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1、武 汉 理 工毕 业 设 计设计题目： 提高4000t/d悬浮预热器热效率的途径 系 别： 材料工程系 班 级： 材料无机非金属材料 姓 名： 指 导 教 师： 2014年5月26 日提高4000t/d悬浮预热器热效率的途径摘 要悬浮预热器的构成由旋风筒和连接管道（换热管道），具有使气、固二相能充分分散均布、迅速换热、高效分离等功能预热系统的控制对水泥的烧成有着重要的影响，本文综合叙述了对怎样来提高旋风预热器热效率进行了深一步的研究，分析了分离效率、固气比、系列数、级数、悬浮效率、漏风、堵塞对热效率的影响情况为正确处理预热器、分解炉、回转窑和冷却机之间的关系，稳定热工制度、提高热效率、实现优质
2、高产低耗和长期安全运转的生产目的而提出了一些解决办法。关键词：旋风预热器；热效率；分离效率；固气比 Ways to Improve Thermal Efficiency of 4000t/d Suspension Preheater AbstractSuspension preheater composed of cyclone and connecting pipe (heat pipe)， with the control of gas， solid phase can fully disperse uniformly， rapid heat transfer， efficient sep
3、aration of functions of heating system has an important influence on the cement sintering， this paper describes how to improve the thermal efficiency of cyclone preheater for further research， analysis of the separation efficiency， ratio of solid to gas， series， series number， suspension efficiency，
4、 air leakage， blockage effects on thermal efficiency for the correct handling of the relationship between the preheater， precalciner， rotary kiln and cooling machine， thermal system， improve the thermal efficiency， realize the stable high yield and low cost the long-term safe operation of the produc
5、tion and put forward some solutions.Key words: cyclone preheater; thermal efficiency; separation efficiency; solid gas ratio目 录1 引言12水泥工艺流程方块图23悬浮预热器的组成33.1悬浮预热器的功能33.2悬浮预热器的分类34.旋风预热器的工作原理54.1旋风预热器的效率指标54.2影响旋风预热器换热效率的因素54.2.1粉料的悬浮效率54.2.2系统固气比64.2.3旋风预热器的系列数和级数64.2.4气、固相的分离效率74.2.5漏风的影响75预热器堵塞的原因分
6、析85.1 结皮造成的堵塞85.2回灰的影响85.3有害元素的影响85.4局部高温造成结皮堵塞85.5漏风造成的堵塞95.6 操作不当造成的堵塞105.7 外来物造成的堵塞115.8设计不当，先天不足造成的堵塞116提高悬浮预热器热效率的途径126.1使物料充分悬浮126.2增加固气比和级数126.3增大气、固分离效率126.5加强窑的检验管理126.6合理配料136.7完善工艺设施137.结论15参考文献16致谢17武 汉 理 工 毕 业 设 计1 引言悬浮预热器是实现气（废气）、固（生料粉）之间的高效换热为了提高悬浮预热器热效率应从分离效率、固气比、系列数、悬浮效率、漏风对热效率的影响等方
7、面考虑研究，除此之外还必须最大限度的减少系统漏风，是废气量降低到最低限度。总的来说预热分解是把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程已到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率，降低熟料烧成热耗得目的。（1）物料分散 换热80%在入口管道内进行的。喂入预热管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料转折向上随气流运动，同时被分散。（2）气固分离 当气流携带粉料进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体与内筒（排气管）之间的环状空间做旋转流动，并
8、且一边旋转向下运动，由筒体到锥体，一只延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。（3）预分解 预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。他是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解过程的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流体态迅速进行，使入窑生料的分解率达到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内进行；燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；由于燃料于生料混合均匀，燃料燃烧及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有
9、优质、高效、低耗等一系列优良性及特点。因此通过一系列措施来提高悬浮预热器热效率在现实生活和生产中具有深远的意义。2水泥工艺流程方块图硅石、煤矸石、铜矿渣石灰石煤煤预均化石灰石预均化石灰石库辅料库煤磨 立磨煤库生料均化库预热器分解炉石膏矿渣，矿粉，石灰石冷却机破碎混合材库熟料库水泥磨 水泥均化库水泥储存库散装出厂图2-1水泥工艺流程图3悬浮预热器的组成悬浮预热器的主要组成：旋风筒、连接管道、锁风阀、撒料装置。连接管道：承担上下两级旋风筒的连接和气固流的输送任务，同时承担着物料分散、均布、锁风和气、固两相间的换热任务。锁风阀：保持下料管经常处于密封状态，防止气流短路、漏风，做到换热管道中的热气流及
10、下料管中的物料“气走气路，料走料路”。撒料装置：防止下料管下行物料进入换热管道时的向下冲料，促使下冲物料至下料板后的飞溅、分散排灰阀平衡杆角度及其配重的调整排灰阀摆动的频率越高，进入下一级旋风筒进气管道中的物料越均匀，气流短路的可能性就越小。排灰阀摆动的灵活程度主要取决于排灰阀平衡杆的角度及其配重。根据经验，排灰阀平衡杆的位置应在水平线以下150左右。因为这时平衡杆和配重的重心距同时增大。力矩增大，阀板复位所需时间缩短，排灰阀摆动的灵活程度可以提高。至于配重，应在冷态时初调，调到用手指轻轻一抬，平衡杆就起来，一松手平衡杆就复位。热态时，只需对个别排灰阀作微量调整即可。3.1悬浮预热器的功能主要
11、功能在于充分利用回转窑及分解炉内排出的热气流中所具有的热焓加热生料，使之进行预热及部分碳酸盐分解，然后进入分解炉或回转窑内继续加热分解，完成熟料煅烧任务。因此它必须具备以下三大功能：气固二相充分分散均匀。迅速换热。高效分离。3.2悬浮预热器的分类悬浮预热器主要有旋风预热器及立筒预热器两种。现在立筒预热器已趋于淘汰。预分解窑采用旋风预热器作为预热单元装备。构成旋风预热器的热交换单元设备主要是旋风筒及各级旋风筒之间的联接管道（亦称换热管道）。旋风预热器系由旋风筒及上、下两级旋风筒间的连接管道所组成。旋风筒本体的组成部分有圆柱体、圆锥体、进口管道、出口管道、内筒及下料管等。连接管道上部与上级旋风筒进
12、口管道、下部与下级旋风筒出口管道相连接；中间适当部位有上级旋风筒的下料管与之连接；在上级旋风筒下料管内的适当部位装设有锁风阀，作用在于既保持上级旋风筒分离出的生料能够畅通的通过进入换热管道，又能最大限度地防止下级旋风筒出来的热气流经下料管短路窜入上级旋风筒，造成已被分离的生料粉二次飞扬，降低上级旋风筒的分离效率；在上级旋风筒下料管最下部与换热管道的连接部位还设有撒料装置，目的在于使上级旋风筒下来的生料粉进入换热管道时，由于重力作用冲在撒料器上飞溅起来，使生料粉能够迅速分散、均布在下级旋风筒出来的热气流之中，提高换热效率。追根溯源，作为旋风预热器的主要组成部分的旋风筒，是在普通的旋风收尘器的基础
13、上借鉴发展过来的。悬浮预热器的主要功能在于充分利用回转窑及分解炉内排出的炽热气流中所具有的热焓加热生料，使之进行预热及部分碳酸盐分解，然后进入分解炉或回转窑内继续加热分解，完成熟料烧成任务。因此它必须具备使气、固两相能充分分散均布、迅速换热、高效分离等三个功能。只有兼备这三个功能，并且尽力使之高效化，方可最大限度地提高换热效率，为全窑系统优质、高效、低耗和稳定生产创造条件。旋风预热器的功能在于物料在炽热气流中的分散、均布、气固换热和分离。其性能优劣主要表现在是否具有较高的换热效率、分离效率，较低的阻力和良好的密闭性能以减少内、外漏风等。两者的共同点在于保持低压损状态下能具有较高的气固分离效率。
14、而不同点则在于，旋风收尘器不具备换热功能，而应具备尽可能高的气固分离功能；而对旋风预热器中的主要设备旋风筒来讲，由于它是由多级换热单元所组成，物料系由多级预热单元逐级加热，因此只要保持其给定的气固分离效率和一定的换热作用即完成了应有的任务。所以它在旋风预热器系统中，视所在的不同预热器级别，具有不同的气固分离效率目标，而其本身结构亦有差异。从而使得含尘气流最后得到分离。气流和粉尘的不同物理特性，主要表现在一个是气态物质，质量较小，容易变形；另一个是固态物质，质量较大，不易变形。所以，当含尘气流受离心力作用，向旋风筒内壁浓缩时，它所受到的离心力较气体大，因此粉尘在力学上有条件将气流挤出，而浓缩于筒壁，而气流则贴附于粉尘层上。当含尘气流运动时，粉尘给气流一个作用力，可局部改变气流的运动状态；同时气流也给粉尘一个反作用力，这就是气流对粉尘的阻力。这个阻理论分析及科学实验均说明，影响旋风筒流体阻力及分离效率主要有两大因素，一是旋风筒的几何结构，二是流体本身的物理性能。由于作为用于水泥工业悬浮预热装置的旋风筒，其所处理的含尘气流的物理性能大致确定；下面有我们来详细讲解旋风预热器的工作原理及怎样提高其效率。4.旋风预热器的工作原理旋风预热器由若干级换热单元组成，每级换热单元都是由旋风筒及其联接管道构成。生料从第1级和第2级旋
