回轉(zhuǎn)窯長度對(duì)窯內(nèi)傳熱的影響
2011-04-02 00:00
水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)傳熱過程和窯型關(guān)系是一個(gè)復(fù)雜的問題。不論采用何種方法進(jìn)行熱工計(jì)算，特別是使用熱工模擬的方法，如果不了解窯內(nèi)熱工因素和窯型的關(guān)系，都不容易計(jì)算的準(zhǔn)確。
探討一下窯長變化后窯內(nèi)熱工因素的變化。該回轉(zhuǎn)窯是由直徑2.3、3.4、2.3×50m的燒成帶擴(kuò)大的濕法窯改造而成。窯前端3.5m是一Solo型直聯(lián)的冷卻機(jī)，實(shí)際有效長度只有52.5m。窯尾采用自然通風(fēng)。經(jīng)過改建將窯尾接長10m，使有效窯長增為62.5m，并將自然通風(fēng)改為機(jī)械通風(fēng)。
該窯由前水泥研究院和廠方合作做過一次測(cè)定和熱工計(jì)算。隨后經(jīng)過生產(chǎn)上的努力，在鏈條懸掛上作了改進(jìn)，使窯的熱耗有了降低，但是沒有根本的變化。經(jīng)過接長窯體得改建以后，窯的熱工制度有了明顯的改進(jìn)，廠方又做了熱工測(cè)定。現(xiàn)將此三部分?jǐn)?shù)據(jù)列舉。經(jīng)過改建后，窯尾廢氣溫度、熱耗、料耗、飛灰損失都有明顯下降，而產(chǎn)量只有很小的改變。從相應(yīng)的熱平衡數(shù)據(jù)進(jìn)一步來對(duì)比。經(jīng)過改建后變化最大的是廢氣帶出帶出熱量，只相當(dāng)于原來的38.3%, 比廢氣溫度降低的幅度還大（廢氣溫度相當(dāng)于原來的38.3%，比廢氣溫度降低的幅度還大，廢氣溫度相當(dāng)于原來的50.5%），這是由于熱耗下降以后，廢氣量也明顯的下降，由4.01m3/kg（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）下降到3.23m3/kg（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。另一個(gè)大幅度下降的量是窯灰?guī)ё叩臒崃?，這一部分熱量在窯尾廢氣溫度高、熱耗高的情況下是不能輕視的。因?yàn)椴粌H窯灰?guī)ё叩娘@熱大，并且在窯尾廢氣溫度較高的情況下，窯灰的分解程度也高，帶走的那部分碳酸鹽分解熱也就相當(dāng)高。飛灰量大引起料耗增高，從而造成另一個(gè)后果就是蒸發(fā)水量增加，因此雖然改建前后原料的含水量只相差3.5%，但蒸發(fā)量卻相差20%。
回轉(zhuǎn)窯接長后有這樣大幅度的變化，是由于原有窯的L/D值過小。不僅如此，改建后的窯發(fā)熱能力甚至比過去還降低了，它的降低不是由于窯燃燒區(qū)域負(fù)荷過大而被迫降低，而是由于煅燒時(shí)要求較低的熱耗和較低的廢氣溫度。假如該窯有更多的傳熱面積，就有可能在不增加熱耗的基礎(chǔ)上提高產(chǎn)量。
熱平衡關(guān)系職能說明變化的結(jié)果，而不能表達(dá)各項(xiàng)熱工因素之間的函數(shù)關(guān)系，更不能說明和窯型的聯(lián)系。因此，必須進(jìn)一步尋找在窯規(guī)格變化之后窯內(nèi)各熱工因素的變化情況。根據(jù)兩次測(cè)定過程中窯中物料取樣分析的結(jié)果來看，雖然窯接長了10m，而物料的分解曲線幾乎是重合的。在窯接長以后，窯皮、火焰位置、生料陰影并沒有什么明顯的變化。因此，可以認(rèn)為，窯接長后窯內(nèi)冷卻帶、燒成帶和分解帶的位置基本上沒有變化。
主要的變化發(fā)生在窯的低溫部分。突出的是預(yù)熱帶由原來的5.48m延伸到19.92m，比整個(gè)窯長的變化還要大。這個(gè)現(xiàn)象提出了一個(gè)問題，即對(duì)相同直徑的窯來說，當(dāng)它的L/D不同的時(shí)候，各帶在窯內(nèi)占的百分比并不一樣；當(dāng)其他條件相同時(shí)，L/D大的窯的預(yù)熱帶和干燥帶所占的比重會(huì)更大一些。
傳熱的推動(dòng)力是溫度差，因此需要將氣體、物料的溫度和傳熱量結(jié)合起來分析傳熱和窯型的關(guān)系。
有關(guān)氣體溫度的數(shù)據(jù)，除窯尾溫度是實(shí)際測(cè)定的數(shù)據(jù)外，其余全部系按熱平衡關(guān)系計(jì)算出來。根據(jù)窯內(nèi)各點(diǎn)測(cè)得的物料溫度，將窯分為鏈條帶、干燥帶、預(yù)熱帶、分解帶和燒成帶五個(gè)區(qū)段。改建后則按相同的物料溫度和分解程度來劃分，由于鏈條帶出口處物料溫度已達(dá)320℃，所以把鏈條帶分為兩段，分別相當(dāng)于改建前得鏈條帶、干燥帶物料的溫度和蒸發(fā)程度。
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