技术
!
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云南云景林纸股份有限
公司(原云南思茅浆厂)是国
家大型造纸企业之一。制浆
碱回收苛化过程中生成大
量白泥,如不进行回收,则
造成环境污染,还要支付大笔排污费。!""# 年由中信
重机公司(原洛阳矿山机械厂)为该厂开发设计的白
泥回收 ! $%# &’ #$&石灰窑(见图 !)是造纸行业首次
采用国产节能型白泥回收设备。现对其设计工艺、结
构及工作原理作一介绍。
! 工艺流程
如图 $所示,由苛化产生的白泥,进入白泥搅拌槽,
加入 #()*(+的热水,搅拌均匀后由白泥泵送至白泥洗
涤器内洗涤残碱,然后由白泥泵送至白泥储存槽,再由
白泥泵送至预挂式白泥过滤机洗涤脱水,脱水后的白泥
(干度",$-,残碱#(%.-)落至可逆式皮带机上,由喂
料螺旋送至石灰回转窑中进行干燥和煅烧,成品石灰由
多筒冷却器冷却后卸出,经由耐热皮带机送至破碎机破
碎后,最后由斗式提升机输送至石灰储存仓备用。
石灰回转窑的烟气(烟气温度#$((+)经静电除尘
器净化除尘后排入大气,静电除尘器回收的粉尘由输送
机送入窑尾螺旋喂料机与白泥一起加入石灰窑内。同时
由蒸发工段送来的臭气被送入复式燃烧器进行燃烧。
" 石灰回转窑设计主要技术参数
石灰回转窑是白泥回收的关键设备之一,其运行
效果直接影响回收石灰的各项技术经济指标。合格的
石灰应有良好的消化性能、高活性和高效率。通过调
节石灰窑的煅烧温度和转速,控制物料在窑内的停留
时间。煅烧温度大约为 "$(+时窑内开始释放 /0$气
体。为了使 /0$气体完全释放,煅烧应在高温度下快
速进行(低温慢速煅烧将会直接影响石灰的产量)。因
此,石灰窑各项技术指标的选定是产品设计的关键。
"#! 主要技术参数的确定
石灰回转窑的主要技术参数包括窑的规格、转速、
斜度、设计负荷等。设计回转窑时首先应根据产量和工
艺技术要求,确定窑的型号、规格、转速、斜度、功率等
主体参数,并考虑窑的燃烧系统、内部热交换系统和隔
热节能系统等,然后确定其自控仪
。
(!)回转窑筒体内径的确定 窑筒体内径是回转窑
规格的主要参数,经过计算并参照国外同类产品设计
经验,确定为 $%# &。
白 泥 回 收 石 灰 窑 设 计
朱红旗! 张立民"
(!1绍兴文理学院,浙江绍兴,.!$(((;$1中信重机公司,河南洛阳,2,!((.)
摘 要:介绍了云南云景林纸公司 ,( 3 4 5 白泥回收石灰窑的设计工艺、结构及工作原理,确定了其主
要设计参数。该项目首次采用国产节能型白泥回收设备替代进口设备,解决了白泥对环境的污染问
。
关键词:白泥;石灰窑;设计;结构
中图分类号:6,". 文献标识码:7 文章编号:($8298(*6($((2)(29(($#9(.
作者简介:朱红旗女士,
工程师,现任教于绍兴文
理学院。
收稿日期: $((.9!$9(!(修改稿)
!石灰窑设计!
静电除尘器 引风机 烟囱
白泥干度",$-,残碱#(%.-
喂料螺旋 回转窑
/;/0.<热$/;00$ 回收石灰
(/;0)
烟气
#()*(+的热水
白泥泵 白泥泵
苛化白泥搅拌槽 白泥洗涤器 预挂式白泥过滤机
稀白液送燃烧工段
滤
液
多筒冷却器 石灰破碎机 石灰储存仓 苛化工段
图 $ 白泥回收石灰工艺流程
图 ! ! $%# &’#$ & 白泥回收石灰窑
$#· ·
技术报告
!
《中国造纸》!""# 年第 !$ 卷第 # 期
(!)回转窑筒体长度的确定 影响回转窑长径比的
主要因素是反应温度、热耗和喂料方法。根据反应温度
和窑尾废气温度以及物料(白泥)干度("%!&)的要
求,最终确定窑筒体长度为 ’! (,长径比为 !$)*+,保
证了窑内物料反应的完成,降低了设备投资。
($)回转窑斜度和转速的确定 根据石灰的流动特
性,选定窑的斜度为 $)+&,转速为 ")+,-)’+ . / (01。
提高窑的转速,能够提高窑内物料的热交换,提高
回转窑的单位容积产量。但窑的转速过高,会造成石灰
质量不稳定,设备维修困难。在实际生产中,窑的产量
有一定的波动范围,如果实行强化煅烧可使窑的产量
较正常情况提高 !"&,$"&。但窑的产量过高时,热耗、
料耗和衬砖都随着产量提高而增加。而窑的产量过低
也会使热耗增加。因此,在窑内存在着一个热工的经
济范围,使它的产量、能耗、物耗及运转率等达到一个
综合的经济指标。计算结果显示,当转速为 -)$",
-)#$+ . / (01,停留时间为 --",-"’ (01时最经济,此时,
额定产量为 %" 2 / 3。
!"! 整套生产线的技术性能及工艺指标
这套石灰回收工艺生产线,其石灰回收公称能力
为 %" 2 / 3,主要设备 ! !)’ (4’! (石灰窑及燃烧系统、
预挂式白泥过滤机、喂料系统、破碎输送系统等设备技
术性能及工艺指标如表 -所示。
!"# 技术性能及工艺指标的先进性
云景林纸公司白泥回收石灰窑的设计,消化吸收
了国内外先进技术,总结了石灰窑的设计、应用经验,
首次在石灰窑的设备主体、自动化仪表控制、燃油系
统、隔热、耐火材料砌筑、热交换系统等综合技术设计
上实现国产化,节约了能源(油耗 -’",-%" 56 / 2 石灰),
解决了白泥对环境的污染问题。其主要技术有:"隔
热、耐火材料砌筑技术和隔热、耐火材料的理化指标
达到同期国外水平;#借鉴了国外窑内热交换系统的
经验;$采用复式燃烧器,以重油为燃料,同时又可燃
烧苛化工段送来的臭气;%采用石灰窑主传动电机的
变频技术;&采用滚动轴承支承和液压挡轮技术;’采
用大容积冷却器技术;(采用先进的自动化、仪表控制
系统。
# 回转窑的结构设计
#"$ 跨度分配
跨度分配原则为等支点反力和等支点弯矩,以等
支点反力为主。国外石灰窑的中间跨度有的已达到直
径的 -!倍以上,但也是根据经验和工程实际而定的。
本项目因窑头需要安装多筒冷却器,所以设计时根据
经验和计算确定为 $挡。各跨度距离(从窑头至窑尾)依
次为 %)+ ((窑头悬伸长)、-*)+ ((-、! 档间距)、!#)+ (
(!、$档间距)、--)+ ((窑尾悬伸长)。
#"! 挡轮及齿圈在筒体上的位置
筒体受热伸长,为减少两端累计伸长量,将挡轮设
在窑的中间挡(挡数为奇数)。齿轮置于窑中部偏后处。
为使齿轮的啮合少受热膨胀影响,将齿轮置于临近带
挡轮的支承装置,其距离近似于筒体直径。
#"# 筒体钢板厚度
筒体是石灰窑的基本部件,其质量约占整个石灰
窑的 #"&,+"&。筒体太厚,质量增加,石灰窑的运转率
下降;筒体太薄,其刚度减小,强度降低,将直接影响耐
火砖的寿命。正确确定筒体厚度是提高耐火砖的寿命、
减少机械事故、合理利用钢材的关键。本设计在确定筒
体的钢板厚度时,综合考虑了过去的设计经验和国内
外的设计发展趋势,将筒体的钢板厚度定为 -* ((。
#"% 筒体应力计算的基本假设条件
将筒体视为圆环截面的水平连续梁,不计截面变形
后对截面模数和窑斜度的影响,不计物料重心对窑轴线
的偏移和筒体所受的扭矩,按静载荷计算,以验算强度
变形条件,校核筒体钢板厚度,根据计算结果调整各跨
度,使之满足等反力原则,为支撑部件提供设计载荷。
#"& 传动装置
本设计采用单传动,齿圈设在窑中部偏后处,邻近
带挡轮支撑装置,其距离近似等于筒体直径,为 $"""
((。传动装置主要参数如表 !所示。
主电机采用交流电动机和变频器调速技术,首次
区别于传统的采用直流电动机可控硅调速技术。
#"’ 支承装置
支承装置承受整个石灰窑回转部分的质量、并使
筒体、轮带能在托轮上平稳
转动。在设计时,根据支反
力,确定出三挡两种规格的
支承,采用滚动轴承托轮组,
它具有结构简单、维修方便、
摩擦阻力小、减少电耗及制
造简单等优点。托轮受力的
表 $ 整套生产线的技术性能和工艺指标
石灰窑生
产能力
/ 2·37-
回收石
灰有效
89: /&
回收石
灰残余
898:$ /&
蒸汽消耗
量 / 2·;7-
热能消耗
/ <=·27-石灰
电力消耗
/ 5>·;7-·27-石灰
燃油(?!""
重油)消耗
/ 56·;7-·27-石灰
窑尾烟
气温度
/ @
烟尘排
放量
/ (6·(7$
%" *",*+ -)+,#)" ")%(")A*
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质<1"#>,闪点<&!’3,凝点书"天津机械设备进出口公
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(责任编辑:赵旸宇)
表 ; 传动装置参数
主电动机 带测速电机 辅助电动机 主减速器 辅助减速器 齿轮副
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