摘要:

國家建材局新型干法水泥企業達標達產直協調領導小組顧問組

由于預熱器的傳熱容量很大。提高發熱量來提高生產能力，而無增加熱耗的后顧之憂，這是新型干法窯優越性的又一具體體現。

二、熱耗

降低熱耗的途徑不外于降低廢氣熱損失和各項其他熱損失。

1、廢氣熱損失主要決定于預熱系統的熱效率。影響熱效率的因素有設備結構和運行參數。設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自底部出料管短路漏風。運行參數方面有氣固比，分離效率、外部漏風。氣固比（氣流量與物料量之比）與單位熱耗有關，固此降低氣固比需從降低各項其他熱損失著手。降低氣固比（實質上最降低氣流量）能提高預熱效率。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。

分離效率與旋風筒結構有密切關系，尤其是出料翻板閥。據李昌勇、彭守正等人研究，當底部短路漏風率為2～2.5%時，分離效率降低20～40%，漏風率為2.5～4%時，分離效率降低40～90%，足見漏風率的危害性。分離效率降低會導至熱效率降低，出口廢氣溫度提高，在分離效率85～95%范圍內，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。

外部漏風亦會導至熱效率降低。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，降低了熱效率同時廢氣量增加，使廢氣帶走熱量增加，漏風率每增加1%，約提高廢氣熱損失2.5 kcal/kg·cl。

2、其他各項熱損失包括冷卻機部分熱損失、窯筒體表面熱損失和預熱器表面熱損失。冷卻機部分和窯體部分熱損失屬高級損失，預熱器部份屬低級熱損失。

英國馬丁·德國韋伯等人根據熵的概念提出可利用的熱稱之謂高級熱、結合水泥生產特點定義為高于碳酸鹽分解溫度的熱量為高級熱。針對新型干法窯的特點他更含有新意。冷卻機和窯部分熱損失原本是來自于高級熱，其熱損失的降低相當于增加了進入預分解以前的高級熱，由于碳酸鹽分解的等溫效應，不管進入分解爐或分解級旋風筒的熱量有多大，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），而且因為節約熱耗降低氣固比，提高預熱系統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熱損失。

2-1 高級熱損失

篦式冷卻機技術近期有很大發展，主要有厚料層技術和控制流篦板技術，熱回收率顯著提高。其具體表現之一是二次風溫的提高。二次風溫與料層厚度的近似關系為：

t 提高料層厚度后的二次風溫

t0 提高料層厚度前的二次風溫

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

設定tmo,tm,tk通過計算后得出的結論是當初始料層較薄，二次風溫較低時，提高料層厚度效果較明顯。

窯筒體表面損失只有通過隔熱手段來解決。

高級熱損失的降低量q，相應地減少燃料消耗量、降低煙氣量、降低氣固比提高了預熱系統熱效率，從而降低了廢氣帶走熱損失△qf，通過推算得出，△qf=aq，廢氣熱損失降低后，同樣可進一步降低煙氣量、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=

通過實便計算求得a=0.33

則Σq=

上述計算說明，降低高級熱損失，其結果是降低熱耗1.5q。

2-2 低級熱損失

預熱表面熱損失屬于低級熱損失。由于預熱器存在一個熱效率問題，其熱量不能夠被全部利用，通過實例計算得出其利用率僅50%，△qf=0.5q，同理，由于廢氣熱損失降低△qf，可得△qf=△qf，△qf=△qf……其最終結果是Σq=△qf，即熱損失降低量為q，熱耗實際上僅降低0.75q。

從上述分析可知，高級熱損失反映在熱耗降低上的實際效果是低級熱損失的兩倍。而高級熱損失在總的熱損失占有相當大的比重，足以說明降低高級熱損失的重要作用。

作者：顧問組