变径衔接处要求采购特殊砖型,保证砌筑平滑过渡即可,因此不会额外增加窑的砖耗。

3、扩大直径的确定

研究窑尾端扩大的直径首先要研究窑内的流体状态,在窑内,气体的流动状态属于湍流范围,但是在窑尾处气流速度分布受窑尾及烟室形状和密闭情况的影响,由于通风管道面积变化和方向改变而形成涡流,导致流体阻力增加,如果结构不当,则会影响窑内通风,使高温火焰不顺畅,影响窑的生产能力。能代表流体状态的就是窑尾气体流速,窑尾气体流速与窑产生的废气量和窑尾的截面积相关,废气量又取决于窑的发热能力,从窑尾气体流速与窑的直径的关系可以看出,窑尾风速随着窑直径的增大成正比增加,尾端直径扩大后要将尾端名义风速控制在14~16m/s范围内,超过这个范围窑尾风速越接近于粉状物料的管道输送速度,会引起粉尘在窑内外的大量循环,增加除尘器的负荷,增大飞灰损失。

回转窑

4、回转窑尾端扩大技术与生产线规模的关系

窑的发热能力与回转窑直径的三次方成正比,窑的传热能力与直径的平方成正比(传热面积=πDL=KD2),回转窑的生产取决于窑的发热能力与传热能力平衡的结果,因此两者必有适当的比例。

传热能力与发热能力的比值,随着直径的增大而减小。相对来说,小型窑比值大,说明传热能力强,发热能力弱;而大型窑比值小,说明传热能力弱,发热能力强,这是因为随着回转窑直径的增大,传热能力不如发热能力增加的快,所以一般来说中小型窑做成直筒的较多,大型窑宜扩大尾端以提高窑的传热能力,降低窑尾风速。基于以上分析,窑尾端扩径技术推荐使用在较大规模(>5000t/d)的生产线上。

采用尾端扩大技术的回转窑是一种局部短长度变径的回转窑,该窑大大改善了窑尾端的通风,能够实现改善窑况和增产的目的。本文从回转窑的通风、适应性和传热等方面研究了回转窑尾端扩大的长度和直径选型,分析了回转窑尾端扩大的优势。如需订购新型回转窑设备,欢迎咨询红星机器厂家,咨询热线:0371-67772626。

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