一种水泥熟料生产能力达14000t/d的超大规模回转窑装置的制作方法

本实用新型涉及回转窑设备技术领域，具体涉及一种水泥熟料生产能力达14000t/d的超大规模新型回转窑装置。

背景技术：

回转窑是煅烧工艺的主要设备，是对散料或浆料状物料进行热处理的高温热工设备，其广泛应用于冶金、耐火材料、水泥、化工、造纸等行业。在干法生产中，回转窑是主机设备。如果回转窑出现问题，轻则减速、减产；重则停窑、停产，增加了生产成本，给企业带来较大的损失。所以回转窑是非常重要的机械设备。

众所周知，水泥生产线产能规模越大，单位熟料能耗越低，单位产能污染物排放越少。目前，国内外水泥生产线最大的产能规模为12000t(吨)/d(天)，因回转窑的能力限制，水泥生产线规模已无法再增大。随着国家和社会对环保及节能降耗要求的提高，进一步降低单位熟料能耗的需求日益增加，因此设计超大规模回转窑装置，将熟料产能增加到14000t/d，解决限制水泥生产线产能规模的瓶颈是本实用新型的主要研究课题。

技术实现要素：

发明目的：本实用新型目的在于提供一种超大规模的回转窑装置结构，以解决熟料产能限制，降低单位熟料能耗，减少污染物排放。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种水泥熟料生产能力达14000t/d的超大规模回转窑装置，包括窑筒体、窑头密封、窑尾密封以及设置在窑头密封处的冷却风管；所述窑筒体直径为6.2～6.4m，长度为96～100m，窑尾缩口有效直径为5.1～5.2m；所述窑筒体下方从窑头至窑尾方向分别设有一号支座、二号支座和三号支座；所述二号支座和三号支座上分别设有第一液压挡轮和第二液压挡轮；所述窑筒体外表面设有齿圈和齿轮罩，所述齿圈由沿回转窑中心线平行布置的两组传动系统驱动，从而带动窑筒体转动；所述传动系统位于所述窑筒体下方，通过传动齿轮与所述齿圈接触；所述传动系统中的主电机功率为1400～1600kw，额定转速为745～960r/min；回转窑的工作转速在4.5～5.8r/min，调速范围为0.6～8.2r/min。

进一步地，所述齿圈和齿轮罩位于第一液压挡轮和第二液压挡轮之间的窑筒体上。

进一步地，所述两组传动系统采用相同的参数配置，镜像对称布置，均包括主电机、梅花联轴器、主减速器、辅助减速器、辅助电机、膜片联轴节、传动齿轮和齿轮轴承。

进一步地，所述窑筒体长度为98m，直径为6.2m，所述三号支座和第二液压挡轮位于距窑尾17m位置处，所述二号支座和第一液压挡轮位于距三号支座40m位置处，所述一号支座位于距窑头9m位置处。

进一步地，所述一号支座和三号支座的支承托轮轴直径2400mm,所述二号支座的支承托轮轴直径2700mm。

进一步地，所述回转窑还包括窑头罩及从窑头罩喷射的多通道煤粉燃烧器，所述多通道煤粉燃烧器喷煤量为36t/h，可燃垃圾通道处置量17～19t/h，废油通道处置量6～7t/h。

有益效果：本实用新型的超大规模回转窑装置适合规模14000t/d～15000t/d产量的生产线，突破现有回转窑装备的产能极限，将现有回转窑的最大产能提高16％。通过采用合适的回转窑电动机、窑头冷却装置、燃烧器、支承装置、齿轮润滑装置，采用较高的回转窑转速，较大的窑尾缩口内径，能最大限度地提高回转窑产能，实现水泥生产线的超大规模化，可有效节约土地资源，降低水泥生产能耗。

附图说明

图1为本实用新型实施例回转窑整体布置图。

图中：1-窑头密封，2-冷却风管，3-一号支座，4-窑筒体，5-传动系统，6-齿圈，7-齿轮罩，8-三号支座和第二液压挡轮，9-窑尾密封，10-挡轮管路系统，11-挡轮油泵站，12-二号支座和第一液压挡轮。

图2为图1中双传动系统布置示意图。

图中：21-主电机，22-梅花联轴器，23-主减速器，24-辅助减速器，25-辅助电机，26-膜片联轴节，27-传动齿轮，28-齿轮轴承。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型方案做进一步说明。

随着产能规模的扩大，回转窑的直径越来越大，窑长越来越长，筒体载荷也越来越大。现有产能规模为12000t/d的回转窑，窑径已达到6.2m，窑长92m，基本已达到设备承载的极限。如若继续按常规设计放大规模，在现有的装备制造能力下，以无法满足安全稳定运行的要求。因此，本实用新型在不对回转窑设备尺寸做过大放大的前提下，通过合理配置传动装置、支撑装置、采用较高的回转窑转速，较大的窑尾缩口内径等手段，实现了回转窑产能的有效提升。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种超大规模回转窑装置，适用于14000t/d规格的生产线，主要由窑筒体4、窑冷却风管2、传动系统5、齿圈6(大齿圈)、齿轮罩7、一号支座3、二号支座和第一液压挡轮12、三号支座和第二液压挡轮8、挡轮管路系统10、挡轮油泵站11、窑头密封装置1、窑尾密封装置9、窑头罩及从窑头罩喷射的煤粉燃烧器等组成。

如图2所示，双传动系统沿回转窑中心线平行布置，两组传动系统镜像对称布置，配置参数相同，均由主电机21、梅花联轴器22、主减速器23、辅助减速器24、辅助电机25、膜片联轴节26、传动齿轮27(小齿轮)、齿轮轴承28等组成。双传动系统正常工作时分别由主电机21传输动力经主减速器23，通过可承受大扭矩的膜片联轴节26，连接传动齿轮27，驱动大齿圈6转动。停窑检修时，载荷较小，可启动辅助传动系统，由辅助电机25驱动辅助减速器24。

在不增大窑筒体直径的情况下，超大规模的产能会导致窑内料通量和热通量负荷增加，为了改善窑内传热传质环境，适当提高回砖窑转速。现有大型回转窑转速一般控制在4.5r/min以下，本实用新型超大规模回转窑转速最高转速5.8r/min。较高转速下，可适当降低窑内填充率，改善熟料煅烧条件，但会导致停留时间缩短。窑筒体长度设计为98m，最终停留时间约为14min，满足熟料煅烧条件需求。

主电机参数的确定：超大规模回转窑内料载较大，回转窑转速较高，最终导致传动系统的功率配置较大，因此，采用双传动配置。通过经验公式、理论公式、简易公式，经计算、比较，设计确定主电机功率为2×1400kw。

双传动系统，相比普通单传动系统，大齿圈有两个驱动点分担载荷，可有效降低大齿圈齿面载荷，使回转窑的驱动更为平稳。

为保证生产操作的稳定性和对工况变化的适应性，筒体采用三挡支承装置，如何布置使筒体所受应力最小，设计比较了5种筒体跨距方案，计算了该5种轮带所受应力，以窑尾17m处设计三号支座和第二液压挡轮，依次40m处设计二号支座和第一液压挡轮，再次32m处设计一号支座，筒体所受应力为最小，最后一段离窑头为9m。这样定位跨距方案为(从窑尾)：17m-40m-32m-9m。

为保证窑内煅烧要求，该回转窑采用高效、大推力的煤粉燃烧器设备，同时提高煤粉细度，能有效改善窑内的燃烧温度和燃烧速率，并确保入窑二次风温度，从而有效提高窑内的烧成温度，本次设计采用带行走小车和轨道的多通道煤粉燃烧器，喷煤量为36t/h，除常规煤粉通道、内外旋流风通道外，还包含多种危废处置通道：可燃垃圾通道处置量17～19t/h，废油通道处置量6～7t/h。

三挡支承装置的设计：计算筒体三挡支承处轮带所受应力为11600KN，15500KN,10850KN,设计窑头、窑尾两档支承托轮轴直径2400mm；设计中间档支承托轮轴直径2700mm；校核三挡支承托轮、托轮轴、轴承、轴承座等部件强度足够安全、可靠。

综上，本实施例的回转窑总体配置为：回转窑的筒体与地面成4.0％的斜度；回转窑筒体长度98m；直径6.2m；长径比L/D为：15.8；筒体出料端悬臂长9m靠窑头处配置一号支座；进料端悬臂长17m靠窑尾处第二挡轮配置三号支座；以避开筒体的高温工作区，保证筒体在工作状态下变形最小为基准。

在设计产能14000t/d的工况下，窑内风速约12m/s，窑尾缩口有效内径为5.2m，工况风速约为15m/s。

回转窑筒体采用焊接结构，为回转窑处置废弃物而引发的腐蚀留有余量，筒体钢板较常规设计较厚。

本实施例采用确定的筒体跨距、传动方案、支承装置、燃烧器喷煤设计参数等，均设计合理，安全可靠，实现了超大规模生产能力，实用性较高。使用本实施例的新型回转窑装置，用于14000t/d水泥熟料生产线，可显著降低水泥熟料单位能耗，是实现国家节能减排战略的有效途径。

上述实施例仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。