TTF预热器学习教程.pptx

代别第一代第二代第三代特点自主开发，达标困难，开创新局面，誉为“里程碑”。引进消化，吸收创新，达标顺利，快速发展，低投资。总结提升，全面创新，适应性强，清洁环保，优化设计，经济合理。主要设计指标特征规模2000 t/d2500t/d、5000t/d2750t/d、3200t/d、5500t/d回转窑规格4*60m4*60m、4.8*72m4*60m、4.3*66m 4.8*72m特征级数四级五级五级热耗，kcal/kg（72h考核）设计900；实际8508602500t/d：早期780，后期750；5000t/d：7202750t/d：7357403200t/d：7307355500t/d：715720C1出口温度，3804002500t/d：33520；5000t/d：330202750t/d：320153200t/d：315155500t/d：30515C1出口压力，Pa-55003002500t/d：-51003005000t/d：-53003002750t/d：-48003003200t/d：-48003005500t/d：-4800300含尘浓度80 g/Nm370 g/Nm365 g/Nm3NOx500 mg/Nm3（10O2）运转率75 82（300天）85（310天）熟料28d强度58MPa（正常原料下）冷却机热回收率67%6772%72第1页/共21页代别第一代第二代第三代结构特点旋风筒分解炉煤质要求品质好的烟煤热值大于5500 kcal/lg的烟煤或无烟煤热值不小于5000 kcal/lg煤质（如热值45005000 kcal/lg，在产量、指标及熟料质量上应特殊考虑）标志性厂家江西水泥厂早期：耀县、双阳中期：葛洲坝5#窑、池州海螺后期：英德海螺、天瑞石龙翁源中源、越南西宁、金刚白山、华润南宁平南第2页/共21页代别第一代第二代第三代单位熟料烧成主机设备重量，t/(t/d)2500t/d：0.377（烟煤）0.391（无烟煤）5000t/d：0.331（烟煤）0.354（无烟煤）2750t/d：0.369（烟煤）0.375（无烟煤）5500t/d：0.320（烟煤）0.323（无烟煤）窑尾系统土建用钢量，t2500t/d：600（华丰，烟煤）700（金牛，无烟煤）5000t/d：1200（池州，烟煤）1400（平南，无烟煤）2750t/d：518（烟煤）568（无烟煤）5500t/d：1020（烟煤）1100（无烟煤）年节省标煤2750t/d：5480t/y，274万元5500t/d：1218t/y，60.9万元（与第二代设计相比）备 注摸索实践阶段快速发展阶段优化提高阶段第3页/共21页系统特点之一：换热效率高影响预热器系统换热效率的主要因素：影响预热器系统换热效率的主要因素：对预热器系统的换热效率的影响因素，已有大量的研究成果，对预热器系统的换热效率的影响因素，已有大量的研究成果，综合分析主要影响因素有两点：一是管道系统的换热效率，另一综合分析主要影响因素有两点：一是管道系统的换热效率，另一是旋风筒的分离效率。为提高预热器系统的换热效率首先需加强是旋风筒的分离效率。为提高预热器系统的换热效率首先需加强管道系统的换热效果，再就是提高旋风筒的分离效率。管道系统的换热效果，再就是提高旋风筒的分离效率。A A、提高管道系统的换热效果：、提高管道系统的换热效果：管道中换热以对流换热为主，其换热公式可用牛顿冷却定律表达如下：QAT 式中：Q气固间的换热速率，W；气固间换热系数，W/(m2.)；A固体微粒与气体接触的表面积，m2；T气固间的平均温差，。可见，当温差一定时，换热速率Q主要决定于生料分散的程度（分散越好，A越大）及换热系数的大小。管道中物料的分散效果主要靠结构合理的撒料装置来实现。另外，适当管道风速增加，换热系数增加，换热效果好。第4页/共21页加强管道系统换热效果的措施加强管道系统换热效果的措施 ：a.a.适当提高管道风速（适当提高管道风速（151518m/s18m/s）（经计算当管道内风速由（经计算当管道内风速由15.5 m/s15.5 m/s增至增至18 m/s18 m/s时，其换热效果增强时，其换热效果增强12.7%12.7%）b.b.适当加宽撒料板的撒料宽度，增加物适当加宽撒料板的撒料宽度，增加物料在管道中的分散度从而提高换热效果；料在管道中的分散度从而提高换热效果；c.c.撒料板伸入风管中长度略加长，增强撒料板伸入风管中长度略加长，增强物料的分散效果；物料的分散效果；d.d.合理布置下料点的高度，在保证物料合理布置下料点的高度，在保证物料不短路的前提下，尽量缩短下料点与旋不短路的前提下，尽量缩短下料点与旋风筒顶盖的距离，增加管道换热的有效风筒顶盖的距离，增加管道换热的有效长度，延长气固换热时间，从而提高换长度，延长气固换热时间，从而提高换热效果。热效果。e.e.合理布置物料下料点，充分考虑旋风合理布置物料下料点，充分考虑旋风筒中气流旋向对物料换热的影响。筒中气流旋向对物料换热的影响。第5页/共21页B B、提高旋风筒的分离效率：、提高旋风筒的分离效率：由以上公式可见，预热器系统热效率由以上公式可见，预热器系统热效率与与 呈正比关系，呈正比关系，分离效率越高，预热器系统热效率越好，影响系统热效率的顺序为：C1C1、C2C2、C3C3、C4C4、C5C5第6页/共21页提高旋风筒分离效率的措施：提高旋风筒分离效率的措施：a.a.采用分离效率高、结构型式合理的旋风采用分离效率高、结构型式合理的旋风采用分离效率高、结构型式合理的旋风采用分离效率高、结构型式合理的旋风筒筒筒筒.b.b.合理考虑阻力的影响，适当提高旋风筒合理考虑阻力的影响，适当提高旋风筒合理考虑阻力的影响，适当提高旋风筒合理考虑阻力的影响，适当提高旋风筒的进口风速（的进口风速（的进口风速（的进口风速（151519m/s)19m/s)c.c.合理考虑旋风筒的高径比合理考虑旋风筒的高径比合理考虑旋风筒的高径比合理考虑旋风筒的高径比 第7页/共21页系统特点之二：系统的阻力低影响预热器系统阻力的主要因素：影响预热器系统阻力的主要因素：预热器系统的压损主要产生在旋风筒上，管道系统所占的比例很小，考虑预热器预热器系统的压损主要产生在旋风筒上，管道系统所占的比例很小，考虑预热器系统的降阻主要从降低旋风筒的阻力损失着手，旋风筒压损主要有以下四个部分：系统的降阻主要从降低旋风筒的阻力损失着手，旋风筒压损主要有以下四个部分：进、出口局部阻力损失；气流旋转冲撞产生的能量损失；旋转向下的气流在锥部折返向上的局部阻力损失；沿筒内壁的摩擦阻力损失 降低预热器系统阻力的一些措施：降低预热器系统阻力的一些措施：a.采用结构合理的旋风筒 ，扩大进口区域与蜗壳，减少了进口区涡流阻力（270度二心大蜗壳）b.合理控制进口气流速度;c.合理考虑内筒直径，降低旋风筒出口风速 （101012m/s12m/s）(d/D(d/D在在0.60.6以上）以上）第8页/共21页d.d.适当加大旋风筒高径比，减少不必要的气流扰动；e.e.在旋风筒出口与连接风管处选取合理的的结构型式，减少局部阻力损失。f.f.风管与旋风筒进口连接处采用由2020到4545顺畅平稳的结构型式进行过渡，理论与实践证明阻力损失较小；g.g.控制连接风管内合理截面风速，减少管道阻力损失。第9页/共21页系统特点之三：性能优越的分解炉 分解炉是预分解系统的核心，其功能的发挥直接影响回转窑的产质量。分解炉内主要完成燃料燃烧、碳酸盐分解、气固两相的输送、混合（分散）、换热、传质等一系列过程，并且伴有物料浓度、颗粒粒径的变化以及气体流量、成分和温度场的变化。TTF型式的分解炉具有双喷腾和碰顶效应、湍流回流作用强、固气停留时间比大(m=45)、温度场及浓度场均匀、物料分散及换热效果好、炉体结构简单、阻力系数低等特点。在通常情况下，燃料的燃烧及燃尽是开发设计分解炉所需考虑的主要因素，改善燃烧环境，增加燃料的停留时间有利于分解炉功能的发挥。三次风窑气C4料煤粉煤粉C4料至C5第10页/共21页 对于烟煤采用常规两钵TDF分解炉，当燃料为较难燃烧的无烟煤或劣质煤时，采用三钵TTF型式的分解炉，综上所述，本项目分解炉的工艺特点如下：三喷腾：TTF炉固气停留时间比大，在相同炉容下，炉流场大大优化，气体停留时间长，设备重量减少，避免长管道导致的层流现象；喂料方式：上下料点合理分料，创造燃烧区中部局部高温区，分解炉局部温度可达1300，可大幅提高煤粉燃烧效果，高温区间设计1.5 s，可保证劣质煤及无烟煤的充分燃烧；物料至于放在三次风正上方，可充分分散，分解炉物料分布均匀，流场更合理，同时可减少锥部塌料，分解炉的压损可大幅减少，系统相应阻力降低；喂煤方式：二通道对称四点喷入，优化分解炉温度场，消除窑尾喷煤管磨损；增设后置管道：增加分解炉炉容，方便与C5筒连接，降低塔架高度；可操作性：本TTF炉操作简单，对燃原料适应强；第11页/共21页系统特点之四：主要结构特点A A、旋风筒a.采用270二心大蜗壳结构，阻力低b.采用柔性提拉顶盖，结构简单c.C2C5采用挂片内筒，效果好，寿命长系统运行一年后的内筒照片第12页/共21页 为进一步了解旋风筒的特性，我们采用计算机数值模拟研究方法对旋风筒及风管进行了相应的模拟研究，研究结果表明本旋风筒分离效率较高。下图为旋风筒中料粉浓度分布示意图 第13页/共21页B、风管a.采用多钢板过渡结构，阻力低b.采用合理的撒料装置，结构简单，该撒料装置的最大特点是撒料效果好且撒料板为固定式，不易损坏。第14页/共21页C、锁风阀、点火烟囱等结构简单、维护方便、锁风效果良好的锁风阀密封效果良好、可远程精确控制的点火烟囱第15页/共21页D、电动闸板阀结构特点：A、传动灵活、控制精确B、带钢板网骨架浇注料闸板，耐磨性能好，使用寿命长第16页/共21页E.分解炉壳体有限元分析分解炉壳体有限元分析外壳网格化：使用四面实体要素对分解炉模型进行网格化。外壳网格化是钣金和薄壁零件的必然选择。第17页/共21页载荷：均布载荷在重力场的作用（红色箭头表示力的方向）；约束情况：底座约束（绿色箭头表示约束方向）；受力及变形分析：以底座约束为基点，受重力及载荷的作用，上部筒体受压，下部筒体受拉伸。第18页/共21页分解炉有限元计算结果分解炉变形形状结果图示分解炉静态位移结果图示分解炉静态应变结果图示分解炉静态节应力结果图示第19页/共21页THANK YOU请各位专家提出宝贵意见！请各位专家提出宝贵意见！第20页/共21页感谢您的观看。第21页/共21页