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热工设备复习资料
第二章 新型干法水泥回转窑系统
1、新型干法水泥回转窑系统以悬浮预热和窑外分解为技术核心。
2、分解炉的主要目的是增产。
3、分解炉按主气流的运动形式分为四种基本形式：旋流式、喷腾式、悬浮式及流化床式。
4、窑外分解窑的优点：1、结构方面：在悬浮预热器和回转窑之间加了一个分解炉，分解炉高效地承担了原来主要在回转窑中的碳酸钙的分解任务，这样可以缩短回转窑，从而减少回转窑的占地面积，减少可动设备数和降低回转窑的成本。2、热工过程方面：分解窑是预分解窑的第二热源，将传统上燃烧全部加入窑头的作法改为小部分加入窑头，大部分燃料加入分解炉，这样有效改善了整个窑炉的热力分布，有效减轻了窑中的耐火材料的热负荷，减少了高温下产生的氮氧化物，有利于保护环境。3、工艺过程方面：将熟料烧成过程中热耗最大的部分转移到分解炉中，由于燃料和生料高度分散，所以燃料燃烧产生的热能快速的传给生料，于是，燃烧，换热和碳酸钙的分解都的到了优化，水泥工艺的烧成更加完善，熟料的产量、回转窑的单位容量、单机产量都得到了提高，热耗也因此有所降低。
缺点：窑外预分解窑的流体阻力大，电耗高，基建投资大，对原料燃料有一定的限制。
1.5 为什么悬浮预热器系统内气、固之间的传热效率极高？为什么悬浮预热器系统又要分多级串联的形式？
答：（1）生料粉粉进入管道后，随即被上升的气流所冲散，使其均匀的悬浮于气流当中。由于气、固之间的换热面积极大，对流换热系数也较高，因此换热速度极快。
（2）在管道内的悬浮态由于气流速度较大，气固相之间的换热面积极大，所以气固相之间的换热速度极快，气固相在达到动态平衡后，再增加气固相之间的接触面积，其意义已经不大，所以这时只有实现气固相分离进入下一级换热单元，才能起到强化气固之间传热的作用。

1.6 在旋风预热器系统中，旋风筒的作用是什么？气固相之间的换热主要是发生在连续各级旋风筒的管道内还是发生在旋风筒内？
答：作用：完成气固相的分离和生料粉的收集。
气固相之间的换热主要是发生在连接各级旋风筒的管道内。

5、悬浮预热器是由若干级换热单元组成，每一级换热单元都是由旋风筒和联接管道构成。
6、悬浮预热器的工作原理：生料粉进入联接管道后，随即被上升的气流所冲散，使其均匀地悬浮在气流之中。由于悬浮态时气体和固体之间的接触面积极大，，对流换热系数也较高，，因此换热速度极快，完成换热的时间极短。
7、气固之间的换热
悬浮预热器内的气、固相之间的传热主要以对流换热为主。根据传热学公式，气、固相之间换热量Q的计算公式为： (kW).结合实际生产可知：受各种因素的影响和限制，变化不大，允许波动的幅度不大，因此，影响气、固之间换热的主要因素为接触面积F。生料磨将生料磨的很细，因此其表面积很大，所以换热很快。
8、气、固换热主要发生在固相刚刚加入到气相后的加速阶段，这时再增加气、固相之间的接触时间没多大意义，这时实现气、固分离进入下一个换热单元，才能够起到强化气、固相之间传热作用，所以串联基数越多，换热效果越好。但由于级数越多，阻力越大，所以级数也应有一定的上限。
9、入窑生料有表观分解率和真实分解率的主要差别在什么地方?
l 表观分解率是指从窑尾入窑的下料管中取料样，经测定烧失量后计算得到的分解率。所取料样中即有预热生料也有被出窑废气携带出窑后又被旋风筒收集下来的飞灰。
l 真实分解率排除出窑飞灰对所取样品的影响的分解率。
入窑生料表观分解率与真实分解率的主要差别在于计算表观分解率时所取样品的分解率为预热生料和飞灰的综合分解率，而真实分解率排除了飞灰分解率对预热生料分解率的影响。
10、回转窑的功能：
（1） 回转窑是一个燃料燃烧的设备：它具有较大的燃烧空间和热力场，可以供给足够的的助燃空气，是一个装备优良的燃烧装置，能够保证燃料的充分燃烧，可以为水泥的煅烧提供必要的热量。
（2） 回转窑是个热交换设备：它是一个比较均匀的温度场，可以满足熟料生产过程中各个阶段的换热要求，特别是A矿生成的要求。
（3） 回转窑是个高温化学反应设备：熟料矿物形成的不同阶段有不同的要求，回转窑既可以满足不同阶段，不同矿物对温度、热量的要求，又可以满足它们对停留时间的要求。
（4） 回转窑是一个输送设备：用来输送各种物料和让气流通过。
（5） 回转窑还具有降解和利用一些可燃废弃物的作用。
11、篦冷机是空气骤冷式冷却机，出窑熟料在篦床上铺一定厚度的熟料层，冷却空气垂直地穿过在蓖床上移动的熟料使其骤冷。已经发展了四代，现在主要用的是第四代，推动篦式冷却机。
12、第四代篦冷机的特点
（1） 蓖床不再承担输送物料的任务，由新设置的机构来完成，蓖床只起到“充气床’作用,同时蓖床上靠近蓖板的一层静止的物料可保护蓖板及充气梁等部件免受高温侵蚀和磨损及降低蓖板压损。
（2） 尽管篦冷机内仍有可动部件，但仅限熟料输送机构，所以可动部件大为减少，而且更换也较为方便，不会对熟料冷却有显著地影响，所以大大提高了冷却效率。
（3） 由于是固定蓖床，所以不会通过可动蓖板和固定蓖板之间漏料，下部的收集漏料、输送物料的拉链机就被省了，蓖床下结构变简单，蓖床也可以降低高度。
（4） 由于是固定蓖床，似的包括空气梁在内的供气系统与蓖床的联系以及冷却机的操作和调节变得简单，漏风量也大为减小，因此使用阻力蓖板时平衡充气梁内风压所用的空气密封装置被简化掉。
13、篦冷机的显著特点：
熟料的冷却和输送分别用两套机构、固定蓖床使得可动部件的数量大为减少，分区可控制流、不用高阻力蓖板。

第三章 玻璃池窑及有关热工设备
1、玻璃工艺流程：
加料 融化部 冷却 锡槽 退火
蓄热室
2、玻璃是高温熔体冷却硬化后得到的非晶态物质。
3、平板玻璃池窑的熔制部分由投料部分、融化部（分隔设备前）、分隔设备（包括气体空间分隔设备和玻璃液分隔设备）、冷却部(分隔设备之后)、成型部五部分组成。
4、投料池受侵蚀作用比较严重，尤其是在投料池的拐角处，这是由于在拐角处两面受热，散热面小，冷却条件差，又经常受到配合料的强烈侵蚀和机械磨损作用。
5、为什么玻璃池窑的胸墙要单独支撑？玻璃池窑大暄暄喳的作用是什么？
答：1．由于各部位耐火材料的损坏情况不同，所以其热修的时间有所差异。为了便于分别进行热修，尽量减少胸墙和池壁的承重负荷，延长其使用寿命，所以将大暄，胸墙分别支撑；
2．胸墙的重力通过挂钩砖及其托板和巴掌铁传到立柱上，由立柱再传到池底的次梁和主梁上。这样大谴、胸培和窑池分成三个独立的支撑体系，最后都将负荷传递到窑底的窑柱上。大谴的推力通过喳喳作用于立柱上。

6、玻璃材料选用耐火材料的原则？
（1） 根据窑炉的种类以及窑炉各部分的工作特点来合理选用耐火材料。力求做到“合理搭配、与窑龄同步”
（2） 根据玻璃成分选用相应的耐火材料。
（3） 根据耐火材料的使用性能来选用合适的耐火材料。
（4） 尽可能选用成批生产的耐火材料。
（5） 要避免不同耐火材料之间的接触反应。
7、冷却
8、冷却水管为什么可以对玻璃液起到部分分隔作用？P141
答：冷却水管是内部通有冷却水的无缝钢管。由于冷却水管内流通的是冷却水，所以水管管壁附近的玻璃液因温度降低而粘度增大，从而对玻璃液的流动起到阻碍作用，于是就实现了它作为玻璃液分隔装置的目的。

9、分隔装置包括玻璃液分隔装置（为了选取质量较好的玻璃液去成型）和气体空间分隔装置（为了保持冷却部的作业制度）。
其中玻璃液分隔设备有两种：浅层分隔和深层分隔。平板玻璃池窑浅层分隔装置包括卡脖、冷却水管、和窑砍，其中卡脖和冷却水管是主要的，窑砍是一种放在窑池深层的挡墙，是辅助分隔装置，不能单独使用，要和其他分隔装置配套使用。
气体空间分隔装置常在玻璃池窑的融化部和冷却部之间设置，有完全分隔和部分分隔两大类，平板玻璃池窑只用部分分隔装置，常见的气体空间分隔装置有矮碹、吊矮碹、U型吊碹、双J型吊碹。
10、蓄热室内的具体的流型：废气作为高温的热气体从上向下通过蓄热室流动，而作为冷气体的助燃空气则从下向上通过蓄热室流动。目的是使蓄热室内的格子体各个通道内的气流量及温度自然地保持均匀。
11、玻璃窑操作原理-------作业制度
玻璃池窑的作业制度具体包括：温度制度、压力制度、泡界线制度、液面制度和气氛制度。维持稳定的“四小稳”“一大稳”，“四小稳”指的是温度稳、压力稳、泡界线稳和液面稳。“一大稳”指的是热工制度稳。
12、退火窑包括
热绝缘区（保温区）：均热加热区（A区）、重要退火区（B区）、退火后区（C区）、热绝缘区与非热绝缘区的过渡区（D区）
非热绝缘区（非保护区）：热风循环冷却区（Ret区）、过渡区（E区）、强制冷却区（F区）

第四章 隧道窑与辊道窑
1、常见陶瓷窑：隧道窑（连续式、窑车式）、辊道窑（快速烧成、高效节能、自动化程度高、环保程度高）和梭式窑（用于烧制小批量、高质量、高科技、高附加值的陶瓷产品以及实验室或试验室规模的陶瓷新产品小试、中试等）。
2、隧道窑的三个带：预热带、烧成带和冷却带。
3、冷却带分为：急冷部分（有利于保留玻璃体与防止Fe2+重新被氧化以及阻隔烧成带与冷却带之间的气流交换）、缓冷部分（适应573℃时α-石英向β-石英的晶型转变）和快冷部分（提高生产速度）。
4、隧道窑有哪几种气幕？各起什么作用？
封闭气幕：将气体以一定的速度自窑顶或两侧墙喷入形成一道气帘幕，其作用是在窑头形成正压，避免冷空气通过窑门漏入窑内。
搅动气幕：将一定量的热气体以较大流速和一定角度通过位于窑顶的一排小孔喷入隧道窑内，其作用是迫使隧道窑预热带内的热气体向下流动产生搅动而使其内的气流温度更加均匀。
循环气幕：将隧道窑下部的冷气体抽出，再由循环风机将其送到同一断面的上部，其作用与搅动气幕类似。
气氛气幕：其作用是使整个断面的气氛均匀，较好的起到分隔气氛的效果。
冷却气幕：其作用是避免冷空气进入窑内。
5、隧道窑的砂封和曲折密封装置的作用是什么?
砂封的作用：隔断窑车上下空间，不使热气体漏出窑外，不使冷空气漏入窖内。
曲折封闭的作用：为了防止烧成带的热量直接辐射给窑车金属部分，并使漏气阻力增加。它是在窑车与窑墙衬砖之间，以及窑车与窑车之间。
6、预热带内冷热气体分层：从烧成带流向预热带的废气，其冷热气流的混合式不均匀的，二者密度的差异就是的热气团上浮，冷气团下降，从而照成预热带内明显的气体产生明显分层。气体自然分层最直接的结果是在预热带内气流的温度不均匀。
采取措施：设立搅动气幕和循环气幕来加强气流的扰动等。
7、辊子为什么要做成空心结构/
实验表明：辊子的抗弯强度与其壁厚成反比，即，管壁越薄，辊子的抗弯强度越高；但是辊子壁太薄，其工艺制造较为困难。并且空心辊子节约材料、减轻自重。
8、为什么辊道窑能实现快速烧成/
其一，制品所允许的最短总烧成时间能够大大缩短（可能性）：因为辊道窑烧成过程中，单片坯釉件受到双面加热或冷却，传热的厚度小，表面与中心的温差不大，因而由温差导致的热应力也不大，座椅允许快烧。
其二：辊道窑快速加热和快速冷却能力很强（可实现性）：辊道窑具有很强的传热能力，这主要是因为单片制品无需垫板，因而受到双面加热或者双面冷却，而且辊道窑内的空间气体厚度较大，所以烟气的辐射率较大；冷却带冷风垂直吹向制品，所以冷却的对流换热系数较大。
9、辊道窑之所以比隧道窑节能是因为：
无窑车与窑具的蓄热支出；烟气量减少；可利用助燃热风助燃；加强保温。