摘要:
國(guó)家建材局新型干法水泥企業(yè)達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)直協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組顧問(wèn)組
由于預(yù)熱器的傳熱容量很大。提高發(fā)熱量來(lái)提高生產(chǎn)能力，而無(wú)增加熱耗的后顧之憂，這是新型干法窯優(yōu)越性的又一具體體現(xiàn)。
二、熱耗
降低熱耗的途徑不外于降低廢氣熱損失和各項(xiàng)其他熱損失。
1、廢氣熱損失主要決定于預(yù)熱系統(tǒng)的熱效率。影響熱效率的因素有設(shè)備結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)。設(shè)備方面主要是撒料板和卸料閥。其原則要求分別是使物料得以高度分散和盡可能一降低旋風(fēng)自底部出料管短路漏風(fēng)。運(yùn)行參數(shù)方面有氣固比，分離效率、外部漏風(fēng)。氣固比（氣流量與物料量之比）與單位熱耗有關(guān)，固此降低氣固比需從降低各項(xiàng)其他熱損失著手。降低氣固比（實(shí)質(zhì)上最降低氣流量）能提高預(yù)熱效率。降低出口廢氣溫度。在通常情況下氣流量每降低0.1NM3/kg·cl，可降低出口廢氣溫度25℃左右。降低廢氣熱損失約24kcal/kg·cl。
分離效率與旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，尤其是出料翻板閥。據(jù)李昌勇、彭守正等人研究，當(dāng)?shù)撞慷搪仿╋L(fēng)率為2～2.5%時(shí)，分離效率降低20～40%，漏風(fēng)率為2.5～4%時(shí)，分離效率降低40～90%，足見漏風(fēng)率的危害性。分離效率降低會(huì)導(dǎo)至熱效率降低，出口廢氣溫度提高，在分離效率85～95%范圍內(nèi)，分離效率每降低1%，約提高廢氣溫度3.5～4℃。降低廢氣熱損失約2kcal/kg·cl。
外部漏風(fēng)亦會(huì)導(dǎo)至熱效率降低。在表面上由于冷空氣漏入出口廢氣溫度是下降的，但由于氣固比提高了，降低了熱效率同時(shí)廢氣量增加，使廢氣帶走熱量增加，漏風(fēng)率每增加1%，約提高廢氣熱損失2.5 kcal/kg·cl。
2、其他各項(xiàng)熱損失包括冷卻機(jī)部分熱損失、窯筒體表面熱損失和預(yù)熱器表面熱損失。冷卻機(jī)部分和窯體部分熱損失屬高級(jí)損失，預(yù)熱器部份屬低級(jí)熱損失。
英國(guó)馬丁·德國(guó)韋伯等人根據(jù)熵的概念提出可利用的熱稱之謂高級(jí)熱、結(jié)合水泥生產(chǎn)特點(diǎn)定義為高于碳酸鹽分解溫度的熱量為高級(jí)熱。針對(duì)新型干法窯的特點(diǎn)他更含有新意。冷卻機(jī)和窯部分熱損失原本是來(lái)自于高級(jí)熱，其熱損失的降低相當(dāng)于增加了進(jìn)入預(yù)分解以前的高級(jí)熱，由于碳酸鹽分解的等溫效應(yīng)，不管進(jìn)入分解爐或分解級(jí)旋風(fēng)筒的熱量有多大，其出口熱量總是不變，這意味著熱損失降低的熱量是全部得到利用（被物料吸收），而且因?yàn)楣?jié)約熱耗降低氣固比，提高預(yù)熱系統(tǒng)熱效率從而得到連帶的熱效益（熱損失降低），因此這部分熱損失稱之謂高級(jí)熱損失。
2-1 高級(jí)熱損失
篦式冷卻機(jī)技術(shù)近期有很大發(fā)展，主要有厚料層技術(shù)和控制流篦板技術(shù)，熱回收率顯著提高。其具體表現(xiàn)之一是二次風(fēng)溫的提高。二次風(fēng)溫與料層厚度的近似關(guān)系為：
t 提高料層厚度后的二次風(fēng)溫
t0 提高料層厚度前的二次風(fēng)溫
b 料層厚度比
c=tmo+tm-tk
tmo 冷卻前（即料層頂層）熟料溫度
tm 料層底層熟料溫度
tk 冷卻空氣溫度
設(shè)定tmo,tm,tk通過(guò)計(jì)算后得出的結(jié)論是當(dāng)初始料層較薄，二次風(fēng)溫較低時(shí)，提高料層厚度效果較明顯。
窯筒體表面損失只有通過(guò)隔熱手段來(lái)解決。
高級(jí)熱損失的降低量q，相應(yīng)地減少燃料消耗量、降低煙氣量、降低氣固比提高了預(yù)熱系統(tǒng)熱效率，從而降低了廢氣帶走熱損失△qf，通過(guò)推算得出，△qf=aq，廢氣熱損失降低后，同樣可進(jìn)一步降低煙氣量、降低廢氣熱損失△qf，同樣有△qf=a△qf=a2q依此可得△=a△qf=a3q。
則總的熱損失降低量為：
Σq=q+aq+a2q+a3q+ ……=（1+a+a2+a3+ ……）q
Σq=
通過(guò)實(shí)便計(jì)算求得a=0.33
則Σq=
上述計(jì)算說(shuō)明，降低高級(jí)熱損失，其結(jié)果是降低熱耗1.5q。
2-2 低級(jí)熱損失
預(yù)熱表面熱損失屬于低級(jí)熱損失。由于預(yù)熱器存在一個(gè)熱效率問(wèn)題，其熱量不能夠被全部利用，通過(guò)實(shí)例計(jì)算得出其利用率僅50%，△qf=0.5q，同理，由于廢氣熱損失降低△qf，可得△qf=△qf，△qf=△qf……其最終結(jié)果是Σq=△qf，即熱損失降低量為q，熱耗實(shí)際上僅降低0.75q。
從上述分析可知，高級(jí)熱損失反映在熱耗降低上的實(shí)際效果是低級(jí)熱損失的兩倍。而高級(jí)熱損失在總的熱損失占有相當(dāng)大的比重，足以說(shuō)明降低高級(jí)熱損失的重要作用。
作者：顧問(wèn)組