水泥廠的回轉(zhuǎn)窯物料平衡與熱量平衡計(jì)算案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u21652水泥廠的回轉(zhuǎn)窯物料平衡與熱量平衡計(jì)算案例綜述 120351.1物料平衡計(jì)算 1137181.1.1物料收入 24741.2熱量平衡計(jì)算 9225781.2.1收入熱量 9132311.2.2支出熱量 1155901.3物料平衡表與熱量平衡表 128443熟料的單位熱量消耗量為 131.1物料平衡計(jì)算水泥廠采用Φ4.8×72m的預(yù)分解窯，回轉(zhuǎn)窯預(yù)產(chǎn)量為5000噸每天，根據(jù)所選設(shè)備和生產(chǎn)水平，對回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)進(jìn)行物料平衡計(jì)算和熱平衡計(jì)算。由所選主機(jī)得已知數(shù)據(jù)如下：進(jìn)回轉(zhuǎn)窯原煤粉體的溫度tr=45℃；熟料出冷卻機(jī)溫度tlsh=220℃；入窯生料的溫度ts=53℃環(huán)境溫度t=20℃；一次風(fēng)進(jìn)入窯的溫度tylk=37℃；進(jìn)入冷卻機(jī)中的冷風(fēng)溫度tk=37℃；窯頭漏風(fēng)溫度tyLOk=37℃；進(jìn)入冷卻機(jī)內(nèi)的冷風(fēng)量VLK=2.17Nm3/kg;進(jìn)窯的空氣量比(%)“一次風(fēng)：二次風(fēng)：窯頭漏風(fēng)=30：65：8”；燃料的燃燒比例(%)“回轉(zhuǎn)窯：預(yù)分解爐=46：54；離開預(yù)熱器的飛灰gfh=0.15kg/kg熟料；熱煙氣離開預(yù)熱器時(shí)的溫度tf=350℃；袋除塵器和增濕塔總的除塵效率η=99.30%；回收揚(yáng)塵進(jìn)入窯的溫度tyh=52℃；氣力提升泵的空氣和物料的比值14.5kJ/Nm3;喂料時(shí)漏入冷風(fēng)的溫度ts=52℃；窯尾過剩空氣系數(shù)αy=1.05；分解爐漏入空氣量在分解爐中燃料燃燒過程所需要的空氣用量中的占比4.5%；分解爐出口處過剩的空氣量系數(shù)αF=1.25系統(tǒng)散熱熱量QB=550kJ/kg熟料；水泥熟料中燃料帶入的灰分百分比α=100%；生料的含水率WS=0;冷卻機(jī)的排煙口排出廢氣溫度tRK=220℃；系統(tǒng)中冷卻水流出攜帶的熱量QLs=180kJ/kg熟料。物料平衡系統(tǒng)收支情況入下圖所示，圖1.1物料收支示意圖圖1.1物料收支示意圖溫度基準(zhǔn)：0℃物料基準(zhǔn)：1kg熟料。1.1.1物料收入(1)燃料消耗量mr=式中:mr——燃料消耗量，kg/kg熟料；mfr——分解爐消耗量，0.54mr，kg/kg水泥熟料；myr——回轉(zhuǎn)窯消耗量，0.46mr，kg/kg水泥熟料。(2)生料消耗量①干生料理論消耗量m②從預(yù)熱器出去的飛灰量mf?③煙囪損失的飛灰量m④進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的回灰量m⑤揚(yáng)塵損失后干生原料的實(shí)際使用量m⑥揚(yáng)塵損失后生料中含自然水的實(shí)際用量(3)進(jìn)入預(yù)熱器中的生料量m=m①理論空氣量V=0.089×59.63＋0.267×5.42+0.033×(7.75?0.42)

m②窯頭部分實(shí)際使用的干空氣量當(dāng)窯頭過剩空氣的空氣系數(shù)為αyVm其中：一次空氣Vm二次空氣Vm窯頭漏風(fēng)

Vm③分解爐從三次風(fēng)管中抽取的風(fēng)量分解爐廢氣排煙口處的過剩空氣的空氣系數(shù)：α離開分解爐的多余空氣量V分解爐使用的燃料燃燒產(chǎn)生的理論空氣量

V窯尾部分廢氣中的多余空氣量

V從分解爐漏入的空氣量

Vm分解爐從三次送風(fēng)管內(nèi)抽取的空氣量：Vm④懸浮預(yù)熱器總設(shè)備漏風(fēng)量：

Vm⑤氣體提升泵進(jìn)料時(shí)帶入的空氣量Vm⑥進(jìn)入冷卻機(jī)內(nèi)的冷風(fēng)量：Vm物料總收入：mzs==4.657+4.263mr出冷卻機(jī)熟料量m預(yù)熱器出口飛灰量m冷卻機(jī)排煙口排出空氣量Vm預(yù)熱器出口處的廢氣量生料中的物理水W生料中的化合水生料加工中形成的CO2百分含量CO生料加工中化合水的百分比H生料中的化合水量mV生料加工中分解的CO2mV燃料在燃燒的過程中產(chǎn)生的理想煙氣量VVVVVm煙氣中過剩的空氣量V其中：NmOm氣力提升泵進(jìn)料需用的空氣量Vm其中：NmOm=+=0.402+10.336物料總支出m1.2熱量平衡計(jì)算窯尾部分的熱量收入來源情況如圖2所示QLsQLs圖2熱量平衡示意圖1.2.1收入熱量燃料燃燒熱Q燃料帶入熱量Q生料帶入顯熱Q進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的回灰?guī)氲臒崃縌空氣帶入熱量窯頭部分的一次風(fēng)帶入的熱量Q進(jìn)入冷卻機(jī)中的冷風(fēng)帶入熱量Q氣力提升泵進(jìn)料時(shí)帶入自然風(fēng)熱量Q窯頭漏入空氣帶入的熱量Q分解爐漏入空氣帶入的熱量Q懸浮預(yù)熱器操作時(shí)滲入空氣帶入的熱量Q收入總熱量Q=1.2.2支出熱量由于本設(shè)計(jì)水泥廠主要使用石灰石和粘土作為生料配料，故而不探究灼堿影響，生產(chǎn)熟料需要的熱耗量可按下式計(jì)算Q=27.13×1.244+17.21×5.48+32.03×64.91?21.44×21.78?12.47×4.44=1673.22(kJ/kg水泥熟料離開冷卻機(jī)帶走熱量Q廢氣離開預(yù)熱器帶走的熱量Qf=飛灰離開預(yù)熱器帶走的熱量Q生料混合分解和飛灰干燥失水的耗熱量=1.05×冷卻機(jī)的排煙口放出廢氣帶走熱量Q系統(tǒng)表面散熱Q冷卻水帶出熱量Q支出熱量Q=3484.012+2665.598收入熱量=支出熱量199.379+24424.922由此解得m1.3物料平衡表與熱量平衡表計(jì)算得各項(xiàng)平衡項(xiàng)目如表1.1和表1.2所示表1.1物料平衡表物料收入kJ/kg熟料百分比物料支出kJ/kg熟料%燃料使用量0.1512.85熟料離開冷卻機(jī)的量1.018.93進(jìn)入預(yù)熱器的原料量1.64531.03從預(yù)熱器排出飛灰量0.152.84一次風(fēng)量0.1963.70從預(yù)熱器排出廢氣量2.76852.41系統(tǒng)漏風(fēng)量0.3576.73從冷卻機(jī)離開的空氣量1.36325.81進(jìn)入冷卻機(jī)帶入風(fēng)量2.80652.93生料引進(jìn)風(fēng)量0.1462.75合計(jì)5.301100合計(jì)5.281100表1.2熱量平衡表收入熱量來源kJ/kg熟料百分比支出熱量來源kJ/kg熟料%煤燃燒產(chǎn)熱3662.65694.22生產(chǎn)熟料產(chǎn)生的熱量1673.2243.05煤帶入熱量1.8820.20熟料離開冷卻機(jī)帶走熱量231.1826.10被生料引入的熱量78.4542.02廢氣離開預(yù)熱器帶走熱量896.6023.07進(jìn)窯回灰攜帶的熱量6.5290.17飛灰離開預(yù)熱器帶走熱量41.77512.29窯頭的一次風(fēng)攜帶熱量1.2540.19原料分解和飛灰脫水消耗熱0.1350.00進(jìn)冷卻機(jī)冷風(fēng)帶入熱量104.142.68冷卻機(jī)煙囪排出空氣顯熱301.6051.76生料帶進(jìn)風(fēng)的熱量1.3630.19系統(tǒng)表面散熱55014.15系統(tǒng)