講述回轉窯窯內能量傳遞機理

作者:紅星機器 發布時間:2013-11-11 10:30:31

回轉窯

水泥窯主要用于煅燒水泥熟料,分干法生產水泥窯和濕法生產水泥窯兩大類。冶金化工窯則主要用于冶金行業鋼鐵廠貧鐵礦磁化焙燒;鉻、鎳鐵礦氧化焙燒;耐火材料廠焙燒高冶金礦和鋁廠焙燒熟料、氫氧化鋁;化工廠焙燒鉻礦砂和鉻礦粉等類礦物。石灰窯(即活性石灰窯)用于焙燒鋼鐵廠、鐵合金廠用的活性石灰和輕燒白云石。 

回轉窯的結構主體部分是一個傾斜的轉筒,物料由喂料器送入到筒體的精品,以翻轉的形式沿轉軸緩慢地流向出料口,并通過與窯內高溫煙氣和窯壁的能量交換完成烘干、鍛燒、冷卻等過程。為達到節能這一目標,近年來國內學者主要從窯內能量傳遞機理分析和生產過程的控制優化兩方面對回轉窯進行了研究:

1、通過分析煙氣,窯壁和物料之間的傳熱機制,建立了一維軸向傳熱模型,用于預測氣體和物料的溫度分布和參數的優化。盡管從一維模型能得到很多有用的結論,但是這些模型通常假設物料傳輸過程處于理想狀態,即顆?;旌铣浞?,料床溫度均勻。相關資料指出,料床溫度均勻這一假設很明顯是不完善的,因為它忽略了物料傳輸特性及其所導致的能量在料床內部的再分配問題。例如,在“滾落”(Rolling)的運動狀態下,物料顆粒連續不斷地作翻轉運動,能夠快速地實現熱更新;而在“滑落”(SlumPing)狀態下,顆粒只能間歇性地下滑,顆?;旌暇徛?,料床內的熱阻高于Rolling狀態下的熱阻。因此,傳熱過程不可避免地與物料傳輸過程產生強禍合,研究物料的運動狀態特點是建立回轉窯能量傳遞模型的基礎。

2、采用各種智能控制理論和方法,通過調節喂煤量、排風量、窯速、一次風和下料量等,將燒成帶溫度和窯尾廢氣溫度控制在允許的范圍之內。自動控制系統的引入可以保證回轉窯較長時間地穩定運行,減少了由于工況不穩定造成的產品質量不合格和由此帶來的大量能源浪費。

然而,以上的控制系統在設計時沒有考慮對物料運動這一重要過程進行監測和控制。其中一個原因在于,現有的物料運動理論還有待于進一步完善。此外,物料運動過程特征信息的在線檢測也是一個技術難題。因此,研究回轉窯物料運動的規律,提取其中有用的特征信息,研究這些特征信息的測量方法,具有重要的理論意義和實際價值。