再论新型干法回转窑的优化设计与增产节能——NSP窑的节能技术方案和节能窑型推广之我见.pdf
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1、梁镒华:再论新型干法回转窑的优化设计与增产节能j1j?_鬻弱鋈囊骥誉?。0一。 。一”-警劳+筝i鳎裁螽趁妻魏中图分类号:TQl72 文献标识码:B 文章编号:10070389(2010)0216一08再论新型干法回转窑的优化设计与增产节能INSP窑的节能技术方案和节能窑型推广之我见梁镒华(南京邦齐建材设备丁程有限公司,I:苏南京210000)摘要:随着我国新型干法水泥生产工艺、技术装备和系统控制的日趋成熟,NSP窑斜度、转速、窑内物料停留时间、平均负荷率和装机功率等设计参数得到了逐步优化,窑系统产量和综合效益得到大幅提高。通过采集大量20002500td熟料和40005000dd熟料NSP窑
2、技术方案的最新生产数据,和通过生产实践及研究成果捏合建立一个表征性数学模型,对二大类各11个设计方案的详实计算和分析比较,以探索设计参数间变化规律和对能耗的影响。结果表明:NSP窑的斜度和长径比对节能的影响巨大。其中斜度从35加大为4O时,节能13左右;从40加大为45时,节能11左右;长径比每减少10,则能实现节能约67。在此计算分析的基础上,提出了全新的节能新窑型设计方案二支承新型超短窑。关键词:新型干法回转窑;斜度;长径比;单位物料运行功耗;窑内物料负荷率Futhur discussion on optimum design and increasing output and savin
3、g energy of New Dry Process rotary kilnLiang Yihua(Nanjing Bangqi Building Material Equipment Co,Ltd,Nanjing,Jiangsu,210000)Abstract:With the New Dry Process cement technology and equipment and control system becoming increasingly mature,the follow-ing design parameters were optimized step by step H
4、S NSP kiln inclination,rotary speed,raw material residence time,average load rateand installed power,and the output and whole benefit were increased greatlyBy collecting up to date production data of large numbersof 2 0002 500 td and 4 0005 000 td NSP kiln and by building a simulation modethe author
5、 calculated and compared detailedlythe datas of the eleven different design shcemes to find the change law of the parameters and its effect on energy consumptionThe resuits show that the inclination and ratio of length to diameter affects the energy consumption greatly as when the inclination inreas
6、efrom 35to 4O,the energy saving rate is l 3,when the inclination increase from 4Oto 45,the energy saving rate is 1 l,10decreasing of ratio of length to diameter CHH realize 6-7energy savingOn base of the analysis and calculation,a brannew savingenergy kiln scheme was put forwa一New Two-supporting Sup
7、pershort kilnKey words:New dry process rotary kiln;inclination;ratio of length to diameter;unit material running power;kiln material load rate0前言目前国内新型干法水泥工艺技术装备和系统控制技术已趋成熟,窑系统产量大幅提高,回转窑的设计、操作参数在生产实践中逐步得到了优化。笔者采集r一些最新实际生产数据,以国内前期对日产量20001的中40rex60m窑的生产实践和研究成果为切人点,拟建立起一个表征性的数学模型,使对窑的技术参数的设计计算和进行详尽的技术
8、经济及节能方案分析比较成为可能。通过详实的计算和方案分析研究来探索NSP窑设计结构参数间的影响规律,从而指导我们设计方案的优化。文献1的工作提高了我们对NSP窑在设计、结构参数的合理选择及其重要性的认识,并提出“大斜度、小长径比”的节能优化设计方向:下面我们再对近年一16一来国内外窑型技术方案作进一步详细计算和分析研究,并对方案做简单分析评述和补充论证,进而揭示设计结构参数对节能的影响规律,探索增产节能效果更佳的新窑型。1 20002500td熟料新型干法回转窑的技术方案分析比对国内外20002500td熟料新型干法回转窑的设计参数及节能分析比较见表l。分析表l可知,相近产量的回转窑,长径比不
9、同、斜度不同、窑的转速不同,那其运行负荷率、单位容积物料重量和物料在窑内的停留时间就不同;由此带来单位物料运动功耗和产量不同,使窑系统的增产节能效果差异较大。J】表1中方案2和方案l的比较求淀工程型墼万方数据表l国内:;,1,20002500td熟料新型干法回转窑设计参数及节能分析比较物料 负 物料运 装机功率 单位容、 节能 有效万 窑规格 产量 停留 转速 荷 物料 动功耗 kW 积产量案 m (td。) 时间 (rmin) 盎 量t (kwh 比较 容积 计算简式(tm 实际 建议 m。rllln t1) d1)2000 312 28 69 457 168 计算值 33由4060 250
10、 (224)TC(D= 2200 291 3O 72 477 169 (250)611 36r=8726n。1 100150。斜度妒=02334G厅一135) 2500 249 35 69 457 168 41315 (339)3000 22,4 39 75 497 169 49中40X 60 2500 230 33 64 424 147 41NC(UD= r=7588n-12 87 280 (294) 611150,斜度 3000 195 39 65 430 147 49 =02029Gn-14O)中4043(u 2000 250 25 77 366 120 46T=6254n一3 D=10
11、75,斜度 72(189) 4382200 232 27 80 38O 122 200 50 D=02334(;n35)中39X 582000 236 32 57 345 145 36 r=7545n一14 (加=149,斜 86 210 (216) 558度4O) 2200 222 34 60 363 146 39=O22083Gn一1垂39556 2000 257 28 63 379 139 36r=718217,15 (LD=143,斜 2200 248 29 67 403 139 82 225 (224) 554 40度40)=021162Gn12400 239 30 71 427 1
12、40 43中3758 2000 329 28 90 484 178 40r=9202n。16 (UD=157,斜 105 250 (263) 4962200 317 29 96 517 178 44 =O30296(;n一1度35)m4042( 2000 204 30 65 302 119 47r=6108n一17 D=105斜度 22()o 67 311 118 70 230 (215) 428 5135) 191 32=023335(;厅一126()o 79 366 118 613840(“ 2000 205 30 77 303 120 55T=6160,l一18 D=105,斜度 220
13、0 193 32 8O 315 120 71 250 (216) 363 61p=O27703(;,l。135) 2600 176 35 85 335 118 7240562500 218 29 65 402 122 44BQ节能方案 270 r=6314凡。19 72570(UD=14O,斜(255) =01N19Gn一13000 191 33 68 421 121 53度45)中42X 48 221 26 69 408 111 462500(UD=I 14,斜 250 T=5751凡一110 66 544度4() (234) 妒=O1725Git,一3000 192 30 72 425 1
14、11 55BQ节能方案中42X 45( 2500 216 25 72399 105 49D=107,斜度 230 T=5391凡一11 62 51040) (205) 妒=017253(;n一12800 193 28 72 399 104 55BQ节能方案 永淀工程型塾一17一万方数据方案2和方案1同为西40mx60m规格,为国内使用最多的传统窑型,但斜度方案1为35,方案2为4O。以产量同为3000td时比较,(1)物料停留时间:方案2为195min,比方案1的224min减少近3min;(2)运行负荷率:方案2为65,比方案1的75左右降低了1;(3)窑内物料量(单位容积物料重量)方案1为
15、497t,比方案2重67t;方案1的单位容积物料量约为81 kgm3,比方案2多1 1 kgm3;(4)单位熟料物料运动功耗方案l偏高,为169kWht,方案2为147kWh,即方案2比方案1节能13。此规格窑如果进一步提高产量至3 200td时应加大传动功率(方案1加至360kW,方案2加至315 kW),其单位有效容积产量均可进一步提高到52t(m3d)的先进水平。12二支承超短窑方案与方案1这种传统的三支承窑相比,二支承超短窑方案的节能优势显著。如方案3是中40m43m小斜度(35)的二支承超短窑(新疆天山,系KHD供货)。由于长径比为1075,窑体大大缩短,设备重量大为减轻。2 000
16、 td时,正常窑速为25rmin时,负荷率偏高为77,窑内物料量最少仅为366 t,单位容积物料量高(84kgm3),物料停留时间为25min左右,相对呈中厚料层慢速烧成状态。但由于窑内物料量少、转速低,使物料运动功耗降低,单位熟料运动功耗仅为120 kWht,比方案1节能28左右。该窑型产量达2200td时,计算其装机功率为184kW就可满足要求,此时窑的单位有效容积产量能达到50t(m3d)的先进水平。同样方案7和方案8也可比方案1节能近30。2 40005000td熟料新型干法回转窑的技术方案分析比对国内外4000。5000td熟料新型干法回转窑设计参数及节能分析比较见表2。分析表2,可
17、以得到与表1同样的概念。即窑的结构参数不同,其能效也是不同的。21 表2中方案l和方案2比较(1)方案l(系天津院的Tc窑)和方案2(系南京院的NC窑)的窑规格同为中48m74m,均属大长径比(154)窑,但斜度不同,分别为35(TC窑)和40(NC窑)。同为6000td产量、窑速40 rrain时对比:物料停留时间方案l为223min,比方案2长约3rain;窑负荷率方案1适中,为83,而方案2则比方案1要低11;窑内物料量方案1较多(99t),一18一比方案2多13 t,因此单位有效容积物料量方案l(90kgm3)比方案2多11 kgm3;单位熟料物料运动功耗偏高,方案1为172 kWht
18、,而方案2只有150 kWht,要比方案1节能13。该规格窑通过提高所配装机功率,可使窑产量达到6 200 td(TC窑)和6 300 td(NC窑)的国际先进水平。22、表2中方案3,4,5的节能优势与12类似,方案3,4,5均属于二支承的超短窑。其中方案3(中52mx61 In、斜度35)为南京院前些年新开发的二支承超短窑。该窑最高转速35 rrain,物料停留时间为193 min,6 000 td时负荷率低(73),窑内物料量较少(85 t),单位容积物料量少(79 kgm3),呈薄料层快速烧成状态。单位熟料物料运动功耗低(131 kWht),比方案1节能24左右。方案4(中50mx55
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