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能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础,在国民经济中具有重要的战略地位。在如今能源紧缺和强调节能减排的背景下,水泥行业的高耗能、高污染问题特别突出。作为水泥生产过程中最重要的能量回收设备,熟料冷却机将回收的热量以二次风的形式供窑内煅烧、以三次风的形式供分解炉预分解、以余热的方式供发电使用,因此熟料冷却机承担着节能降耗的重要任务。如何有效的提高熟料冷却机的热回收效率,成为今后水泥工业发展的重要课题。 篦冷机是水泥生产工艺上重要的冷却设备,但是一直以来对篦冷机热工特性的研究缺乏系统性的分析,以致对篦冷机系统的操作和改进主要依靠经验的方法,缺乏相应的理论指导。本文在合理假设的前提下,以5500t/d新型干法生产线配置的第四代SF-Cross Bar篦冷机为研究对象,建立了篦冷机内部的换热数学模型,利用软件进行编程计算,并利用现场实际热工标定结果对模型进行了验证。利用该程序研究了冷却风量、熟料产量等因素对篦冷机热效率的影响。 通过对模拟计算结果的分析研究,得到了如下结论: (1)第四代推杆式篦冷机由于篦床固定而使得风室密封较理想,减少了室间窜风,推动棒推动熟料又容易破坏高堆积密度、高阻力熟料区而使布风较均匀,结合模块化和不漏料,使得第四代冷却机具有良好的综合性能。 (2)增加冷却风用量能够降低出冷却机熟料温度,但也降低了二、三次风温度,篦冷机的热回收效率也有所降低。单位熟料冷却风量过大或过小均会对生产产生不利影响,必须控制在合适的范围内。当单位熟料冷却风量控制在1.7Nm3/kg-cl左右时,此时的出篦冷机熟料温度为100.5℃,二、三次风温度分别为1117.8℃和983.9℃,热效率为71.32%,此时的各项指标比较合理,冷却效果较好。 (3)对应5500t/d熟料产量配套的冷却机,当熟料产量提高时,如果冷却用风能够得到较充分利用,则随着熟料产量增加,二、三次风温随之提高,冷却机热回收效率也有所提高,但相应的出冷却机熟料温度也增加。当熟料产量提高到6300t/d时,明显有些偏高。从能量利用、充分利用现有设备和稳定生产几方面综合考虑,较合理的熟料产量应该在5900-6000t/d之间。此时二次风温可达到1126~1130℃,熟料热回收效率也可达72%左右,熟料出冷却机温度也在110℃左右,基本在合理范围,具有良好的综合效果。 (4)优化配风对于改善冷却效果尤其是高温段骤冷效果十分有效,部分国内冷却机配风不合理,不仅影响骤冷效果,进而影响熟料质量,而且容易导致高温段“堆雪人”和影响后续冷却效果。