基于能量平衡方法研究国内外水泥行业热能回收利用方法

水泥生产过程中存在着大量热量浪费,如由窑尾预热器出口和窑头熟料冷却机排出的高温废气、回转窑筒体表面向环境辐射和对流产生的热损失等.研究水泥回转窑筒体表面耗散热回收利用技术,充分合理的利用这种余热资源,是提高水泥厂余热梯级利用程度和能量利用率的重要措施.为了更加高效地使能源管理计划和能源审计分析方法在水泥烧成系统中得到应用.本文从能量平衡的角度分析了烧成系统的能效利用情况,研究了回收回转窑表面余热的二级窑壳,以揭示潜在的余热回收利用价值,提高烧成系统的能耗利用率.     

预热器出口废气热损失对熟料热耗的影响

众所周知,影响水泥熟料烧成热耗的主要因素是预热器出口废气带走的热损失、系统的表面散热损失、出冷却机余风及熟料带走的热损失。从我院近年来对国内部分2000～2500t/d预分解窑系统的热工检测与分析可见,除烧成熟料所必需的理论热耗外（即熟料形成热）,预热器出口废气带走的热损失是最主要的热量支出,占能量总支出的17％～22％左右。     

水泥窑筒体热回收技术实例研究与分析

在水泥生产过程中,煅烧1kg水泥熟料,理论上只需要消耗1 755.6~1 797.4kJ的热量,而实际需要消耗按照热工标定的数据达到3 011kJ的热量,热效率仅为59%左右,大量热量因生产线系统表面散热及窑头和窑尾排气损失掉。回转窑筒体表面散热约占系统表面散热的63%,此处的热量损失较为集中,本文主要介绍一种水泥窑筒体热回收技术实例,并对实际运行情况做相关总结分析。     

两条Φ4.3 m×62 m预分解窑烧成系统 热耗对比分析

基于LCZY和LCJY两水泥厂窑规格为Φ4.3m×62m的预分解窑系统热工标定结果,对构成水泥熟料烧成系统的主要热支出项目如熟料形成热、预热器出口热损失、表面热损失及冷却机系统热损失等方面进行了逐一分析,提出具有可行性的降低熟料热耗的改进措施和操作参数优化方案,为进一步提高两厂的热利用效率提供理论依据。     

窑尾预分解系统耐火材料优化设计

<正>预分解窑耐火材料的优化配置对降低系统热耗、减少生产成本意义重大。预分解窑系统的表面散热损失主要包括回转窑、预热器、窑头罩、三次风管和冷却机的表面散热损失。本文主要针对新型干法生产线窑尾预热预分解系统的耐火材料优化展开讨论,预热器散热面积大,其单位熟料面积在1.3m2/t左右,也是散热大户,图1为某厂实测生产线散热情况,可以看出窑尾预分解系统散热约占总散热的40%以上,因此针对预分解系统耐火材料的优     

从预热器出口温度估算废气损失热

热损失是影响熟料烧成热耗的主要因素.预分解窑热耗最大部分在于1级筒出口带走的热量,约20%;其次是表面散热,占9%左右;篦冷机余风带走热占10%.预热器出口废气带走热所造成的热损失,是烧成热耗最大的支出部分.减少预热器漏风是减少热损失,降低熟料烧成热耗的重要途径.     

预分解窑系统耐火材料的优化

1概述预分解窑系统的表面散热损失主要包括回转窑、预热器、窑头罩、三次风管和冷却机的表面散热损失,烧成带、过渡带部位的筒体表面温度一般在300～380℃,所占散热比例较大,达到总表面散热量的一半左右。预热器     

对熟料粉尘在预分解窑煅烧中晶种作用的认识

添加晶种水泥窑煅烧技术,在立窑厂中应用得到了较好的效果,预分解窑煅烧中存在有大量循环熟料粉尘可作晶种,分析其在窑煅烧中的作用,以利加强窑的操作,进一步提高窑的产质量。1 预分解窑中的熟料粉尘 进入分解炉或预热器的生料经回转窑煅烧后由冷却机冷却输送到熟料库。冷却机冷却熟料后的热     

小型五级旋风预热器窑的配料方案及熟料煅烧

0引言 　　小型五级旋风预热器窑的规模大多为 300t/d和 600t/d水泥熟料,规格多为Φ 2.5m× 42m、Φ 2.7m× 48m和Φ 3.2m× 52m。有人将它归为新型干法生产线,因而认为其熟料的配料方案和煅烧操作应与大型预分解窑一样。实际上,小型五级旋风预热器窑由于未设分解炉,生料入窑分解率低,加上大多采用单筒冷却机,二次风温度不高以及窑的直径小致使单位熟料的窑筒体表面散热损失大等原因,窑内熟料煅烧温度不高,因此其熟料的配料方案和煅烧必然不同于大型预分解窑。本文拟在分析五级旋风预热器窑的热工特性基础上,讨论其配料方案及熟料…     

预分解窑试烧危险废弃物

北京水泥厂是我国自行开发设计的一条２０００t／d新型干法预分解窑生产线，熟料烧成系统为双系列五级旋风预热器，D－D型分解炉，Φ４m×６０m回转窑、篦式冷却机，窑尾设有喷雾降温的废气冷却塔和大型袋式收尘器。北京水泥厂在水泥熟料煅烧过程中，对几种比较有代表性的危险废弃物进行了焚烧处理，试验表明废弃物在回转窑中焚烧，经窑尾玻纤布袋收尘器处理后，大大降低了排放浓度。初步结果表明，这种在水泥熟料烧制中焚烧危险废弃物与其它处理方式相比具有明显的优点，并且从熟料中重金属的浸出试验结果说明，该熟料粉磨成水泥再制成混…     

回转窑余热发电技术在水泥行业中的应用

随着水泥熟料煅烧技术的发展,新型干法水泥生产线已使单位水泥熟料的热耗大幅度下降,但窑头熟料冷却机（AQC）和窑尾预热器（SP）等排放的低温废气热量约占水泥熟料烧成总耗热量的30%以上,因此回收其中的低温余热从而进一步降低水泥生产热耗是十分必要的。某水泥公司现有3条1000t/d回转窑生产线,满负荷生产条件下,窑头可产生平均温度为380℃,流量为1.395×105 Nm3/h的烟气,窑尾可产生平均温度为330℃,流量为2.76×105Nm3/h的烟气,根据此公司余热热源情况,经计算,装机方案确定为：1台额定容量为5 MW的单压凝汽式汽轮发电机组、3台单压AQC余热锅炉和3台单压SP余热锅炉。     

富氧燃烧技术在1100t/d生产线应用试验

针对章丘华明水泥有限公司1100t/d生产线进行富氧燃烧试验。结果表明,水泥回转窑通入富氧并调整窑系统工艺参数之后,熟料产量提高约20%,窑筒体温度升高,预热器C1出口和烟室NOx浓度提高,热耗下降约7.6%,预热器出口废气显热下降约8.1%。     

Rotary Cement Kiln Simulator (RoCKS): Integrated modeling of pre-heater, calciner, kiln and clinker cooler

This paper presents an integrated reaction engineering based mathematical model for clinker formation in cement industry. Separate models for pre-heater, calciner, rotary kiln and cooler were initially developed and coupled together to build an integrated simulator. Appropriate models for simulating gas-solid contact and heat transfer in pre-heaters were developed. Calciner was modeled by considering simultaneous combustion of coal particles and calcination of raw meal. Complex heat transfer and reactions (solid-solid, gas-solid and homogeneous reactions in gas phase) in rotary kiln were modeled using three sub-models coupled to each other. Solid-solid reactions in the bed region of the kiln were modeled using pseudo-homogeneous approximation. Melting of solids in the bed and formation of coating within the kiln were accounted. Clinker cooler was simulated by developing a two-dimensional model to capture cross-flow heat transfer between air and hot clinkers. The individual models were coupled with each other via mass and energy communication through common boundaries. The coupled model equations were solved iteratively. The model predictions agree well with the observations and experience from cement industry. The model was used to gain better understanding of influence of operating conditions on energy consumption in cement plant. Several ways for reducing energy consumption were computationally investigated. The integrated model, the developed software RoCKS (for Rotary Cement Kiln Simulator) and results presented here will be useful for enhancing our understanding and for enhancing the performance of clinker manufacturing.     

Exergy analysis of thermal processes in the building materials industry

A method is proposed to calculate the chemical exergy with allowance for the chemical composition and the ambient temperature. The exergy analysis of cement clinker burning is performed. It is found that the maximal energy saving for a rotary cement kiln can be achieved by decreasing the sludge humidity and optimizing the fuel combustion and the clinker cooler operation. The analysis of thermal processes in terms of exergy characteristics is demonstrated to be more efficient than that in terms of thermal parameters, since the optimization and intensification of industrial kilns requires not only heat loss reduction but also more efficient use of heat.     

水泥回转窑筒体表面余热回收供暖系统的设计

介绍了山东某水泥厂2 500t/d回转窑筒体表面辐射热回收供暖系统。根据供暖系统负荷,计算了所需的回转窑辐射热的取热量,设计了供暖系统的取热装置、热量存储和输送系统以及控制系统。按窑实际年运转300d计算,可以从窑筒体提取热量136 800 0kWh,大约相当于168 000kg标准煤,实现了节能减排和资源综合利用的目的。     

水泥回转窑系统固相中硫、碱分布特性研究

采用XRF、XRD与EPMA分析方法对取自某水泥厂生产线的几种试样(入预热器生料、入窑热生料、烟室结皮、窑皮、熟料)进行测试分析,研究硫、碱在水泥回转窑系统内固相中的分布特性.结果表明:回转窑内入窑热生料、烟室结皮以及过渡带区域窑皮中,硫、碱含量较高;且不同试样中硫、碱的存在形式也不一样,其中烟室结皮最为复杂.不同粒径大小的熟料,将硫、碱带出回转窑系统的情况存在着差异,大粒径熟料带出的钾、硫含量较小粒径熟料高出许多,但是钠含量相差不大,而且后者的晶体发育程度较好.     

浅析烧成系统技术改造理论依据与具体措施

对熟料烧成系统热平衡各支出项进行系统梳理与分析,认为降低热耗是烧成系统技术改造与后期生产操作管理两方面协同发挥作用的结果.后期生产操作降低热耗的主要着力点在于调整熟料率值,改善熟料易烧性,降低熟料形成热,避免不完全燃烧的前提下控制C1出口氧含量,控制煤粉及生料水分等.烧成系统技术改造降低热耗的主要着力点在于提高预热器系...     

3300t/d回转窑稳态热分析及优化

应用数值模拟的方法,对中材建设有限公司在阿尔巴尼亚竣工的TITAN项目,建立了3300t/d、φ4.4m×65m新型干法水泥生产线回转窑系统窑皮、耐火砖、浇注料以及筒体等各部分的数学模型,并对它们相互间的热传递过程进行了模拟研究。结果表明,回转窑窑皮越厚,筒体表面温度越低,散失的热量越少;2号轮带两侧筒体表面温度比3号轮带的高,为防止轮带变形及更大的热膨胀,应适当增加该处冷却风机的风量;2号轮带附近靠向窑尾一侧的筒体表面温度较高,建议增加两台冷却风机;当正常连续生产中窑皮厚度相对稳定时,可以适当减少冷却风机的个数,降低电耗,若停开4台筒体冷却风机,可每天节省用电720kWh。     

双压余热发电系统公共过热器设计分析*

水泥熟料生产线配套建设的余热发电工程是依附于水泥工艺生产状况及余热条件,而随着水泥行业生产工艺的技术进步,其熟料烧成系统能耗不断下降,窑尾预热器出口进SP余热锅炉的烟气温度相应降低,对余热发电系统设计及运行产生重要影响。以典型5000t/d水泥熟料生产线余热参数为例,对比分析了有、无公共过热器的两种余热发电系统,得出结论为:有公共过热器的余热发电系统高压蒸汽产量相对偏低;若公共过热器出口蒸汽温度越高,系统输出功率也越大;余热发电系统设计公共过热器是否合理,取决于窑尾预热器排烟温度及循环水温度两项重要影响因素。