活性石灰的煅烧设备-竖式预热器

二、竖式预热器

竖式预热器，是活性石灰回转窑系统中重要的组成设备之一。是活性石灰产品煅烧过程中较具有热工特性的加热容器，它是众多预热装置中的一个种类。在带预热装置的回转窑系统中常见的预热装置有：旋风式预热器、竖式预热器、炉篦子预热器等。

在KM回转窑上，竖式预热器系统主要由顶部储料仓，加料装置，预热器筒体，烟道，液压推杆系统，加料室，旁通烟道等组成。

竖式预热器的外形特征一般有圆筒型、正方型、多边型。外壳为金属材料制成，内部衬有各种耐火砖或其他耐火材料。与器内中心之间筑有物料停留的环形料室，器内中心设有较大的气流流动空间室，底部设有一个由耐火材料砌成的通向加料室的空心圆筒，原料经过预热器顶部的贮料仓，被均匀地分布到器内的环形通道内。

从回转窑尾部来的热烟气，在排烟机抽力的作用下，由竖式预热器底部的空心圆筒进入预热器。与堆积在环形截面内的原料（石灰石）接触并穿透物料，将原料逐渐预热。这个加热的过程是至上而下进行的，时间一般在120分钟左右。

经预热加热后的原料，由设置在预热器下部、筒体周围的数个液压推杆（或液压推料活塞）装置间断、依次地推入到预热器底部的加料室内。物料落入加料室后，通过加料室内砌筑的耐火材料产生的自然滑坡滑落至回转窑内，在回转窑的转动作用下，不断地向前移动并进行煅烧。

在带竖式预热器和竖式冷却器的回转窑中，竖式预热器在完成了原料预热工作的同时，又完成了部份物料的前期分解工作。这也就是在带竖式预热器的回转窑上煅烧活性石灰概念中所指的分解率。这个分解过程较明显地表现出了它在利用废气余热并使物料具备了煅烧前的分解状态的优越性。为活性石灰的快烧提供了有效的保证。

由此可以认为：竖式预热器装置在煅烧概念中所表现出来的明显热工性能的特点是，它的热量交换过程，在实际意义上起到了对物料的预热加热和部份分解同时并举的作用。使石灰原料提前完成了高温煅烧前的分解准备工作。

 

 

KM回转窑竖式预热器技术指标：

预热器全高：        36.15m

预热器高度：        12m

预热器有效高度：    3.5m

筒体直径：          Φ10m

环形截面出口直径：  Φ9m

环形截面内口直径：  Φ7m

预热器出口宽度：    2.6m

环形切面积：        25.12m

物料预热有效高度：  2.2m

物料停留时间：      2 h

上锥体角度：        45°

预热器容积：        60m³   （25.12×2.2 = 60）

环形截面宽度：      1m

上部人孔：          12个    Φ400mm

下部人孔：          12个    Φ700mm

观察孔：            24个    Φ120mm

液压推杆：          12个

液压推杆全行程：    60mm

储料量：            96 t   （60×1.6＝96）

衬砖厚度：          500mm

衬砖材质：          粘土，高铝、浇注料

烟道出口：          2个

加料室外形尺寸：

KM回转窑竖式预热器有效环形切面积： S

 

S =（）

式中：π= 圆周率

P² = 筒体直径半径

 

KM回转窑竖式预热器有效体积： Q

 

Q = S·H

式中：S = 环形切面积

H = 物料有效预热高度

根据竖式预热器在回转窑系统中的位置，以及回转窑的工作原理。竖式预热器为负压工作原理。传热方式以对流传热的方式进行，物料与热气流呈对流形式运动。

当原料进入预热器时，为防止冷空气在负压作用下进入预热器内，对原料的进口，必须采取有效的密封措施。这是为了保证预热器内，热量的有效利用和物料的预热效果。

物料在预热器内的预热质量，通常是以设在预热器底部的加料室（窑尾）温度为标准。所谓的窑尾温度是指：设在加料室侧壁上的热电偶温度计所检测到的，包括火焰辐射和气流的温度。它即是反映物料进入回转窑时的可烧成温度，又是反馈物料预热程度的最终温度。

但是，对竖式预热器来说，能够真正反映物料预热效果的有效温度，是预热器顶部出口温度的高低。对这一点温度的控制，实际上要比对回转窑尾部温度的掌握更为重要。

物料在预热器内完成了预热和预分解后，如何被卸入到回转窑内，在竖式预热器上，通常采用的是以液压推杆装置为动力，将物料推出预热器。经中心圆筒，落入加料室，通过加料室的自然斜坡滑入回转窑内。

液压推杆系统，是由动力源（电机）、柱塞泵、油箱、管线、推杆、推头等设备组成的。液压油被加压后，产生液压力，使推杆前后移动。推动设在预热器倒料箱内的钢制推头，将物料推入加料室内。

由于液压推杆装置在回转窑系统中占有很重要的位置，对生产操作者来说，能了解一下液压的基本原理，是很有必要的。那么，什么是液压？

它的理论概念是：以液体为工作介质来传动能量的一种方式。

它的认识概念是：将液压力转变为机械力。

它的使用概念是，利用液压油的力代替机械力。

而液压的特点是：能无级变速，能遥控运转，能实现间歇和连续工作，运转无噪音，力大（每cm²可达380kg力）。

液压传动的工作原理是，由电动机旋转产生的机械能经过油泵转换为液压能，然后通过油管输送到推杆油缸，转换为直线运动的机械能，实现被动物的动作。

在此之中，用以增加液体的压力，并能使之产生流动的机械，通常被称之为泵。而在种类众多形式各异的泵中，用以对推杆装置产生动力的泵，多以柱塞泵为主。

当物料在机械力的作用下，被卸出预热器后，进入到预热器与回转窑之间的加料室内。加料室是预热器系统的配套装置，物料在加料室的运动，是利用加料室的设计倾斜面向回转窑内自然滑落。

加料室，是回转窑内的热气流通向预热器的维一通道，也是传热方式的转换点。根据回转窑的特点，在这个装置上，设有回转窑终端温度测点，窑尾（加料室）温度和窑尾（加料室）压力测试点。

窑尾温度，是反映燃料燃烧状态和煅烧物料过程热量聚积程度特定的温度取点，以℃单位反馈表示。

窑尾压力，是反映回转窑的工作原理——负压生产及气流运动的重要检测点和反馈点。

所以说，加料室，即是回转窑系统物料煅烧状态的转折点，又是用于衡量和帮助控制煅烧状态的重要检测位置。

随着回转窑煅烧工艺的不断改进，竖式预热器的本体从结构上已经发生了很大的改变。液压推杆装置的形式由坐壁式改变成挂壁式，增加了推杆的推力，减少了占地面积。而向预热器内的加料方式、透气形式也发生了重大改变。加料方式由早期的2m³料槽交叉对角机械加料，改变为料管式集中直接加料。

近年来，随着设备性能的改变及煅烧方式进一步的改进与完善，预热器的加料方式在已完成了由机械加料向料管式直接加料改进后，又开始了向对应料槽分管式加料、烟道对应料槽分管式透气排风的改进。从而在很大的程度上解决了预热器开窑加料过程中的偏料问题，同时也改善了预热器内的通风透气环境。

竖式预热器发生结构改进的过程，在保持了原有的特点和优点的基础上，进一步地开拓了回转窑的生产工艺向小颗粒料煅烧及进一步提高生产量的空间和途径。