4.1按参考文献《无机非金属材料热工设备》P96，选择FLS系统分解炉中的SLE型分解炉，取分解炉温度900℃，所以分解炉的工作风量为：

取y=0.7  G=4000×10³/24=166666kg-熟料/h

  V_FC=[V⁰+(a_l-1)V_a⁰]m_ryG+V_co2G

     =[10.465+(1.15-1)×7.435]×0.119×0.7×166666+（0.262-0.0387m_r）×166666

=2.04×10⁵ Nm³/h

V_f=V_FL×[（273.15+t）/273.15]×P⁰/P

  =2.04×10⁵×[(273.15+900)/273.15]×760/(720-400/13.6)

     =9.63×10⁵ Nm³/h

4.2分解炉的有效截面积和内径

有效截面积A_F=V_f/(3600w_f)

                =9.63×10⁵/(3600×5)

                =53.5 m²/s

有效内径D_F=（4A_F/π）^1/2

               =8.26m

4.3下部椎体口流量

   v=[v⁰×（a_y-1）+v_a⁰]×0.4m_r×G

=[10.465×（1.05-1）+7.435]×0.4m_r×G

=40.61 m³/s

取此处的风速w=16m/s

此处的有效直径d_F=(4v/πw)^1/2

                 =(4×40.61/3.14×16)^1/2

                 =2.99m

椎体部分高H₂=0.7×D_F

            =0.7×8.26

            =5.78m

4.4取分解炉内轴向平均流速w=5m/s 停留时间t=2s

        分解炉高H=wt

                  =5×2

                  =10m

       直筒部位的有效高度

                 H₁=H-H₂

                   =10-5.78

                   =4.22m

4.5下料管直径d=0.0019×（m_sG）^1/2

               =0.0019×[（1.690-0.249×0.119）×166666]^1/2

               =1.00m

4．6入分解炉风管（三次风管）直径的计算

取此处风速w_3a=17m/s   风温t=740℃

V_F2K=5.380m_r

    =5.380×0.119

    =0.640Nm³/kg-熟料

V_3a⁰=G×V_F2K

    =0.640×(166666/3600)

    =29.63m³/s

d_i=[(4V_3a⁰/πw_3a)×（273.15+t）/273.15]^1/2

  ={[（4×29.63）/（3.14×17）]×[(273.15+740)/273.15]}^1/2

  =2.87m

根据上述计算结果，分解炉主要尺寸值如下：

 分解炉的有效内径 D_F=8.26m

 下部椎体口直径   d_F=2.99m

 椎体部分有效筒高 H₂=5.78m

 直筒部分有效高度 H₁=4.22m

 分解炉总高度     H=10m

 下料管直径       d=1.00m

 三次风管直径     d_i=2.87m

根据具体炉型参数的比例，《新水泥工艺设计手册》P351，可知，FLS型高径比为2.27，上述几个主要尺寸的结果经过略微调整修正如下：

     分解炉的有效内径 D_F=8.26m

     分解炉总高度     H=19m

     下料管直径       d=1.00m

     三次风管直径     d_i=2.87m

5.1根据参考文献[4]123页，设计如下：

分解炉采用290mm厚，密度为400kg/m³的轻质粘土砖保温，其导热系数λ₁=（0.092+0.16×10^-3t）[w/(m.℃)]，外侧用厚度为5mm（c~1.5%）的碳钢保护层，其导热系数λ₂=36.6[w/（m.℃）]

由于碳钢保护层导热系数大，壁厚，所以它在总热阻中作用小，可以忽略，可将分解炉看作单层圆壁导热，取分解炉内壁温度为900℃，轻质粘土砖保温层外壁温度为100℃。

λ₁=0.092+0.16×10^-3 t

   =0.092+0.16×10^-3×（900+100）/2

   =0.172[w/(m.℃)]

为简化计算。将椎体看做筒体计算，则根据参考文献。可得筒体散热

    Q₁=2πλ₁（tw₂-tw₁）H/ln(d₁/d₂)

  =2×3.14×0.172×（900-100）×19/ln[(8.26+0.29)/8.26]

  =475.9[kw]

分解炉顶盖散热

Q₂=λ₁(tw₂-tw₁）F/（R₁-R₂）

  =0.172×（900-100）×3.14×4.28²/（4.28-4.13）

  =52.76[kw]

分解炉总散热损失

     Q_Z=Q₁+Q₂

      =475.9+52.76

      =528.66[kw]

单位熟料的散热损失为

      Q= Q_Z /G

       =528.66/[(4000×1000)/(24×3600)]

       =11.42kJ/kg-熟料

根据参考文献[5]P14-18，计算如下：

6.1熟料单位烧成耗热：Q_rR=m_rQ_net.ad

                         =0.119×28474.7

                         =3388.5kJ/kg-熟料

6.2熟料烧成热效率：η=Q_sh/Q_rR×{bfb}

                      =1726.7/3388.5×{bfb}

                      =50.96%

6.3窑的发热能力 Q_yr=M_yrQ_net.ad

                    =Kym_rGQ_net.ad

                    =0.4×0.119×166666×28474.7

                    =2.26×10⁸kJ/h

6.4燃烧带衬砖断面热负荷

   根据参考文献[4]P332中表8-12和本设计日产水泥4000吨可知

   回转窑筒体内径D=4.7m

衬砖内径  D_i=D-2×d

            =4.7-2×0.18

            =4.34

燃烧带衬砖断面热负荷

         q_A=Q_yr/(3.14D _i²/4)

          =2.26×10⁸/(3.14×4.34²/4)

          =15.28×10⁶kJ/kg.h

6.5燃烧带表面热力强度

            q_F=Q_yr/(3.14D_iL)

              =2.26×10⁸/（3.14×75×4.34）

              =2.2×10⁵kJ/m².h

6.6回转窑容积热力强度

取物料填充率f=12%

qv=Q_yr/[3.14D_i²L²(1-f)/4]

  =2.26×10⁸/[3.14×4.34²×75²×88%/4]

  =3087.8kJ/m³.h

6.7生料分解率：由分解炉椎体下部位的直径设计计算可知，已取真实分解率e_t=70%

6.8回转窑燃烧带空气过剩系数：由平衡计算过程可知取α=1.05