预热器出口废气热损失的影响

1、预热器出口废气热损失对熟料热耗的影响由于新型干法水泥比重不断提高、生产线规模不断扩大，以及多项节能技术的推广应用，与2000年相比，2005年吨水泥综合单耗从168千克标煤下降到153千克标 煤,下降8.9%。其中，煤炭单耗从128千克标煤，下降到110千克标煤，降幅达14.1%。 但是，与国际先进水平相比，我国水泥行业的单位能耗还有较大差距，节能潜力很大。假设以2005年水泥产量10700万吨为例，水泥单位热耗每下降1个百分点，每年可节约标煤 106万吨。因此，分析影响水泥生成中能源消耗的重要因素，以便进一步采取有效措施，加强企业的节能降耗工作，具有重大而深远的意义。1水泥生产中的能源消耗水

2、泥生产的能源总耗量由三局部组成，即生产水泥所用熟料煅烧所消耗的热能；水泥生产过程中所消耗的电能折成的热能；水泥生产中所用的原燃料及矿渣等混合材烘干时 需消耗的热能。其中熟料烧成热耗约占总能耗的七至八成，因此降低熟料烧成热耗是水泥工业节能降耗的关键。仅就新型干法水泥而言，熟料烧成热耗的国际先进水平为2842kJ/kg-cl ,我国先进水平(2970kJ/kg-cl )与之相差不 大，但一般水平与之差距还是很大， 咼约20%左右。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、系统的外表散热损失、出冷却机余风及熟料带走的热损失。从表1国内局部20002500t/d预分解窑系统

3、中主要的支出热量中可见， 除烧成熟料所必需的理论热 耗外 (即熟料形成热)，最主要的热量支出就是预热器出口废气带走的热损失， 占能量总支出的 17-22% 左右。表1国内局部20002500t/d预分解窑系统主要支出热量厂家产量熟料形成 执八、预热器出口废气热损失预热器出口废气热损失所占比例系统外表散热损失冷却机出口余风带走热损失t/dkJ/kg-clkJ/kg-cl%kJ/kg-clkJ/kg-clSD19311744720.620.94102.488.6TL1#21671735819.221.72418.3537.9CJ224001765604.817.37382668.5WL2#2555

4、1761706.420.29422.3376.1WL3#27411751759.522.10371.8346.3MC25651790603.418.00351.9500.02预热器出口废气热损失2.1影响因素预热器出口废气带走的热损失主要由风量和风温决定，表达了预分解窑系统的综合性能指标。预热器出口废气量少、废气温度低，那么废气带走的热损失小，说明系统性能优越，操作用风合理，管理科学而且密封性能良好、漏风少。预热器出口的废气量主要由三局部组成，第一局部是煤粉燃烧产生的理论烟气量，主要由煤粉的消耗量及其发热量决定即由熟料烧成热耗决定，煤耗越高，发热量越大，那么燃烧产生的理论烟气量就越大。熟料烧成

5、热耗表达了烧成系统设计、装备、操作、维护和管理的综合水平。假设生产线设计完善、技术装备先进、操作合理、维护及管理科学， 那么烧成熟料所用热耗较小，进而煤粉燃烧产生的理论烟气量也较小。然而目前，我国新型干法水泥生产线的设计水平与装备技术水平已渐成熟，并且已走出国门，出口到世界多个国家。尤其是在装备的开发上，研发了大量具有自主知识产权的装备技术，局部已到达国际先进水平。因此，从某种意义上说，煤粉燃烧产生的理论烟气量主要与烧成系统的操作、 维护和管理有关。第二局部是生料分解产生的 C02量。在采用石灰质原料的条件下，生料分解 产生的 C02量主要由生料的烧失量决定，因为生料的烧失量主要是CaC03分

6、解产生的C02量。因此这一局部在同类型生产线中的差异不大。而第三局部那么是预热器出口的过剩空气量。过剩空气量主要与系统的漏风量和操作用风有关。假设操作用风合理，系统密封堵漏良好、漏风少，那么过剩空气量 必定很小。但是 由于各生产线的操作管理水平及密封堵漏状况不同，因此过剩空 气量差异较大。评价预热器出口过剩空气量的一个重要指标是系统漏风量。虽然系统漏风量占总废气量的比例不大，但其造成的损失却是显而易见的。一方面会增大系统废气量，增加废气带走的热损失及风机电耗；另一方面那么会因掺入冷风而降低系统内气体温度，进而降低气 固换热效率。特别是各级预热器下部翻板阀及下料管的内、外部漏风，将造成物料返混，

7、使旋风筒别离效率急剧降低，增大系统的飞灰量，扰乱系统正常生产。2.2对热工检测数据的分析本学院近年来对众多预分解窑生产线进行了热工检测与分析，表1表5是有关检测数据的比拟。分析表 2中20002500t/d预分解窑系统的数据，平均熟 料烧成 热耗为3347kJ/kg-cl，平均预热器出口单位废气量为1.522Nm3/kg-cl，平均系统漏风量为0.273 Nm3/kg-cl。而5000t/d生产线由于规模大产量高，因此单 位熟料 的烧成热耗较小，在表 3中平均值为3055kJ/kg-cl。表4及表5那么是表2中局部厂家的 废气成分分析。其中，MC厂的烧成热耗为3196 kJ/kg-cl，预热器

8、出口废气热损失仅603.4kJ/kg-cl ,是表2中指标最好的，且其系统漏风量指标已到达国际最先进水平，以下对其进行简要分析。表2 20002500t/d预分解窑系统有关技术指标厂家产量熟料烧成热耗预热器出 口废气热 损失预热器出口 单位废 气量预热器出 口废气温度预热器出 口氧含量系统漏风量备注t/dkJ/kg-cl kJ/kg-clNm3/kg-clC%Nm3/kg-clSD19313267720.621.5973044.90.1911999SX19203500889.11.6623645.70.3182001TL1#21673647819.21.7573155.20.3672005CJ

9、121433318823.91.6433345.60.5271999CJ224003236604.81.2713183.70.1872003WL2#25553312706.41.4333303.40.1942005WL3#27413268759.51.4273543.60.2242005MC25653196603.41.2963091.80.0982007表3国内局部5000t/d预分解窑系统有关的技术指标厂家丿量熟料烧成热耗预热器出口废气热损失预热器出口单位废气量预热器出口废气温度预热器出 口氧含量备注t/dkJ/kg-clkJ/kg-clNm3/kg-clC%HX5#50603015334

10、3.81999TL2#561529691.3193303.42002JY565030611.3643002.62000HH2#52683177634.61.3363183.052007表4国内局部预分解窑系统预热器出口废气成分分析及漏风量厂家CO2O2CON2空气过剩系数窑尾系统漏风量(Nm3/kg-cl )TL1#285.2066.81.4140.355CJ230.83.7065.51.270.179WL2#29.93.4066.71.2380.187WL3#30.53.6065.91.2590.218MC33.21.80651.1160.163注：窑尾系统漏风量包括窑尾、分解炉及预热器系列

11、的总漏风量表5MC厂窑尾系统局部测点气体成分测点气体成分分析(%空气过剩系数CO2O2CON2窑尾烟室6.80.22.690.40.956分解炉出口36.810.661.61.045五级筒出口36.10.7063.21.043预热器出口33.21.80651.116其中，窑尾至五级筒的漏风量为3313Nm3/h ;预热器系列的漏风量为6549 Nm3/hMC厂2500t/d生产线，采用100%燃烧无烟煤，于07年4月建成投产。8月 底本 学院对其进行热工检测，熟料烧成热耗为3196kJ/kg-cl (即764kcal/kg-cl ),在表2中已是最小，且与国内同规格100%燃无烟煤的分宜海螺水

12、泥厂指标相差不大。分宜厂熟料烧成热耗为3136kJ/kg-cl ,熟料产量为2700t/d，技术水平被认为已到达 了燃无 烟煤技术的国际先进水平。MC厂预热器出口单位熟料废气量为 1.296Nm3/kg-cl，稍大于CJ (1.271Nm3/kg-cl ) 表2中CJ1与CJ2是同一窑，CJ1是99年检测，CJ2是2003年检测，期间没有大 的改造，原、燃料也没有变化。通过两次检测数据比照可以看到，虽然熟料产量提高了近257 t/d，但预热器出口单位熟料废气量反而减少了，由1.643 Nm3/kgcI降低到1.271Nm3/kgcl，且后者废气温度也有所降低，说明通 过加强管理、密封堵漏、优化操作和合 理用风，可进一步提高预分解窑系统性能。MC厂系统漏风量也是表2中最低的，还不到0.1Nm3/kg-cl，这与MC厂各测 点处的气体成分分析结果也是吻合的(见表5)。漏风量的大小主要表达在各测点处的 02含量上，02含量小，那么说明漏风量少。 从表 2及表 3中各生产线的预热器 出口 02 含量来看，根本都在2.5 5%之间，而MCT 02含量却只有1.8%,空气过 剩系数仅为1.116 , 计算得到预热器系列的漏风量为6549 Nm3/h , 是本学院进行热工检测以来所测数据中最小