預(yù)熱器課程設(shè)計(jì).doc

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課程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)（重點(diǎn)車間：預(yù)熱器部分）學(xué) 院： 材料與化學(xué)工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)： 無機(jī)非金屬材班學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 摘 要迄今為止，水泥是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的建筑材料之一，并且在很長一段時(shí)間內(nèi)是難以用其他材料替代的基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)建設(shè)材料，對整個(gè)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(yù)熱起著相當(dāng)重要的作用，而對生料預(yù)熱的設(shè)備就是懸浮預(yù)熱器。懸浮預(yù)熱器主要有旋風(fēng)預(yù)熱器及立筒預(yù)熱器兩種。現(xiàn)在立筒預(yù)熱器已趨于淘汰。預(yù)分解窯采用旋風(fēng)預(yù)熱器作為預(yù)熱單元裝備構(gòu)成旋風(fēng)預(yù)熱器的熱交換單元設(shè)備主要是旋風(fēng)筒及各級(jí)旋風(fēng)筒之間的連接管道（亦稱換熱管道）。懸浮預(yù)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(jìn)行預(yù)熱及部分碳酸鹽分解，然后進(jìn)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(wù)。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(gè)功能。只有兼?zhèn)溥@三個(gè)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(yù)熱器；回轉(zhuǎn)窯 設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目日產(chǎn)3200噸熟料現(xiàn)代化干法生產(chǎn)水泥廠初步設(shè)計(jì)。（重點(diǎn)車間：預(yù)熱器部分）二、設(shè)計(jì)目的此次課程設(shè)計(jì)是進(jìn)入大學(xué)以來的第一次設(shè)計(jì)課程，也是在參加了生產(chǎn)實(shí)習(xí)后的一次總結(jié)?；谠趯W(xué)校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)，并結(jié)合本專業(yè)的發(fā)展特色而開設(shè)的一項(xiàng)重要的實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。其目的在于通過課程設(shè)計(jì)的鍛煉，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)我們認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。在設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)我們學(xué)生掌握繪圖、計(jì)算、研究等科學(xué)設(shè)計(jì)方法，提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算，鍛煉我們分析解決實(shí)際問題的能力。三、本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)1.建設(shè)項(xiàng)目：日產(chǎn)3200噸水泥熟料生產(chǎn)線（重點(diǎn)：預(yù)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(biāo)準(zhǔn)（GB49152004）和工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（TJ3679）的規(guī)定四、原料的原始資料(%)表1.1 原料與煤灰的化學(xué)成分(%) 數(shù)據(jù) 物料燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO總和石灰石41.552.291.860.8450.650.7698.63砂頁巖2.2989.032.382.552.180.6599.08粉煤灰2.4952.9830.295.424.60.5196.29鐵礦石2.7951.396.1730.191.861.8894.28煙煤煤灰04934.097.682.391.694.76設(shè)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(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）設(shè)計(jì)原理根據(jù)材料工廠設(shè)計(jì)概論和水泥生產(chǎn)工藝及設(shè)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(yù)熱器部分進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。（2）設(shè)計(jì)內(nèi)容1）配料計(jì)算；2）生料消耗定額（理論料耗與實(shí)際料耗）計(jì)算；3）年產(chǎn)熟料計(jì)算（窯年運(yùn)轉(zhuǎn)率自行擬定）；4）要求窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)廢氣量計(jì)算5）各級(jí)預(yù)熱器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算目錄1 配料計(jì)算1.1煤灰的摻入量1.2計(jì)算干燥原料配合比1.3率值計(jì)算1.4計(jì)算濕原料的配合比2 物料平衡計(jì)算2.1干原料消耗定額計(jì)算2.2濕原料消耗定額計(jì)算2.3制定物料平衡表3 廢氣量的計(jì)算 3.1窯尾排出廢氣量 3.2分解爐內(nèi)廢氣量4 預(yù)熱器尺寸計(jì)算4.1旋風(fēng)筒直徑及高度4.2旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)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(xiàn)7 設(shè)計(jì)評(píng)述與體會(huì)8 致謝1 配料計(jì)算生料配比計(jì)算,經(jīng)查閱無機(jī)非金屬材料工學(xué)如下：表1 各窯型三率值及熟料熱耗表窯型KHSMIM熟料熱耗（kJ/kg）預(yù)分解窯0.860.952.22.61.41.829203750現(xiàn)代立窯0.920.971.62.21.11.531505000干法窯0.860.892.02.41.01.658507520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(qiáng)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(yīng)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(qiáng)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(diǎn)擴(kuò)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?qiáng)化作用：SO3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(qiáng)礦物，對熟料強(qiáng)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(shè)計(jì)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(jì)算因?yàn)檫x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/Kg1.2計(jì)算干燥原料配合比設(shè)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(jì)算灼燒生料數(shù)值如下表：表3 灼燒生料的計(jì)算物料燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO設(shè)定比例石灰石35.072.511.570.7142.740.6484.4%砂頁巖0.218.000.210.230.200.060.090粉煤灰0.081.670.960.170.150.020.032鐵礦石0.101.780.211.050.060.070.035總計(jì)35.4513.962.952.1643.150.78灼燒生料21.624.583.3466.841.21計(jì)算熟料化學(xué)成分由煤灰的摻入量GA=2.69%,得灼燒生料的配合比為：12.69%=97.31%表4 熟料的化學(xué)成分名稱配合比SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO灼燒生料97.3121.044.463.2565.041.18煙煤煤灰2.691.320.920.210.060.04熟料10022.365.383.4665.101.221.3率值計(jì)算計(jì)算率值：KH=0.88SM=2.5IM=1.6表5 熟料的率值率值計(jì)算率值率值取值范圍KH0.880.860.95SM2.52.22.6IM1.61.41.8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(jì)算濕原料配合比假設(shè)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183.4583.46砂頁巖89.579.57粉煤灰73.373.37鐵礦石53.603.602 物料平衡計(jì)算要求設(shè)計(jì)日產(chǎn)3200噸熟料生產(chǎn)線的石灰石破碎，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，各原料生產(chǎn)損失P生設(shè)為 3%；物料平衡計(jì)算以年平衡法計(jì)算。2.1干原料消耗定額計(jì)算首先計(jì)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(shí)，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(shè)計(jì)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(jì)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(shí)、日、年消耗量:由于設(shè)計(jì)日產(chǎn)3200噸熟料生產(chǎn)線，窯的年運(yùn)轉(zhuǎn)率為85%，所以熟料的日產(chǎn)量為3200t/d，時(shí)產(chǎn)量為320024=133.33t/ha 石灰石干料消耗定額為1.312石灰石時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)、日、年消耗量：a 石灰石濕料消耗定額1.325石灰石時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(jì)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(shí)日年時(shí)日年石灰石1.3121.325174.934198.301302521.04176.674239.891315427.11砂頁巖0.1400.15118.67447.99138988.5320.13483.19149909.5粉煤灰0.0500.0546.2515046537.57.20172.8053609.9鐵礦石0.0540.0576.67160.0049638.767.60182.4056588.19生料1.5551.56207.334975.881543765.40207.994991.881548729.28熟料-1253000930750-燒成用煤0.1330.14617.73425.59132039.1019.47467.19144945.173 廢氣量計(jì)算預(yù)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(yù)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(jì)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(yù)分解窯相關(guān)數(shù)據(jù)如下：表8 原始參數(shù)溫度/負(fù)壓/pa空氣系數(shù)分解率/%風(fēng)速（m/s）窯尾10503501.025分解爐88020001.05807.988020001.03954.880028001.05304.770034001.10104.755040001.1534.231045001.2003.7空氣系數(shù)1.2，漏風(fēng)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 =（-1）40%=0.0722/kg3 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/kg2 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/kg3 過?？諝饬浚?=（-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： 出爐廢氣量： =1.2449/kg 漏入空氣量：=5%=0.0452/kg 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： 來自C5的廢氣量： =1.5600/kg 漏入空氣量：=5%=0.0780/kg C4廢氣量：=+=1.6380/kg 化為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為： =6.6208 /kg熟料C3廢氣量：C3廢氣量：=（1+5%）=1.7199/kg 化為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為：=6.3427 /kg熟料C2廢氣量：C2廢氣量： =（1+5%）=1.8059/kg 化為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為：=5.6680 /kg熟料C1廢氣量：C2廢氣量：=（1+5%）=1.8962/kg 化為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為： =4.2375 /kg熟料 注解：CaCO3在825-896.6時(shí)分解，所以在計(jì)算C1、C2、C3、C4的廢氣量時(shí),忽略了生料分解產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w的量。窯的小時(shí)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(biāo)況工況負(fù)壓/pa溫度總風(fēng)量/單位風(fēng)量/窯尾0.47602.31533501050308.7185.75分解爐1.24495.36362000880715.13198.65C51.56006.72122000880896.14248.93C41.63806.62082800800882.75245.21C31.71996.34273400700845.67234.91C21.80595.66804000550755.71209.92C11.89624.23754500310564.99156.944 預(yù)熱器尺寸計(jì)算 旋風(fēng)預(yù)熱器主要由旋風(fēng)筒、排氣管、下料管、撒料器、換熱管道、內(nèi)筒、鎖風(fēng)閥等部件組成。預(yù)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(yù)熱，及部分碳酸鈣分解。4.1旋風(fēng)筒直徑及高度 旋風(fēng)筒的處理能力主要取決于通過的風(fēng)量和截面風(fēng)速。各級(jí)旋風(fēng)筒圓筒斷面風(fēng)速如下：表10 各級(jí)旋風(fēng)筒圓筒斷面風(fēng)速項(xiàng)目C1C2C3C4C5圓筒斷面風(fēng)速（m/s）3-45.5-65-5.5所以，對于C2，由公式 D=2式中：D-旋風(fēng)筒圓柱體直徑，m Q-旋風(fēng)筒內(nèi)氣體流量，m/s -假想截面風(fēng)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(yàn)選擇耐火磚厚度為0.2m）設(shè)計(jì)C2是氣固分離效率要求不是很高，所以采用低型旋風(fēng)筒，即：H/D=1.52。（H=）且。所以：圓柱體高度=5.69m 圓錐體高度=6.33m 4.2旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口的形式和尺寸旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口的類型一般有兩種：直入式和蝸殼式。由于蝸殼式進(jìn)風(fēng)口能使進(jìn)、出旋風(fēng)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(fēng)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(shè)計(jì)的進(jìn)風(fēng)口處理的風(fēng)量較大，綜合考慮后，選用180切蝸殼式旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口。根據(jù)進(jìn)風(fēng)量計(jì)算進(jìn)風(fēng)口的橫截面積F: 式中：旋風(fēng)筒的進(jìn)口風(fēng)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(yàn)可知b/a=1.52.此處取1.6，則高寬分別為： b=5.36m a=3.35m4.3排氣管尺寸及插入深度排氣管也稱出風(fēng)管或者出口導(dǎo)管或中心風(fēng)管，簡稱內(nèi)筒或套筒。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)筒外徑與旋風(fēng)筒內(nèi)徑之比d/D=0.6-0.7,還要注意旋風(fēng)筒內(nèi)的氣流速度達(dá)到13-20m/s，這樣有利于上一級(jí)換熱單元中粉料的分散與懸浮。一般來說，中間各級(jí)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=3.48m4.4錐體參數(shù)旋風(fēng)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(jì)算： 式中：-排料口的直徑，m經(jīng)計(jì)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(fēng)筒的鋼板厚度：=0.00868m=8.68mm旋風(fēng)筒之間連接管道的內(nèi)徑：=3.66m表11 C1C5級(jí)預(yù)熱器的參數(shù)列表C1C2C3C4C5旋風(fēng)筒直筒內(nèi)徑D(m)5.776.687.067.257.96旋風(fēng)筒直外徑(m)6.177.087.467.658.36旋風(fēng)筒直筒高度(m)5.265.696.695.487.12旋風(fēng)筒圓錐體高度(m)5.856.337.436.086.41旋風(fēng)筒圓錐體錐角（）66.0764.6166.8561.7860.80排氣管外徑（m）3.464.014.244.354.78排氣管插入深度（m）2.813.483.723.914.15旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口橫截面積F()8.7211.6613.0513.6213.83旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口高b（m）4.325.365.726.026.38旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口寬a(m)2.73.353.583.763.54下料管位置（m）11.548.0214.1214.509.56下料管內(nèi)徑（m）0.870.870.870.870.87排料口直徑（m）0.580.670.710.730.80旋風(fēng)筒鋼板厚度（mm）7.808.689.109.259.96旋風(fēng)筒之間連接管道內(nèi)徑（m）3.163.663.873.923.985 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(yù)分解窯、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、篦冷機(jī)組成。生料經(jīng)預(yù)熱器提高溫度，完成預(yù)熱和部分分解后，進(jìn)入分解爐內(nèi)進(jìn)行碳酸鈣分解，然后在窯內(nèi)完成燒結(jié)成熟料的任務(wù)，出窯高溫熟料則在冷卻中被冷卻。預(yù)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?yàn)椋焊G尾煙室分解爐C5C4C3C2C1;料流方向：C1C2C3C4C5分解爐回轉(zhuǎn)窯。逆流熱交換主要在各級(jí)旋風(fēng)筒連接風(fēng)管內(nèi)進(jìn)行，旋風(fēng)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(jí)旋風(fēng)筒。參考文獻(xiàn)1 李海濤.新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備M.化學(xué)工業(yè)出版社，2012.32372 陳景華，張長森，蔡樹元.無機(jī)非金屬材料熱工過程及設(shè)備M.華東理工大學(xué)出版社，2014.45513 姜洪舟.無機(jī)非金屬材料熱工設(shè)備M.武漢理工大學(xué)出版社，2013.87984 劉述祖.水泥工業(yè)熱工基礎(chǔ)M.武漢工業(yè)出版社，1993.30425 金容容.水泥廠工藝概論M.武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1993.1031346 嚴(yán)生，常捷，程麟.新型干法水泥廠工藝設(shè)計(jì)手冊M.中國建材工業(yè)出版社，2007.2312427 肖爭鳴，李堅(jiān)利.水泥工藝技術(shù)M.化學(xué)工業(yè)出版社，2006.65738 胡道和.水泥工業(yè)熱工設(shè)備M.武漢理工大學(xué)出版社，2009.73829 熊會(huì)思，熊然.新型干法水泥廠設(shè)備選型使用手冊M.中國建材工業(yè)出版社,2007.14214610 林宗壽.水泥工藝學(xué)M.武漢理工大學(xué)出版社，2012.4346 設(shè)計(jì)評(píng)述與體會(huì)在這設(shè)計(jì)中充分了解了旋風(fēng)預(yù)熱器是新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的核心設(shè)備，它是把生料的預(yù)熱和部分分解采用懸浮預(yù)熱方式來完成，以縮短回轉(zhuǎn)窯長度，同時(shí)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(dá)到提高整個(gè)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(jí)循環(huán)懸浮預(yù)熱方式，使生料粉與熾熱氣流進(jìn)行充分的熱交換，完成懸浮預(yù)熱和部分生料分解，為生料入窯煅燒做準(zhǔn)備。旋風(fēng)預(yù)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(shè)備占地面積。懸浮預(yù)熱器是構(gòu)成預(yù)分解系統(tǒng)的主要?dú)夤谭磻?yīng)單元。懸浮預(yù)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?zé)煔猓缓蠼?jīng)最下級(jí)旋風(fēng)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(yù)熱器的主要任務(wù)。預(yù)熱器的產(chǎn)生帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的快速的發(fā)展，降低了能耗，提高了經(jīng)濟(jì)，改善了環(huán)境，間接的提高建筑行業(yè)的安全。從設(shè)計(jì)中更深一步了解設(shè)計(jì)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(yù)熱的原理。利用了廢氣的發(fā)電等。懸浮時(shí)間的長短有利于物料的充分分解，風(fēng)速大小對物料的控制。溫度的控制也是最關(guān)鍵的。預(yù)熱器的設(shè)計(jì)是必須滿足產(chǎn)量、質(zhì)量的前提下，對每級(jí)預(yù)熱器的優(yōu)勝劣汰下產(chǎn)生。這次課程設(shè)計(jì)讓我獲益良多，主要是知識(shí)和體會(huì)兩個(gè)方面。首先，整個(gè)設(shè)計(jì)過程的經(jīng)歷讓我初步接觸水泥熟料預(yù)分解窯的分解爐設(shè)計(jì)理念，學(xué)習(xí)到配料計(jì)算方法，配料平衡計(jì)算，熱平衡計(jì)算以及工藝尺寸的計(jì)算等一系列知識(shí)。各種計(jì)算設(shè)計(jì)分析是我受益匪淺。致謝此次課程設(shè)計(jì)是在張老師的精心指導(dǎo)和悉心教誨下完成的，從設(shè)計(jì)的開始，到具體的計(jì)算，中后期設(shè)計(jì)的修改，直到設(shè)計(jì)的完成，老師不厭其煩地給予了我們不同的講解，并進(jìn)行深入細(xì)致地修改。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度，使我事半功倍的完成了此次設(shè)計(jì)。在此對他表示衷心的感謝。并且在這次課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，也有著許多的同學(xué)幫忙排憂解難，大家互相幫助，互相愛護(hù)，在大家的共同努力下，我們突破了一個(gè)又一個(gè)的難題，在此也是對同學(xué)們表示萬分的感謝，正是有了大家的幫助和老師的細(xì)心教導(dǎo)，才使得我們這次課程設(shè)計(jì)的順利完成，在此一一謝過。