篦冷机和窑系统热平衡
窑头负压由篦冷机排风机形成时所带来的不利影响
窑头负压由篦冷机排风机形成时所带来的不利影响
窑内的火焰将会受到相反方向的拉力，火焰形状会像喇叭花一样，反卷着舔向四周窑皮。
不但不利于煅烧熟料，而且直接威胁窑皮乃至窑内衬砖的寿命。
2二、三次风进窑，分解炉的量及速度都会受这种力的反向作用，直接影响火焰的燃烧温度各速度。
3篦冷机高温段的热风没有在窑及分解炉内起积极作用，反而会根据篦冷机排风拉风大小，有相当部分从篦冷机的冷端拉走。
不但减慢了熟料在篦床上的冷却速度，而且加大了篦冷机及其收尘器的负担，起了破坏作用。
所以说，同样让窑头形成负压，只是由于形成的风源不同，所行到的效果就是南辕北辙。
其原因正是前面叙述的零压面位置根本不同：用窑尾高温风机形成窑头负压时，零压面是在篦冷机高温段与低温段的交界面，这是设计所要求的合理位置；但用篦冷机排风机形成窑头负压时，零压面就会在前窑品内煤粉刚出煅烧器的位置。
可以认为：由篦冷机排风机形成窑头负压所造成的损失，要远比窑头正压的损失还要大。
虽然窑头并没有喷料喷火现象，但这种损失仍在无时无刻地、潜移默化地进行而已。
遗憾的是，不少企业的中控操作规程规定，当窑头出现正压时，要立即调节篦冷机排风机的风门开大；在设计中控DCS系统的自动控制回路时，往往将窑头的负压与篦冷机排风机的风门连锁；甚至有的专著也是如此编写介绍。
可见此误区如此之深。
出篦冷机熟料温度测定方法
出篦冷机熟料温度测定方法（水量热法）1、目的：测定出篦冷机熟料的温度。
2、依据：GB26282-2021《水泥窑热平衡测定方法》GB26281-2021《水泥窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法》3、工具：3.1密封带盖保温桶一只（30升），（以下简称保温桶）3.2温度计一只（100℃），精度等级不低于2.5%，最小分度值2℃3.3台秤一个，最大称量不低于50Kg3.4熟料取样铲一个4、测温条件：窑系统运行稳定，台时产量与检测月份前月平均台时偏差在±2%范围内，出窑熟料链斗中无显著窑皮或收尘灰5、测定步骤：用一只保温桶，称取不小于20千克的冷水（Ww），用玻璃温度计测定保温桶内冷水的温度（T1），从出篦冷机熟料取样点连续取样，取样量不小于10千克，迅速倒入保温桶内并充分搅拌。
称量后计算出倒入保温桶内熟料的质量（Wc），并用玻璃温度计测出冷水和熟料混合后的热水最高温度（T2），根据熟料和水的质量、温度和比热，计算出篦冷机熟料的温度（Tc），见下面公式。
重复测量三次，以平均值作为测量结果，精确至0.1℃，测量同时记录环境温度。
记录用模板见附件。
6、计算公式：Tc=（Ww×(T2-T1)×Cpw+Wc×T2×Cpc1）/(Wc×Cpc2) Tc——出篦冷机熟料的温度，单位为摄氏度（℃）Ww——冷水质量，单位为千克（kg）T1——冷水温度，单位为摄氏度（℃）T2——热水温度，单位为摄氏度（℃）Cpw——水的比热，单位为千卡每千克摄氏度(kcal/㎏.℃)， Cpw=1.000(kcal/㎏.℃)Cpc1——热水温度时熟料的比热，单位为千卡每千克摄氏度 (kcal/㎏.℃)，具体数值查附表Cpc2——出篦冷机熟料温度时熟料的比热，单位为千卡每千克摄氏度 (kcal/㎏.℃)， Cpc2应先取假设值(一般取0.192)，得出Tc值后再查附表取Cpc27、注意事项：使用玻璃温度计其感应部分插入被测物料深度应不小于50mm。
两条2500t／d熟料生产线的比较与分析
用镁渣（ 掺量 ２ Ｏ％） 替代石灰石进行 配料 ， 经历 了
１２０ｏ ０ Ｃ以上 高 温 的镁 渣 ， 碳 酸 盐 分 解 已基 本 完 其
出冷却机熟料 显热 冷却机排出气体 显热 煤磨 抽冷却机空气显热 １３８ ３７ １３ ４ ４ ２ ２ ．９ ．０ ４ ．３ ．９ ９．８ ６ ８ ４，８ ５ Ｏ ２ ８ ．９ １ ３ ．５ １４ ６ ５ ２ ７ ． ．２
． ７ ． ９ ９ ． ９ １ １ ２ ６ １ ８ ６ ３ ４ ８ １ ． ７ ． ．
表 ４ 物料化 学分析及 率值 ％
中条 山
绝对值 比例 绝对值 比例 ／ ｋ／ ｇ ／ （ Ｊｋ ） ％ ／（ ／ ｇ ／ Ｉ ｋ ） ％ Ｏ
熟 料 形 成 热
１７ １ １ ５ ． ｌ３ ５ ５ ４ ． ４ ．６ ２Ｏ ８ ．１ １４
预热器出 １废气显热 ： ３ 系统表面散热
文章编号 ：０ ９— ４ １ ２ １ ）０— ０ ３— ３ １０ ９４ （０ １ １ ０ ２ ０
两条２ ０ ｄ熟料生产线的比较与分析 ０ｔ ５ ／
口口 孙素贞 ， 海晋 ， 和平 赵 昝
摘
（ 山西职业技术学院， 山西 太原 ００ ０ ） ３０ ６ 威顿水泥有限公 司的 ２５０ｔ ０ ｄ熟料生产线进行 了 ／
表 ６ 各级预 热器 、 分解炉及窑尾温度 、 力和 表观分解 率 压
项 目 Ｃ ｌ Ｃ ２ Ｃ ３ Ｃ ４ Ｃ 分 解 炉 尾 ５ 窑
出 口 中条 山 ３ ９ ５ ０ ６ ８ ７ ９ ８ ８ ９ ２ ｌ０ ３ ４ ２ ５ ６ ８ ２ ３ 温度 ／ ℃ 威顿 ３ ０ ５ ８ ６ ５ ７ ３ ８ ６ ９ ８ １１ １ ４ ０ ８ ６ ３ １ １
窑头系统风对篦冷机冷却效果的影响
Ｇ ｌ１
Ｇｌ２
Ｇｌ３
Ｇ ｌ４
一 段
Ｇ ｌ５
Ｇ１６
Ｇ ｌ７
Ｇ１８
Ｇ Ｉ９
Ｇ ２０
二段
Ｃ ２１
Ｇ２２
Ｇ ２３
三 段
Ｇ２４
Ｇ２５
表 １ ５ ０００ｔ／ｄ预 分解 窑生产 线第三代篦冷机风机配置表
位置和作用
风量 ，ｍ３／ｈ 风机全压 ，Ｐａ
前 ５排 固定篦 板（北 ）
５１３ ６４９—７４４５９—１１ｌ ６８８．５＝３２７ ５０１．５ｍ （标 ），ｈ １．２．６ 余热发电未投入运行前的管道总阻力
当未投入余热发电时，篦冷机余风直接进 电收 尘 器 ，烟 气 温 度 ２００￣Ｃ，根 据 １．２．５计 算 出 的标 况 风
量 ３２７ ５０１．５ｍ３（标 ）／ｈ，折 算 为相 应 的 工 况 风 量 为 ５６７ ２９７．６ｍ３／ｈ，烟气 管道 管径 为 ３．８ｍ，气体 密 度 ＝ Ｏ．７４６ｋｇ／ｍ３（由于含尘 浓 度低 ，人 收尘器 风管 近似 用 净 空气 管道 计算 ）。各管段 阻 力计算 见表 ２。 １．２．７ 窑头 排风 机 参数 与系 统阻 力 、篦冷机 余风 的 匹配性
２８ ２００
６ ８６０
三室 篦下平衡 风机
４０ ２００
６ ６６４
二室 （４根）、三室（５根）南 侧固定充气梁风机
３０ ０００
８ ８２０
二室 （４根 ）、三室 （５根 ）北侧 周定 充气梁风机 四室篦 下平 衡风机
３００００ ５Ｉ ８４０
８ ８２０ ６ ３７０
五室篦下平 衡风机
正 常操 作 时 ，一 次风 （净 风 ＋送 煤 风 ）占窑 头 煤
篦冷机的篦床调整 保证二次风温稳定
篦冷机的篦床调整保证二次风温稳定在生产过程中，篦床的调整关系到整个系统的平衡，篦速过快或过慢都会对整个系统造成不良影响。
首先、篦速过快的不良影响：篦速过快，熟料未来得及冷却便被卸出，不仅影响熟料质量浪费热能，而且会导致二次风温降低，窑前温度偏低，煤粉不能尽快燃烧，窑内温度随之降低，窑功率（电流）下滑，高温点偏后且不集中，过渡带短冷却带长，窑尾温度高，又因物料中有害成分含量高等原因，造成物料提前出现液相，从而影响熟料结粒和煅烧质量，结粒较大的熟料较难尽快冷却影响熟料质量，且对附属设备造成不良影响，所以篦床的调整对系统的风量平衡特别重要。
其次、篦速过慢的不良影响：篦床料层因篦速过慢而增厚，篦床的通风量逐渐减少，氧含量降低，影响煤粉燃烧，燃尽率低，从而影响熟料煅烧。
窑内温度下降较快也就是通风不畅。
严重时会导致跑生料即窜料。
此时窑前二次风温较高，但是，随着篦速的加快，窑前温度下降很快，也会造成窑头废气温度过高，对窑头电收尘器造成不良影响。
所以；篦床调整需兼顾的几个方面：1. 篦下压力：在同样的结粒情况下，熟料的透风状况变化不大。
因此控制篦床的速度及篦下压力稳定为主，但熟料结粒变化篦下压力控制也应变化，结粒好时控制篦下压力较结粒细时相应低些。
料球、窑皮落下则应提前预测提高篦床的速度。
若未能提前预测则应快速调整篦床。
否则会出现压风现象，之后要及早快速将篦速调回，否则窑前温度会迅速降低影响煅烧。
2. 风机电流：篦速慢时，料层相对增厚，篦床风机进风量减少，电流降低。
掉窑皮、大块、料球时风机电流也会降低。
当一室风压达到8000pa 时。
一段风机电流会迅速下降，最低时达到电机空载电流。
容易烧毁软连接（联轴器）。
特别是掉大块窑皮及料球时，操作要特别注意。
3. 火焰状况；火焰应保持稳定、明亮、有力。
若出现不稳定窜动、混浊排除窑前温度偏低和飞砂较大外，则可能是压风现象。
且料子被风吹得较高，形成风洞，窑前浑暗，经常会落到看火镜头前。
链篦机-回转窑系统回转窑传热过程的数值模拟的开题报告
链篦机-回转窑系统回转窑传热过程的数值模拟的开题报告一、研究背景回转窑作为一种重要的干燥设备，在建材、冶金、化工等行业得到广泛应用。
回转窑通过其独特的结构和回转方式，在实现物料热力学过程的同时，使得物料得到良好的混合和自我混合，从而提高了反应速率和产率。
然而，在实际应用中，回转窑中的传热问题一直是一个难点。
回转窑的传热机制是一个复杂的物理过程，不仅涉及传热与传质的过程，同时包含明和暗辐射，地面和物料之间的传热，以及燃烧产物和物料之间的传热等多个方面。
基于此，本文将以链篦机-回转窑系统为出发点，通过数值模拟的方式，深入研究回转窑传热机理及影响因素，为进一步提高回转窑传热效率和优化设计提供参考。
二、研究内容1. 安装数值模拟软件，建立链篦机-回转窑传热数学模型；2. 分析回转窑内传热过程的影响因素，包括物料的性质、流态、速度等参数，燃烧产物温度、浓度等因素；3. 通过数值模拟，深入研究回转窑内和链篦机之间的传热机制和传热规律；4. 对传热过程中的热能损失、传热效率等相关问题进行探讨；5. 参考相关文献，对模拟结果进行验证和应用，以进一步提高链篦机-回转窑系统的传热效率。
三、研究方法1. 建立链篦机-回转窑传热数学模型，使用计算机辅助工程分析软件（例如MATLAB、ANSYS等）进行分析；2. 采用计算流体动力学（CFD）方法，以对流、传热、辐射传热、物料流动等为基础的计算模式模拟系统的传热过程；3. 通过数值模拟和实验验证相结合的方式，进一步优化模型，以获得更准确和全面的结果。
四、研究意义1. 提高链篦机-回转窑系统的传热效率，降低能源消耗，减少运营成本；2. 探究回转窑内传热规律和热媒体流动机制，为改进炉内结构、设计更高效的传热系统提供理论基础；3. 为实现绿色环保、高效节能的工业生产模式提供参考。
五、研究进度安排1. 文献调研：3周；2. 数值模拟软件安装和数学模型建立：2周；3. 模型验证和参数确定：4周；4. 数值模拟和结果分析：4周；5. 结果讨论和总结出论：3周；6. 论文撰写和答辩准备：4周。
提高篦冷机篦下风压和料层厚度改善窑头正压的可行性
温差增大，也容易产生动静摩擦。 总之，汽轮机在启动过程中，无论是升速还是暖 机，是热态还是冷态操作，都应按照汽轮机的启动曲 线，严格控制时间和升速率，并让巡检人员不时检查 机组的振动和声音，在整个过程中，注意油系统和 ＴＳＩ（汽轮机监视仪表系统）参数的变化情况，一切都正
风的用量是由窑内煅烧所决定的，篦冷机冷却风满足 燃烧需用的二、三次风后，多余的风就会从篦冷机废 气出口排掉，同时由于一段是高温热风，大部分为满 足二、三次风的需求，多余的热风与二、三段冷却风汇 集，形成较原先二、三段的废气温度高的热风，影响设 备的使用寿命。此时尽管出篦冷机的熟料温度降低了 一些，余热发电的负荷高了一些，但熟料的综合热耗 会升高。同时为了追求冷却效果，提高篦下风量，相应 的也增加了窑头风机及电除尘器的负荷。所以，降低 出篦冷机熟料温度，不是只增加篦冷机篦下冷却风量 就能实现的，而且这样做还容易出现问题。 当然如果只追求热效率，以增加料层厚度来提高 二、三次风温，过高的料层厚度有可能造成风量无法 通过篦床，影响熟料的冷却效果和熟料质量，同时又 影响到篦床的安全运行，还会降低窑头罩、三次风管 和三次风阀的安全运行周期。 因此，篦冷机操作的正确做法应该是降低出篦冷 机熟料温度，提高二、三次风温，最大限度地回收熟料 冷却余热。
改造前
７００ ２７ １６～１８ １２８０ １２０ ５４０ ３３３０ ２８１０ ８２０
改造后
１ ｏ（）０ ２７ １６一１８ １ ３２０ ８０ ７５０ ４４５０ ３９２０ ９８０
10 窑与冷却机平衡
操作数据
各种操作数据（转速、千瓦、温度和沿窑炉系统的 压力示意图、篦速度、篦下压力等等） 电力读数（测试之前/之后） 生料、粉尘和熟料化学分析、LSF、SR、AR等。
窑热平衡
窑 窑废气
墙壁热损失 其他
燃料 熟料生成 冷却机废气 熟料热量
三次空气 其他 二次空气
三次和 二次空气
系统
三次空气 煤磨空气
生料磨空气
余风 墙壁热损失
熟料 二次空气
隔舱 1
隔舱 2
隔舱 3
隔舱 4
隔舱 5
隔舱 6
隔舱 7
隔舱Байду номын сангаас8
熟料
测量计划
审计期限为多久？ 测量什么? 这样测量? 物料平衡 气体流量 热平衡 取样与测量的次数？ 必须进行的分析是什么？ 需要进一步收集的数据是什么？
质量平衡
S 质量输入 = S 质量输出
热平衡
S 热输入 = S 热输出
选择分界线
可以选择任何形状的边界线。 必须考虑经过边界的所有流动。 边界线的选择应该使边界点成为： 对平衡目标有用。 容易进行可靠测量。
选择分界线
窑炉 冷却机
预 热 器
选择分界线与流束
粉尘存在系统 粉尘 粉尘 粉尘不排出的分界线
窑与冷却机平衡
2008年3月
•目的
•优质，高产，低热耗
•为什么要做
对窑炉生产线性能进行详细观察。 对热耗、生产等等的准确数据进行评估 进行比较的基础
对进行的投资或改造的影响 与其他工厂比较
探测弱点 – 措施计划 探测最优化潜能 检查传感器、重量计量喂料器等等。
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收入项目 重油消耗量 干生料消耗量 一次空气量 冷却机鼓风量 系统漏入风量 生料带入空气量 生料中的水含量 合计
烧成系统物料平衡 kg/kg % 支出项目 0.075 1.50 出冷却机熟料 1.630 32.52 C1出口废气 0.150 2.99 C1出口飞灰 2.845 56.75 冷却机废气 0.278 5.55 出冷却机飞灰 0.019 0.38 C1出口水蒸汽 0.016 0.32 5.013 100.00 合计
单位
% 19.57 41.33 2.36 36.13 0.29 0.31 100.00
% 50.59 1.17 22.16 0.98 13.67 0.09 8.82 2.21 0.30 100.00
熟料 篦冷机指标 ºC 实际温度 ºC
65 92
效率 % 100
25.30 43.83
69.13
热量 kJ/kg 735.89 32.63 768.52
kj/kg
3289 kcal/kg
热量 kJ/kg 735.89 32.63 768.52 292.40 14.60 307.01 461.51 2253.02 104.5 94.05 2451.57
增湿塔热平衡计算(按每kg熟料平衡) 温度 单耗 热容 T (° C) /kg kcal/ 340 1.50 0.345 320 0.12 0.203 150 150 1.50 0.12 0.311 0.194
25 150 25 104.17 19.61 24403 37811 279913 1.1 1.05 20 1.10 372444 25 150 150 150
Heat Balance: Inputs 收入 出窑熟料 冷却空气 篦冷机漏风 Total Outputs 支出 出篦冷机熟料 二次风 三次风 其他利用气体 篦冷机排出气体 辐射散热 三次风中粉尘g 其他利用气体中粉尘g 篦冷机排出气体中粉尘g Total 比列因子
温度 T (° C) kg Nm3 Nm3 1400 27 27
kg/kg 0.995 2.100 0.120 1.836 0.015 0.016 5.081
收入热量 重油燃烧热 重油显热 生料显热 一次空气显热 冷却机鼓风显热 系统漏风显热 生料中水的显热
kj/kg 3135 19.79 76.04 4.51 76.29 7.46 4.01
系统总收入热
烧成系统热量平衡 % 支出热量 94.26 熟料形成热 0.61 生料水分蒸发热 2.70 C1出口废气显热 0.29 C1出口飞灰显热 2.00 冷却机废气显热 0.13 冷却机飞灰热 表面散热损失 出冷却机熟料显热 其他损失 3323 100.00 系统总支出热
1 1 1 1 0.19
539 1 0.45
热量 kcal/kg 176.05 7.81 183.86 69.95 3.49 73.45 110.41 539.00 25 22.5 586.50
FLS公司对5000吨以上5级和6级预热器分解窑系统的热平衡典型数据 5级预热器 6级预热器 热收支项目 kj/kg kcal/kg kj/kg kcal/kg kj/kcal 熟料形成热 1680 401.26 1680 401.26 预热器废气和飞灰带走热 670 160.03 607 144.98 系统表面热损 226 53.98 234 55.89 水分蒸发 21 5.02 21 5.02 篦冷机废气带走 432 103.18 442 105.57 熟料带走 72 17.20 72 17.20 生料燃料空气带入 -117 -27.94 -117 -27.94 合计 2984 713 2939 702
预热器出口废气 预热器出口废气含尘g 合计
Nm3
热容 kcal/ 0.345 0.203
热量 kcal/kg 176.05 7.81 18386窑尾废气 183.86
篦冷机排气 109
烧成系统热耗 表面辐射 熟料带走 熟料形成 合计 70 18 406
787
增湿塔进气 增湿塔进气中含生料粉 合计 增湿塔进气 增湿塔进气中含生料粉 合计 热气中需要降低的热焓 水的汽化热 水的比热 水汽的比热 每kg水吸收热 每kg熟料喷水量 窑产量t/h 总喷水量t/h 水汽体积Nm3 水蒸气工况体积 m3 增湿塔工况出气 熟料产量储备系数 系统漏风系数 风机温度储备 ºC 风机风量储备系数 排风机风量
Clinker cooler balance 回转窑和冷却机热平衡
Ambient temperature 环境温度 Kiln production 回转窑日产量 一次风量 回转窑燃料消耗比例 27 2500 6 37 ° C t/day % %
三次风 气体量 Nm3/kg 温度 ºC
0.52 950
kj/kg 1680 38.72 735.89 32.63 453.93 3.13 293.02 73.44 10.000 3320.76
平衡
其他利用气体 Nm3/kg º C
排出废气 废气量 Nm3/h 废气量Nm3/kg 温度 ºC
143750 1.38 232
36 m2
0.78 2.2 27
其他利用气体 0.04 636
窑尾废气 氧含量 O2 % 气体量 Nm3/kg-cl 篦冷机漏风 温度 ºC 气体量 Nm3/kg 27 0.03
二次空气 0.26 1100
Nm3/kg ** ° C
Secondary and tertiary air 二次风和三次风量** , Nm3/kg cl. Cooling air 篦冷机需要的冷却空气量, Nm3/kg cl. 冷却空气温度 ºC
国内情况 新疆2000 2500tpd kcal/kg kj/kcal kcal/kg 406.04 1680 174.36 739 69.27 252 8.36 64 111.06 543 21.50 104 -39.89 -226 751 3156
401.26 176.51 60.19 15.29 129.69 24.84 -53.98 754
国内情况 2500tpd 1700 730 290 35 465 90 -167 3143
项目 C1出口温度
数值
设计基本参数 单位 项目 340 窑出口熟料温度
数值 1400
冷却机废气温度 一次空气温度 冷却机鼓风温度
232 30 27
出冷却机熟料温度 燃料油温度 生料粉喂料温度
92 120 60
单耗 /kg 1.04 2.20 0.03
热容 kcal/ 0.26 0.31 0.31
热量 kcal/kg 379.25 18.25 0.25 397.74 17.57 95.97 166.22 8.28 100.32 3.80 4.71 0.11 0.64 397.61 1.000336394
92 1100 950 636 232 40 20 10 950 636 232
1.00 0.26 0.52 0.04 1.38 0.02 0.00 0.01
0.19 0.34 0.33 0.33 0.31 0.24 0.22 0.20
2500tpd的窑系统辐射热测定值kcal/kg-cl 回转窑 39.64 预热器 23.37 三次风管 4.6 篦冷机 2.5
合计
70.1 预热器废气带走热 温度 单耗 T (° C) /kg 340 1.50 80 320 0.12