高岭土回转煅烧窑筒体表面散热的计算模型

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1、第31卷第4期能源技术VoL31No．42010年8月ENERGYTECHNOLOGYAug．2010高岭土回转煅烧窑简体表面散热的计算模型凌振华，单悬岭，庞功周，程星，王俐健，刘兴坤，邵建兵(苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司，苏州215004)摘要：合理地选择内衬方案减少回转窑筒体表面散热损失，对高岭土煅烧的节能降耗具有十分重要的意义。结合回转窑传热已有的研究成果，根据工程实践的需要，建立了高岭土回转煅烧窑筒体表面散热计算模型，并在龙岩高岭土公司的生产实践中对模型进行了验证。验证结果表明利用该模型的计算结果与实测数据相当接近，误差为

2、4．8，因此可以用来对筒体保温结构的设计或者改造的节能效果进行评估。关键词：高岭土；回转窑；散热；节能中图分类号：TK175文献标志码：A文章编号：1005—7439(2010)04—0191—03StudyontheHeatRadiationModeloftheOutwardSurfaceofKaolinRotaryKilnLINGZhen-hua，SHANXuan-ling，PANGGong-zhou，CHENXing，WANGLi-jian，LIUXing-kun。SHAOJian-bing(S0uzl10uZhongcaiI~．si

3、gn&ResearchInstituteofNon-MetallicMineralsIndustryCo．，Ltd，Suzhou215004，China)Abstract：Howtoselecttheprojectofthefire-proofmaterial，whichisveryimportanttOsaveenergyandreduceconsumption．Accordingtoengineeringpracticeasneeded，establishtheheatradiationmodeloftheoutwardsurfaceo

4、fkaolinrotarykilnwhichisverifiedinthecourseofproduction．TheresultshowsthemeasuredvalueisclosetOthecalculatedvaluegotbythemodelandtherelativeerroriS4．8．ThereforethemodelcanbeUSedtoevaluatethedesignofinsulationOrtheeffectofenergysavingaftertransformation．Keywords：kaolin；rota

5、rykiln；heatradiation；saveenergy在高岭土生产中，能耗支出占了产品成本的相1物理模型和简化假定当大比例。回转窑是煅烧高岭土生产工艺中的核心高岭土煅烧回转窑的传热，主要包括窑内烟气设备，也是主要的耗能设备，正常生产中简体表面平物料与内衬表层之间的对流(或者辐射)换热、窑衬均温度在160℃以上，散热损失一般占煅烧总能耗内部的导热，以及窑外壁与表层空气之间的对流和的18左右，因此降低简体表面散热是减少生产能辐射换热，见图1。耗的重要措施。另外，筒体表面长时间处于高温状窑体内衬，n屡结构态会引起筒体局部的应力变形，降低筒

6、体表面的温度对于延长设备的寿命也非常重要。回转窑简体表空气面温度的高低是衡量窑体保温结构是否合理的重要指标，但是由于受高岭土回转煅烧窑内的物料运动和反应的影响，窑壁、料层、气流之间和窑体内衬、简体表面、表面气流之间的传热过程十分复杂[1]，准确地计算简体外表面的温度分布和散热量比较困难。本文将建立简体表面散热计算模型，然后根据模型计算的温度分布对筒体表面散热进行评估，并用红图1高岭土煅烧回转窑传热过程外测温仪对计算结果进行验证。·191·●凌振华等：高岭土回转煅烧窑简体表面散热的计算模型由于窑体在运行时旋转，因此窑内壁表面会周(2)窑衬表面

7、向回转窑筒体外表面的导热期性地与热烟气及生料接触，窑体内衬会发生周期即：性的蓄热和放热，内衬温度也会表现出周期性的变twi-t~w。一化[2]。通常，周期性的传热是一种非稳态传热，数学∑ln模型十分复杂，计算的工作量非常大，但某一时段系=1⋯l⋯Il式中：w。为筒体外表面温度；，分别为窑体内衬统温度处于相对稳定状态，因此给出一些合理的假第i层材料的导热系数和厚度。设对模型进行简化，可以方便工程计算。本文假定：在此式中忽略了窑体钢板的热阻，因为窑体钢①敞开窑壁，忽略料床与窑壁之间的对流辐射换板的导热系数远远大于窑体内衬材料的导热系数，热；②窑

8、壁为灰体表面，烟气为灰体；③物料充分钢板内温度变化梯度很小可以忽略不计。混合，在回转窑任一截面径向传热过程为稳态传热；(3)筒体外表面散热包括对流散热和辐射散热④回转窑处于稳态运