单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化工回转窑设计规定综述,一、总则,二、筒体,三、滚圈,四、,支承装置,的设计计算,五、,支承装置,六、润滑,七、传动装置,八、窑头、窑尾及密封装置,九、热平衡、热效率计算,一总则,1.0.1主题内容,a.回转窑是对散状物料(颗粒状、块状或粉料)或浆状物料进行加热处理的热工设备.它属于回转类设备,回转筒体具有一定的安装斜度,通常筒体内衬有耐火砖或设有内件(如换热设备、抄板等),以低速回转.,b.本规定慨括了化工回转窑的结构计算、设计也就是说根据本设计规定和已知的工艺条件可以进行回转窑的设计和计算.,c.本规定所说的化工回转窑主要包括以下九大部件:筒体与内衬、换热装置、滚圈、支承装置、传动装置、窑头罩、燃烧室、窑尾罩、加料设备.,筒体与内衬,筒体由钢板卷成,是物料完成物理与化学反应地回转容器,因而是回转窑的基体.,由于回转窑在化工过程中的作用不同,有的介质温度高达1450,且介质往,往带有腐蚀性,此时回转筒体内都需要衬有若干层耐火材料,-即窑衬,保护筒体和减少散热损失.,换热装置,为了增强换热效果,回转筒体内往往还设有各种换热装置,如链条、换热管束、格板式换热器等.,滚圈,筒体、物料、窑衬、内件等所有回转部分的重量通过滚圈传到支承装置上.滚圈传递的载荷可达几百吨,其本身的重量有可达几十吨,是回转设备的最重要的关键零件之一.,支承装置,支承装置承受回转部分的全部重量,由一对托轮轴承组和一个大底座组成.一对托轮支撑着滚圈,既允许筒体自由转动,又向基础,传递了具大载荷.,挡轮的作用是限制和控制,回转窑,回转部分的轴向窜动.,传动,装置,传动,装置的作用是通过设在筒体中部的齿圈使筒体回转,通常齿圈通过弹簧板与筒体相连.,对直径较大的回转窑,为了便于内衬的砌筑和检修,通常都设有辅助传动装置.它主要由电动机、减速机、液力偶合器、联轴器、传动轴、轴承、小齿轮、机架等组成.,窑头罩,窑头罩是连接回转筒体头端与流程中下道工序设备的中间过渡体.窑头罩内通常也衬有耐火材料,在静止的窑头罩与回转筒体之间有密封装置,通常称为窑头密封装置.,燃烧室 它是工艺所需的高温气体的发生器,与窑尾罩相连,内衬有若干层耐伙材料.,窑尾罩 它是连接窑尾端与物料预处理设备以及烟气处理设备的中间体窑头罩内通常也衬有耐火材料,在静止的窑尾罩与回转筒体之间有密封装置,通常称为窑尾密封装置.,加料设备 它是回转窑的附属设备,一般根据物料入窑形态来选用喂料设备.,1.0.2 本规定适用范围:适用于工作压力为微负压或常压的化工回转窑及回转设备,常用于煅烧、焚烧、还原、干燥、冷却等工艺过程.,1.0.3 引用标准,a.GB/T11352-1989一般工程用铸造碳钢,b.JB/T6402-1992 大型低合金钢铸件,c.JB/T8853-1999 标准减速机,d.JB/T8854.2-1999齿鼓式联轴器,e.GB/T10095-1998 渐开线圆柱齿轮精度,1.0.4 回转窑分类,a.按窑体几何形状来分:直筒窑、冷端扩大窑热端扩大窑、两端扩大窑.,b.按加热方式来分:内热窑、外热窑.,c.按工艺作用来分:煅烧窑、焚烧窑、还原窑、干燥窑、冷却窑.,二筒体,筒体是回转窑的基体,它应有足够的刚度和强度.在安装和运梳过程中应保持轴线的直线性和截面的圆度,它关系到延长回转窑内衬的寿命,减少晕转阻力,及功率消耗,减轻不均匀磨损,减少机械故障,保持长期安全运转,因此十分关键,所以必须根据这一要求来设计窑的筒体.,筒体的刚度主要是筒体截面在具大的横向切力作用下抵抗径向变形的能力.,筒体的强度问题主要表现为筒体在载荷坐用下产生裂纹,尤其是滚圈附近的筒体.筒体在运转过程中存在着相当大的应力,特别是轴向应力比切向应力大得多.因此在制造、安装、使用和维修工作时应保证和保持筒体的直线性.,2.1.1筒体的基本参数,筒体的基本参数主要有:物料在,筒体内的停留时间、填充系数,f,、筒体倾角、转速,n.,a物料在,筒体内的停留时间:,物料在,筒体内的停留时间主要与筒体长度,、内径、转速、倾角、结构(有无抄板、挡料板)及自然倾角等因素有关.,物料在窑内移动的基本规律是随着窑的回转,物料被带到一定高度,随后下落,由于窑是倾斜的,物料在滑落的同时就沿筒体轴线前进了一段距离.,按筒体内是否有抄板,分两种情况来计算物料在,筒体内的停留时间.,筒体内无抄板的,物料,停留时间,=L(+24)/(324Dinsin),Di筒体内径,如果不是等径窑,应分段计算;带内衬的窑应为衬后直径.,筒体内无抄板的,物料,停留时间,=mkL/(Dinsin),m、k是系数,它与物性参数、抄板形式、介质与物料的流动方式密切相关,除了按规定选取外,还应结合实际,参考类似工况的回转窑确定系数m、k的取值.,b.填充系数f,窑某一截面上的填充系数f等于物料层所占有的截面积与窑整个截面积之比.,某一窑的平均填充系数f等于该段窑内装填物料占有体积与该段窑的有效体积(容积)之比.,填充系数f主要与结构影响系数、物料处理量、物料的停留时间、物料的密度、筒体的长度及内径等因书素关.,f=2.1210-2k1G/(lDi2),Di筒体内径,如果不是等径窑,应分段计算;带内衬的窑应为衬后直径.,计算f时应考虑窑内物料的结块等影响因素.,c.筒体倾角,窑筒体轴线与水平面的夹角为该窑的倾角.,倾角大小应根据筒体的长短、物料的流动性及物料的停留时间而定.,为便于计算,回转窑的斜度习惯上取窑轴线的倾角的正弦值sin.,d.转速n,回转窑转动的速度称为该窑的转速.单位r/min.,回转筒体的专速范围为:0.410 r/min,常用13 r/min,设计转速时应控制筒体外径的圆周速度不超过1m/s,即2Rn/601m/s.,主要是因为大型回转设备的直径和长度都比较大，构成回转设备的筒体、齿圈、滚圈及内部充填物料的质量总和比较庞大，在转动过程中所形成的惯性也就比较大。
如果回转筒体外径圆周线速度过快，特别容易产生振动而反过来影响传动装置和支撑装置的稳定运行，造成轴承等部件失效对带内衬的回设备，转速过快而产生的惯性振动还会导制内衬的松动和脱落2.1.2 支承档数的确定,支承档数按筒体内径及筒体长度的比值来确定,具体取发见表2.1.2.,冷却机、干燥机的长径比一般都小于12,通常都采用两档支承.,2.1.3 筒体壁厚的确定-分齿圈、滚圈和其它部分处.,其它部分处筒体壁厚的确定又分带内衬和不带内衬两种情况,分别见表2.1.3.1-1和表2.1.3.1-2.在选取直径分界处筒体壁厚的时,尽量取大值.,齿圈和滚圈处筒体的壁厚通常是取其它部分处筒体厚度的1.42倍,主要以筒体计算结果为准,一般直径3000以下的窑取小值,直径3000以上的窑取大值.,筒体加厚段的长度一般为滚圈宽度的2倍.即12m左右.,2.1.3 挡轮及齿圈位置的确定,a.,挡轮位置的确定:,当回转设备支撑档数为奇数时，通常挡轮设置在中间档；当回转设备支撑档数为偶数时，通常挡轮设置在中间靠近窑尾方向的第一档.,主要,是,是因,为,为筒,体,体受,热,热要,伸,伸长,这,样,样可,以,以减,少,少累,计,计伸,长,长量,当,然,然由,于,于布,置,置结,构,构等,原,原因,也,有,有将,挡,挡轮,设,设置,靠,靠近,窑,窑头,方,方向,的,的支,承,承装,置,置,此,此时,筒,筒体,在,在窑,体,体上,窜,窜时,受,受轴,下,下拉,力,力.,b.齿,圈,圈位置,的,的确定,为了使,齿,齿圈的,啮,啮合少,受,受热膨,胀,胀的影,响,响,齿,圈,圈应邻,近,近带挡,轮,轮的支,撑,撑装置,其距,离,离近似,等,等于窑,筒,筒体的,直,直径.,2.1.5,筒,筒体内,部,部装置,a.内,衬,衬,内衬的,作,作用是,保,保护筒,体,体,使,之,之免受,高,高温、,介,介质腐,蚀,蚀、磨,损,损,变,减,减少散,热,热损失.,内衬每,隔,隔23年就,要,要大修,一,一次,这,这主要,取,取决于,内,内衬材,料,料的质,量,量、砌,筑,筑施工,质,质量和,操,操作稳,定,定性等,因,因素.,常用耐,火,火材料,有,有:粘,土,土质耐,火,火砖、,高,高铝质,耐,耐火砖,、,、耐火,混,混凝土,砌,砌块、,鳞,鳞酸盐,耐,耐火砖,、,、镁铝,砖,砖、隔,热,热砖、,碳,碳素砖,等,等.,b.挡,砖,砖圈:,其,其作用,是,是将内,衬,衬分成,若,若干个,区,区,分,别,别固定.它是,焊,焊在筒,体,体上的,一,一组圆,环,环,厚,度,度可取,筒,筒体厚,度,度,但,高,高度应,为,为筒体,内,内衬厚,度,度的1/31/2,左,左右.,c.,挡,挡料圈,挡料圈,可,可设置,在,在窑头,也可,设,设在窑,尾,尾.设,在,在窑头,的,的挡料,圈,圈用来,防,防止物,料,料倒流,其高,度,度按照,转,转窑的,填,填充系,数,数及物,料,料性质,来,来确定.设在,窑,窑尾的,挡,挡料圈,主,主要是,延,延长物,料,料停留,时,时间,增,增大回,转,转窑的,填,填充率.设计,窑,窑头挡,料,料圈时,应注,意,意不要,防,防碍加,料,料装置.,d.导,料,料螺旋,e.进,料,料装置,f.刮,料,料器,g.挡,料,料板,h.抄,板,板,抄板的,作,作用是,将,将物料,扬,扬起,是,是物料,松,松散形,成,成料幕,充分,与,与气体,接,接触换,热,热.,抄板的,型,型式:,升,升举式,、,、扇形,式,式、分,布,布式等,以升,举,举式使,用,用较多.,抄板的,固,固定:,直,直接焊,在,在筒体,上,上、通,过,过焊在,筒,筒体上,的,的连接,件,件用螺,栓,栓连接.,抄板的,高,高度:,主,主要是,根,根据物,性,性参数,、,、筒体,直,直径、,转,转速等,参,参数确,定,定,一,般,般都分,好,好几段.,i.筒,体,体接口,主要是,指,指测温,口,口、测,压,压口、,取,取样口,、,、检查,孔,孔等.,筒,筒体上,一,一般不,设,设人孔.,2.1.7,测,测温装,置,置,常用的,是,是滑环,测,测温装,置,置,热,电,电偶接,线,线通过,滑,滑环与,测,测温仪,表,表连接,测出,回,回转窑,上,上需要,测,测出的,各,各点温,度,度.滑,可,可用2030mm紫铜,棒,棒煨制,而,而成,环,环直径,取,取1.11.3Do.,2.2,筒,筒体,的,的计算,2.2.1,筒,筒体的,载,载荷计,算,算:筒,题,题上的,载,载荷分,为,为两类,一类,是,是沿筒,体,体轴线,方,方向的,均,均布载,荷,荷;另,一,一类是,它,它分布,较,较短,简,简化为,集,集中载,荷,荷.,a.筒体,单,单位长度,载,载荷:qs=0.242,(Di+),N/m,由于筒体,各,各段的厚,度,度不同,应,应分段计,算,算,另外,考,考虑筒体,有,有内件时,可,可增加10%30%.,b.筒体,内,内衬单位,长,长度载荷:qc=3.08110-5,c(Di-hi)hiN/m,如果是多,层,层内衬应,分,分层计算.,c.筒体,内,内单位长,度,度物料载,荷,荷:qu=7.70510-6,f,Dio2N/m,注意窑内,可,可能出现,的,的最大填,充,充率f.,d.筒体,内,内单位长,度,度抄板载,荷,荷:qf=7.70110-2,1HnN/m,一般需要,计,计算实际,抄,抄板总重,量,量再除以,筒,筒体长度.如果筒,体,体内无抄,板,板,此项,载,载荷就没,有,有.,f.齿圈,质,质量 Gc=f1,mB2df2,f1计,算,算系数算,系,系数、m,齿圈模,数,数mm、B2-,齿,齿圈宽度mm、df2齿,圈,圈分度圆,直,直径mm.,刚计算时,可,可能不知,道,道m、B2、df2,应参,照,照类似回,转,转窑设备,先,先假定一,个,个m、B2、df2,按步,骤,骤向后计,算,算,最终,会,会计算出,一,一个m、B2、df2,再,将,将它们与,前,前面的假,设,设进行比,较,较,若差,不,。