（一）收入项目 1、燃料燃烧生成热 （kJ/kg熟料） 式中： —燃烧应用基低位发热量，（kJ/kg煤） 2、燃料带入显热 （kJ/kg熟料） 式中： —燃料的比热，kJ/kg℃； —燃料入窑温度，℃。 * 3、生料带入显热 （kJ/kg熟料） 式中： 、 —分别为生料、水的比热，kJ/kg℃； —生料入窑温度，℃。 4、回灰带入热量 （kJ/kg熟料） 式中： —回灰的比热，kJ/kg℃； —回灰入窑的温度，℃。 * 5、空气带入热量 （1）一次空气带入热量： （kJ/kg熟料） —一次窑占总入窑量的比例，%； 式中： —一次空气在0～ 温度的平均比热，kJ/ Nm3℃； —一次空气入窑温度，℃。 * （2）二次空气带入热量： （kJ/kg熟料） 式中： —二次空气在0 ～ 温度的平均比热，kJ/ Nm3℃； —二次空气入窑温度，℃。 * （3）漏入空气带入热量： （kJ/kg熟料） 式中： —漏入空气在0～ 温度的平均比热，kJ/ Nm3℃； —漏入空气入窑温度，℃。 总收入热量： * （二）支出项目 1、熟料形成热 （kJ/kg熟料） 2、蒸发生料中水分耗热： （kJ/kg熟料） 式中： —入窑生料温度时水的汽化热，kJ/kg水。 * （3）废气带走热量： （kJ/kg熟料） 式中： —混合气体的平均比热，kJ/ Nm3℃； —废气温度，℃。 式中： 、……—分别为相应应气体在 温度时的平均比热，kJ/ Nm3℃； 、……—分别为废气中各气体的量， Nm3/kg熟料。 * （4）出窑熟料带走热： （kJ/kg熟料） 式中： — 熟料在0～ 温度间的平均比热，kJ/ kg·℃； —出窑熟料温度，℃。 （5）出预热器飞灰带走热： （kJ/kg熟料） 式中： — 在 0～ 温度间飞灰的平均比热，kJ/ kg·℃； —飞灰温度，℃。 * （6）系统表面散热损失： （kJ/kg熟料） 总支出热量： 收支热量平衡： * 2.6.4 回转窑系统热耗与热平衡计算 窑的热平衡计算： 主要目的，对新窑确定燃料消耗量，计算单位熟料热耗，对生产窑分析窑系统热工技术性能，为优质、高产、低耗及节能技改提供科学的依据。 * * 2.6.4 回转窑系统热耗与热平衡计算 窑的热耗、发热能力和热负荷 回转窑烧成热耗及分析 * 通常为了比较，取热值为29270kJ/kg煤为标准煤，则单位熟料耗燃料量mr可转换为标准煤耗mbr: 2000t/日，带二次燃烧的SP窑熟料热耗, QrR 匈牙利学者 QrR=4589.7－0.71M+1.6K＋2.6AM＋150.9SM－1.5SLT QrR-熟料热耗，kJ/kg熟料 M-熟料日产量，t/日 K-二次燃烧燃料（窑尾上升烟道加入燃料量）比例，% AM-生料铝氧率：0.9～1.7 SM-生料硅酸率：1.7~2.7 LST-生料石灰标准 * * 回转窑的发热能力及热负荷 回转窑的发热能力：窑单位时间发出的热量 * 回转窑的发热能力及热负荷 提高窑的产量→必须提高窑的发热能力 窑的发热能力受到燃烧空间的限制，因为燃烧带热负荷是有限的，过高会损坏窑的内衬，降低窑的运转率，影响熟料煅烧质量 窑的热负荷/窑的热力强度:有一定限度，实际生产中，应选择最佳的热负荷，才能保证窑的长期安全运转 * 回转窑的热负荷 三种表示方法:燃烧带容积热负荷，衬砖表面积热负荷、断面积热负荷 燃烧带容积热负荷:燃烧带单位容积、单位时间所发出的热量 燃烧带衬砖表面热负荷:燃烧带单位表面积、单位时间内所承受热量 燃烧带断面热负荷:燃烧带单位截面积、单位时间内所承受的热量 * 燃烧带容积热负荷 燃烧带火焰的长度，窑皮长度。 ①烧成带致密坚固的窑皮代表 ②燃烧带直径的倍数 * 燃烧带衬砖表面热负荷 燃烧带断面热负荷 与窑长无关，最简单，可比较不同型式窑，国际应用多 * 热平衡计算基准、范围及原始数据 1．热平衡计算基准 物料基准：以1kg熟料为基准； 温度基准：以0℃为基准； 2．热平衡范围 据回转窑系统设计或热工测定的目的要求确定 回转窑 窑+预热分解系统 窑+预热分解系统+冷却机 * 3．原始数据 生料用量、化学组成、水分、入窑温度 燃料成分、工业分析和入窑温度 一、二次空气的比例、温度，空气过剩系数、漏风系数，废气量与废气温度 飞灰量、飞灰温度及烧失量 收尘器收尘效率 窑体散热损失，熟料带走热 熟料形成热：可根据熟料物理化学热效应求得或选定 物料平衡 SP rotary kiln 漏入空气Vlok 燃料mr 一次空气 二次空气 Vyk 熟料1kg 界面 飞损量mff 废气+飞灰 Vf+mfh 入预热器生料：ms+myh 入窑回灰ms+myh 实际生料：ms 窑+预热系统 * 收入： 燃料消耗量 入预热器物料量 入窑系统空气量 支出：熟料量； 废气量； 出预热器飞灰量 * 物料平衡 收入项目 燃料消耗量mr（kg/kg熟料） 入预热器物料量： （kg/kg熟料） 考虑飞损后生料实际消耗量ms +入窑回灰量myh a干生料理论消耗量 mgsL （kg/kg熟料） b入窑回灰量myh和飞损量 mFh （kg/kg熟料） c考虑飞损后干生料实际消耗量 mgs （kg/kg熟料） d考虑飞损后生料实际消耗量 ms * 物料平衡 收入项目 入窑系统空气量 a燃料燃烧理论空气量 b入窑实际干空气量 c漏入空气量（包括生料送风量） 收入= 燃料消耗量+入预热器物料量 +入窑系统空气量 * 物料平衡 支出项目 熟料量：1kg 废气量： a 生料中物理水 b 生料中化学水 c 生料分解放出CO2气体量 总废气量 d 燃料燃烧生成烟气量 e 漏入空气量 出预热器飞灰量： SP q9 rotary kiln q8 散热损失q13 燃料q1+q2 一次空气 二次空气 Q5+q6 熟料q11 界面 废气q10 飞灰q12 入预热器生料：q3+q4 漏入空气q7 界面 散热损失q13 热量平衡 * * 热量平衡 收入项目 燃料燃烧生成热q1 燃料带入显热q2 生料带入显热q3 回灰带入热量q4 空气带入热量：一次q5、二次空气q6+漏入空气q7 总收入热量 * 热量平衡 支出项目 熟料形成热q8 蒸发生料水分耗热q9 废气带走热量q10 出窑熟料带走热量q11 出预热器飞灰带走热量q12 系统表面散热损失q13 总支出热量 物料平衡计算： 收入项目 1、燃料消耗量 （kg/kg熟料） 设计新窑或技术改造时，mr是未知量，通过热平衡方程求得，已生产的窑，通过热工测定得到。 2、入预热器物料量 ①干生料理论消耗量： 式中： —干生料理论消耗量，kg/kg熟料； —燃料应用基灰分含量，%； a —燃料灰分掺入熟料中的量，%； —生料的烧失量，%。 * ②入窑回灰量和飞损量： 式中： —入窑回灰量，kg/kg熟料； —出预热器飞灰量，kg/kg熟料； —出收尘器飞灰损失量，kg/kg熟料； —收尘器、增湿塔综合收尘效率，%。 * ③考虑飞损后干生料实际消耗量： 式中： — 考虑飞损后干生料实际消耗量，kg/kg熟料； —飞灰烧失量，%。 ④考虑飞损后生料实际消耗量： 式中： —考虑飞损后生料实际消耗量，kg/kg熟料； —生料中水分含量，%。 mFh出收尘器飞灰损失量，kg/kg熟料 * ⑤入预热器物料量： （kg/kg熟料） 3、入窑系统空气量 ①燃料燃烧理论空气量： 式中： —燃料燃烧理论干空气量，Nm3/kg煤； —燃料燃烧理论干空气量，kg/kg煤。 、 、 、 —燃料应用基元素分析组成，%。 * ②入窑实际干空气量： 式中： — 入窑实际干空气量，Nm3/kg熟料； — 入窑实际干空气量，kg/kg熟料； — 窑尾空气过剩系数。 * ③漏入空气量（包括生料送风量）： 式中： — 窑尾系统漏风量，Nm3/kg熟料； — 窑尾系统漏风量，kg/kg熟料； — 预热器出口过剩空气系数。 漏入空气量也可用漏风系数求得。 * 支出部分 1、熟料量： 2、废气量： ①生料中物理水： 式中： 0.804——为水蒸汽密度，kg/Nm3； ——生料中物理水量，kg/kg熟料； ——生料中物理水量，Nm3/kg熟料。 * ②生料中化学水： 式中： — 生学中化学水量，kg/kg熟料； — 生学中化学水量，Nm3/kg熟料； — 干生料中三氧化铝含量，%。 * ③生料分解放出 气体量： 式中： — 生料中分解出 气体量，kg/kg熟料； — 生料中分解出 气体量，Nm3/kg熟料； — 干生料中 含量，%。 1.977 — 为 密度，kg/ Nm3。 * 式中： 、 — 分别为干生料中CaO和MgO的含量，%； 、 、 — 分别为 、CaO和MgO的分子相对质量； * ④燃料燃烧生成烟气量： （Nm3/kg煤） （Nm3/kg煤） （Nm3/kg煤） （Nm3/kg煤） * （Nm3/kg煤） （kg/kg煤） 式中： —燃料燃烧实际烟气量，（Nm3/kg煤）； —燃料燃烧实际烟气量，（kg/kg煤）。 * （5）漏入空气量： ，Nm3/kg熟料； ，kg/kg熟料。 总废气量： （Nm3/kg煤）； （kg/kg煤）。 * 3、出预热飞灰量 （kg/kg熟料） 四、热量平衡 参见教材p119图2-104，热量平衡图。 支出项目 （1）熟料形成热 （2）蒸发生料中水分耗热 （3）废气带走热量 （4）出窑熟料带走热 （5）出预热器飞灰带走热 （6）系统表面散热损失 收入项目 （1）燃料燃烧生成热q1（2）燃料带入显热q2（3）生料带入显热q3（4）回灰带入热量q4 （5）空气带入热量 * 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 努力奋斗 * 2.6 回转窑系统的设计计算 * 回转窑系统的设计 窑的类型和尺寸 产量标定 单位产品的燃料消耗 主要配套设备： 冷却机 预热器 分解炉 煤磨 收尘器 喂料装置 通风设备 * 2.6.1 回转窑筒体尺寸与产量的关系 影响窑产量的主观因素： 窑的规格尺寸-直径、长度 客观因素： 回转窑直径D（m） 回转窑产量与直径的关系 窑有效容积Vi/m3 回转窑产量与有效容积的关系 * * 产量、直径常用计算公式 日本水泥协会推荐公式，1974 G=KD1.5L G-窑的小时产量，t/h D-窑烧成带筒体内径，m L-窑有效长度，m K-系数，因窑型而异，见P108表2-28 窑的生产要与气固传热能力有关 * 水泥工业设计院，湿法窑生产能力 * 产量、直径常用计算公式 日本池田，计算SP窑生产能力， 1973 G=1.425Di2.88 G-熟料小时产量，t/h Di-回转窑烧成带衬砖内径，m 为反映窑长影响，该式附带要求窑长与内径Di的关系应符合： L=23Di-20 * 北京建材院，NSP窑生产能力： G=KD2.5L0.762 G-熟料小时产量，t/h K-系数，0.114～0.119 产量、直径常用计算公式 南京化工学院新型干法窑产量计算经验公式 1986年，南京化工学院汇总了世界上54个国家、从1951年到1984年投产的617台各类悬浮预热器窑和预分解窑的生产数据或设计资料，利用微机进行产量回归分析，得到表2-29所示的悬浮预热窑、立筒预热器窑和预分解窑三组产量计算公式。鉴于在同一规格下，立筒预热器窑产量一般稍低于旋风预热器窑的产量这一事实，因此专门建立了一组立筒预热器窑产量公式。 南京化工学院，新型干法窑产量计算经验公式 p109 n-统计样本数，r-相关系数 * * 其中： G-窑的台时产量，t/h L-窑的长度，m D，Di-分别表示窑筒体内径、窑筒体衬砖内径，m Vi-窑的有效容积，m3 Di—D-2δ；δ窑衬砖厚度按经验值计算： D≤4m，δ=0.15m； 4﹤D≤5m，δ=0.18m； 5﹤D≤6m，δ=0.2m；D＞6m，δ=0.23m 1984年前统计数据，对规模较大的窑结果偏低 2.6.2 回转窑筒体尺寸的确定 窑的规格尺寸 直径，长度或长径比 窑的类型、规格不同则窑的单位产量指标也不同 确定尺寸。