干法回转窑窑体散热计量模型-淄博双岳磨料厂
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干法回转窑窑体散热计量模型


  2012/8/10 9:56:16

1 重型干法回转窑散热计量方式剖解

因为回转窑里面气态气温沿轴线分布函数和物料气温沿轴线风向的分布函数十分复杂,相关的热传导流程的算术摸型成立也是十分复杂的,而由此决定的窑体表层散热状况非常非常难得到一个近乎实际的摸型。据笔者测算,某日产5000吨熟料的重型预解体窑窑体散热量,大于窑内供热量的10%,是生料配比流程不得不权衡的事情,同时,窑体散热随窑心火工状态的变化而不已变化,因为窑体散热计量偏差而致使配比走样或者窑温飘忽,会直截造成出窑熟料游离钙偏高,烈度受到影响,钢铁质量安定性也大受影响。鉴于回转窑窑体散热的计量,而今常见有以下三种方式:

1.1利用经验通式计量[1]。好比张浩楠等相关学者觉得,回转窑筒体散热仅与窑体半径相关,其计量通式为: (kJ/kg熟料),或者者(kJ/kg熟料)。

1.2固定一个数据[2]。好比胡道和教授在计量中取制度散热损失为固定值460(kJ/kg熟料)。

1.3现场实际测绘和计量[3]。挑选不一样的测点测得窑体表层气温和散热面积,利用下式计量:

其中,为每小时总的窑体散热量(kcal/h);F为每一器件或者表层的面积(m2);为全面传热参数(kcal/h.m2.℃);窑体表层气温;四周磅礴气温。其中全面传热参数又与风量和风向,以及当存在两台以上回转窑时窑体其间差距相关。

以上三种方式均为通过很多数据统计或者推导得到的,前两种计量方式与实际状况有一定的相关性,但都存在必定的局限和偏差。三是种方式能够比较标准地反应窑体散热状态,但不易实际操作。跟着窑体表层气温橘红外探测技能不已成熟,彻底能够搜寻到一种比较标准而并且可操作的窑体表层散热量的计量方式。

 

2 公道假定

       尽管回转窑运行时的具体状况十分复杂,却在某一时日段内,其制度气温分布理当是位于相比安定静态,这就给我们做出公道的假定、测绘和计量提供了可能性。

       因为回转窑不已自转,可以公道地觉得在垂直于窑轴线统一截面上,窑内保温材料和窑体沿圆周风向的气温为平均分布。在垂直于窑体轴线的任一截面上,窑内耐火材料的内表层,窑内耐火材料与金属窑体缔结面,窑体外表层的气温是同样的。同时,耐火保温材料外表层气温等号窑体基材内表层的气温。

 

3 窑体材料里面传热计量摸型


      第一,在沿轴线风向x处,垂直于轴线的截面上,沿半径风向在同样时日内,耐火砖(导热参数为λ1)沿径向的热流通量q和窑体钢材(导热参数为λ2)沿径向的热流通量Q对等。按照傅立叶方程有:

                            ,     ,;

   ,    。

       因为λ1<<λ2,从而沿窑体径向外壳钢材内的气温落发大大低于耐火砖内的气温落发。

一样,如若沿窑体轴线风向耐火砖保温层及窑皮气温变化切合关系,窑体钢材材料气温变化切合关系,则在坐标处,耐火砖气温为,窑体钢材气温为,按照傅立叶方程在径向风向一样有:

              ,       ;

              。(C为积分常数)。

代入一种已知前提:当耐火砖沿轴向气温落发为0时,窑体钢材沿轴向气温落发也为0。代入通式计量得:C=0,即:


这就论证了,不管沿窑体径向或者者轴向风向,窑体钢材内气温落发与耐火砖内的气温落发之比,等号耐火砖导热参数与钢材导热参数之比。好比碳钢(C≈0.5%)在300℃热传导参数为42.0(w/m.℃),而同样气温下的镁砖的导热参数只为2.1(w/m.℃),就高温带而言,窑内物料气温变化范围为1300~1450℃,在这个范围内,窑体钢材气温飘忽范围只为一度;在过渡带物料气温变化范围为800~1300℃,耐火砖气温变化理当在700~1200℃,窑体钢材外表层气温变化范围也只为20℃前后。深入,可以利用取两端平常温度或者者取特别点气温数学人均值后开展计量的方式缩短误差,就得到易于测度和计量的窑体散热计量算术摸型。

此外从材料微观结构来着,金属窑体导热机理与无机非金属耐火材料导热机理有本质的不一样。金属材料重要依赖自由电子的运动而传动热量,其里面热阻十分小,气温分布趋于平均。而无机非金属耐火材料依赖里面共价键的轰动而传动热量,其传热速率远远低于金属材料。从而,在金属材料里面气温落发大大低于该段窑体内衬耐火材料内的气温落发。在必定地区内,窑体钢材外表层气温落发非常非常小,彻底可以着作一个线性变化,从而在计量顶用其两端气温数学人均值顶替。

       本看法经过重型干法出产线窑体气温橘红外影印测度制度得到证明。

 


图片1  窑体表皮气温影印及剖解

       图片1为某重型干法窑表层气温影印图片。该窑体里面耐火材料砌筑方案如下方所示,沿轴线风向用不一样的耐火砖作为保温隔热层。可以着出,筒体气温的变化状况与该段物料气温和该段筒体里面耐火材料的品种有密切关系。

 

4 窑体向磅礴散热量计量摸型

       从理论剖解和实际状况中我们晓得,窑体钢材散暖和磅礴气温、风量和风向相关。

4.1磅礴气温。对全国多数地区来讲,年年温差可能达到40℃前后,窑体散热量与窑体表层和磅礴的温差密切相关,从而,磅礴气温是一个比较关键的条件,必需重视其对窑体散热的影响。

4.2风量、风向、风冷设施及四周建筑或者设施。按照理论剖解,风量和风向以及窑体与四周建筑或者设施的互相影响都将对窑体散若发生影响。不过,而今多数新式干法窑体散热都引用了强吹风辅弼散热方式,冷却风机吹风成效弘远于当然的氧气流淌的影响而且是恒定的;同时窑体四周建筑或者设施也是固定影响条件。从而,为了便于计量可以忽视磅礴风量和风向以及窑体四周建筑或者设施的影响,或者者说其影响已包括在误差参数中。

4.3托轮和传动轮带。如图片1所示,在托轮和传动轮带坐标散热量显著增长,这在窑体气温探测图片上有卓著的反应。因为托轮和轮带的散热面积是固定的,从而我们觉得:托轮和轮带对散热的影响也是安定的,而且可以在计量中利用一个误差参数一概解决。

4.4窑内结圈。我们发觉,窑内结圈对窑体外表层的气温有显著影响。这是一个不易确立的条件。但从群体上着,可以经过订正参数解决。

4.5窑头、窑尾表层气温走样。由于窑头处波及到漏风和窑头罩的散热影响,故权衡窑头罩散热状况,理当忽视气温降低造成的散热差异,而引用烧成带特点气温开展计量。窑尾状况相类似。

4.6 散热参数方程回归:

按照相关散热参数的化验,散热参数与温差和风速相关。

       从而,可以以窑内衬映带以及耐火材料的不一样为基本,沿窑体轴向分为n段:在Ln段,以其两端气温的数学平常温度tn为尺度,代入散热参数回归方程式计量得到该段就此数学平常温度下的散热参数Kn,而后开展计量:

                                          +C

              其中:    ta为磅礴气温。

                            D为窑体外径。

                            C为误差修正常数。

       以上即为本文退伙的回转窑窑体表层散热计量的算术摸型。

       4.7 计量摸块:

       按照以上计量方式成立下述计量摸块。利用数据库摸块保留耐火材料砌筑方案和气温系数,利用计量摸块开展窑体散热量的计量。该摸块可以被翻覆摘引。


图片2   窑体散热量计量摸块图片

 

5 定论

       5.1 在窑内耐火材料品种不变或者相近前提下,回转窑体外表层沿轴线风向的气温落发只为窑内耐火材料气温落发的数十分之一。彻底可以用该地区两端气温数学人均值来顶替。

       5.2 由此可以得到回转窑窑体表层向磅礴散热的一个简化而实用的计量方式。

       5.3 利用散热量计量摸块能够比较标准和快速地计量回转窑窑体的热量散失,及时订正熟料热耗,安定窑心火工轨制,保证熟料质量。

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