水泥熟料烧成系统煤效分析研究

作     者：姚传波 

作者单位：济南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王孝红

授予年度：2014年

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：水泥 熟料烧成系统 煤效 热效率 

摘      要：水泥工业是重点耗能工业，水泥熟料烧成系统是水泥生产的主要能耗环节，水泥熟料烧成系统以煤炭为能源，煤炭燃烧提供生料分解、熟料烧成所需的热量。 熟料煤耗和热效率是烧成系统的关键参数。水泥企业一般会根据分解炉、回转窑用煤量和熟料产量来计算熟料煤耗，但是烧成系统热效率无法实时得到，煤粉的利用效率也无法进行精确的计算，针对熟料烧成系统热量流向、流量、热效率及煤粉利用效率无法实时获取的问题，对烧成系统煤效进行深入研究。 首先，确定整个烧成系统的构成和影响煤效的因素，影响煤效高低的因素一般有原料和燃料状况、熟料控制指标、系统设计合理性、系统操作水平及运行状况等。从热量角度出发，基于物料平衡和热平衡原理进行煤效分析计算，计算所需要的基础数据来源于工业现场的实时运行数据，计算参数包括物料化学成分分析、煤粉工业分析、质量参数、压力参数、体积参数、温度参数、烟气成分参数、热容参数、密度参数、含尘浓度参数、系统表面散热参数和其它参数，有些参数可以直接从现场获取，但是也有很多参数无法获取，对这些参数建立模型算法或参考权威资料进行计算或估算。通过一系列数据计算可以得到整个烧成系统物料流向和大小、热量的流向和流量以及烧成系统热效率。 其次，通过对烧成系统各个环节的热量流量大小分析发现，烧成系统热量主要来源是燃料燃烧，热量主要去向是熟料形成热、预热器出口废气显热和窑头AQC余热锅炉进风显热。燃料燃烧热量与煤粉流量和煤粉热值有关，针对煤粉热值无法实时获取的问题，通过分析分解炉的工况计算煤粉低位热值的在线校正值。熟料形成热大小与熟料成分有关，针对熟料成分无法实时获取的问题，开发远程网页录入的功能，化验员将每次化验数据准时录入远程数据库供煤效分析软件调用。预热器出口废气显热与预热器出口废气量和出口废气温度有关，根据高温风机进风量来计算预热器出口废气量，双系列五级旋风预热器一般会有四个预热器出口废气温度测点，为得到一个准确的温度监测值，运用自适应分批估计算法将四个监测值融合为一个值，作为预热器出口废气温度值。窑头余热锅炉进风显热主要与窑头余热锅炉进风量和进风温度有关，根据窑头排风机风量来估算窑头余热锅炉进风量，进风温度数据取自工控系统。 最后，基于各个参数的模型算法开发煤效分析软件，实时计算烧成系统各环节热量大小和热效率高低，实时监测热量流向及流量。 煤效分析软件应用于工业现场，不仅能够提供良好的网页浏览监控的功能，而且能够实时计算现场的风量、物料量、热量及热效率的大小，为调度员优化调度和操作员优化控制提供数据支持。