高海拔对熟料烧成系统设计的影响及工程实践.pdf

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1、中图分类号:TQl72文献标识码:B文章编号:1007i0389(2012)06-22-03‘,高海拔对熟料烧成系统设计的影响及工程实践黄锋,殷昭波(中国中材国际工程股份有限公司(南京),江苏南京211100)摘要:探讨了高海拔引起的大气温度、压力、密度等变化对水泥熟料烧成系统的影响。在3000m海拔的青海海西化建工程实例设计中,采取了控帝l预热器各级旋风筒风速(C1小于4rrds,C2一C5为5—6m/s)和回转窑风速(,7m/s),控制分解炉内燃料停留时间(>5S),以及增加篦冷机的篦床面积等相应措施。投运后,该生产线系统稳定,达标达产

2、。关键词:高海拔;水泥;烧成系统;设计ImpactofhighaltitudeondesignofclinkerfiringsystemandtheprojectpracticeHuangFeng,YinZhaobo(SinomaInternationalEngineeringCo.,Ltd.,Nanjing,Jiangsu,21llOO)Abstract:Theimpactofatmospherictemperature,pressure,density,etcchangedbyhighaltitude0ncementclinkerfir

3、ingsystemwerediscussed.IndesignofQinghaiHaixiChemicalBuildingMaterialCompanyProjectat3000metersabovesealevel,measuresweread—optedastocontroltheairspeedineverygradecyclone(C1<4ntis,C2~C5=5~6m/s)androtarykiln(-7m/s),andtocontroltheresidencetimeoffuelincalciner(>5s),andtoexpa

4、ndbedareaofgratecooler.Andinlaterproduction,thelinereachedstandardandoutput.Keywords:highaltitude;cement;firingsystem;design1海拔高度与相关参数的变化1.1海拔高度与大气温度、压力、密度的变化众所周知,我国疆域辽阔,地形起伏相差很大。东南沿海地势较低}其平原及丘陵地区平均海拔高度不超过200m;西部地区海拔较高与东部平原相比有明显的差别,其海拔高度一般在1000m以上;青藏高原更是高达3000~5000m。由于地心引力

5、的作用,地球表面大气层的分子密度是随着海拔高度而变化,海拔升高后,大气温度、压力、密度均有所降低n,。当海拔高度为1l000m以下的对流层时,大气温度、压力、密度遵守气体状态方程的关系,可按下列公式计算u-:n=To一6.5H(1)PH=(1—0.02257H)5256xPo(2)fpH=(1-0.02257H)4.25600(3)上三式中,H为海拔高度,km;To,P。,Po分别为海平面的大气平均温度(取15℃),大气压力(取1.01325×105Pa)和大气密度(取1.293ks/m3);Tu,PH,PH则分别为海拔高度在H(km)处的

6、大气温度(℃),大气压力(pa)和大气密度(kg/m3)。1.2高海拔与气体的氧含量环绕地球的空气层是多种成分气体的混合物,其中,妒(N:)=78%,qffN:)=21%,还有少量的氢气、二-22..氧化碳气体;其气体成分含量基本保持恒定值,且不随海拔高度的变化而变化。因高海拔地区空气密度的降低,其氧含量也成比例地降低,其降低幅度与空气密度相同。2高海拔对烧成系统配置的影响在水泥工厂的设计中,通常是以标准状态的气体作为各种运算的基础,即气体温度为o℃,压力为101325Pa(即1atm)。当海拔标高变动时,根据§1的分析介绍可知,气体参数也

7、随之发生变化,这将对烧成系统各环节的技术性能产生影响。因此在进行高海拔地区水泥生产线设计时,必须重视高海拔的影响并采取相应措施。2.1高海拔对煤粉燃烧的影响煤粉的燃烧是氧化反应过程与扩散过程的结合,其燃烧速度与化学反应速度和扩散速度有关【21,即:,,C。-。yc2磁盯a(4)i十磊(4)式中:Vc一单位时间内单位表面积燃烧的炭量(也即煤粉的燃烧速度),g/(cm.S);Co。一气流中心氧浓度,dcm3;k一化学反应速度系数,cm/s;口D一氧的扩散速度系数,cm/s;m一系数,其数值在0.375~0.75范围内变化。2.1.1高海拔对窑内

8、煤粉燃烧的影响”1求i7l工疆型墼i澄鬻麟鬻繁鬻麟鬻鞴鬻鬻瓣鬻辫鬻鬃熬熬蒸鬻懑黼鞴麟辫瓣黼湖囊—■—●—囊嚣麟窑内煤粉燃烧属于高温燃烧,其燃烧温度>1400℃,此时燃烧反应速度系

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