新型干法窑生产优化途径的分析(2)

混凝土 2000-12-06

国家建材局新型干法水泥企业达标达产直协调领导小组顾问组

　　由于预热器的传热容量很大。提高发热量来提高生产能力，而无增加热耗的后顾之忧，这是新型干法窑优越性的又一具体体现。

二、热耗

　　降低热耗的途径不外于降低废气热损失和各项其他热损失。
　　1、废气热损失主要决定于预热系统的热效率。影响热效率的因素有设备结构和运行参数。设备方面主要是撒料板和卸料阀。其原则要求分别是使物料得以高度分散和尽可能一降低旋风自底部出料管短路漏风。运行参数方面有气固比，分离效率、外部漏风。气固比（气流量与物料量之比）与单位热耗有关，固此降低气固比需从降低各项其他热损失着手。降低气固比（实质上最降低气流量）能提高预热效率。降低出口废气温度。在通常情况下气流量每降低0.1NM3/kg·cl，可降低出口废气温度25℃左右。降低废气热损失约24kcal/kg·cl。
　　分离效率与旋风筒结构有密切关系，尤其是出料翻板阀。据李昌勇、彭守正等人研究，当底部短路漏风率为2～2.5%时，分离效率降低20～40%，漏风率为2.5～4%时，分离效率降低40～90%，足见漏风率的危害性。分离效率降低会导至热效率降低，出口废气温度提高，在分离效率85～95%范围内，分离效率每降低1%，约提高废气温度3.5～4℃。降低废气热损失约2kcal/kg·cl。
　　外部漏风亦会导至热效率降低。在表面上由于冷空气漏入出口废气温度是下降的，但由于气固比提高了，降低了热效率同时废气量增加，使废气带走热量增加，漏风率每增加1%，约提高废气热损失2.5 kcal/kg·cl。
2、其他各项热损失包括冷却机部分热损失、窑筒体表面热损失和预热器表面热损失。冷却机部分和窑体部分热损失属高级损失，预热器部份属低级热损失。
　　英国马丁·德国韦伯等人根据熵的概念提出可利用的热称之谓高级热、结合水泥生产特点定义为高于碳酸盐分解温度的热量为高级热。针对新型干法窑的特点他更含有新意。冷却机和窑部分热损失原本是来自于高级热，其热损失的降低相当于增加了进入预分解以前的高级热，由于碳酸盐分解的等温效应，不管进入分解炉或分解级旋风筒的热量有多大，其出口热量总是不变，这意味着热损失降低的热量是全部得到利用（被物料吸收），而且因为节约热耗降低气固比，提高预热系统热效率从而得到连带的热效益（热损失降低），因此这部分热损失称之谓高级热损失。
2-1 高级热损失
　　篦式冷却机技术近期有很大发展，主要有厚料层技术和控制流篦板技术，热回收率显著提高。其具体表现之一是二次风温的提高。二次风温与料层厚度的近似关系为：
t 提高料层厚度后的二次风温
t0 提高料层厚度前的二次风温
b 料层厚度比
c=tmo+tm-tk
tmo 冷却前（即料层顶层）熟料温度
tm 料层底层熟料温度
tk 冷却空气温度
　　设定tmo,tm,tk通过计算后得出的结论是当初始料层较薄，二次风温较低时，提高料层厚度效果较明显。
　　窑筒体表面损失只有通过隔热手段来解决。
　　高级热损失的降低量q，相应地减少燃料消耗量、降低烟气量、降低气固比提高了预热系统热效率，从而降低了废气带走热损失△qf，通过推算得出，△qf=aq，废气热损失降低后，同样可进一步降低烟气量、降低废气热损失△qf，同样有△qf=a△qf=a2q依此可得△=a△qf=a3q。
则总的热损失降低量为：
Σq=q+aq+a2q+a3q+ ……=（1+a+a2+a3+ ……）q
Σq=
通过实便计算求得a=0.33
则Σq=
上述计算说明，降低高级热损失，其结果是降低热耗1.5q。
2-2 低级热损失
　　预热表面热损失属于低级热损失。由于预热器存在一个热效率问题，其热量不能够被全部利用，通过实例计算得出其利用率仅50%，△qf=0.5q，同理，由于废气热损失降低△qf，可得△qf=△qf，△qf=△qf……其最终结果是Σq=△qf，即热损失降低量为q，热耗实际上仅降低0.75q。
　　从上述分析可知，高级热损失反映在热耗降低上的实际效果是低级热损失的两倍。而高级热损失在总的热损失占有相当大的比重，足以说明降低高级热损失的重要作用。