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世纪之初的十年里，我国水泥工业飞速发展，不仅水泥产量显现出巨增的态势，水泥生产技术结构也发生了翻天覆地的变化，实现了从各种落后生产工艺到新型干法水泥生产工艺的技术更替;同时也带动了我国水泥生产技术及其装备制造技术的提高，促进了水泥工程技术集成化服务业的发展。 上世纪末，无论是引进技术，还是国产化技术，均存在如下几个方面的问题:(1)系统技术水平参差不齐，各个子系统之间缺乏系统性协调匹配关系，难以满足整个系统优化操作控制的目标要求。(2)部分系统的技术指标相对落后，能耗较高。(3)系统对原、燃料的适应范围较窄，系统难以克服多变的环境以及原、燃料成份变化、波动带来的影响，适应不了市场变化的要求。(4)系统装备频繁出现故障，不仅增加了人员的劳动强度，而且降低了产品的质量和系统的运转率（平均值仅82％），整个系统缺乏应有的可靠性。鉴此，需要在已有生产实践经验的基础上，结合国内外多变的技术市场需求，采用现代技术理论武装和提升传统“技艺”，形成自主的创新技术装备和集成化系统技术。 本人有幸经历了我国水泥工业技术从引进、消化、吸收、仿制、改进、完善、提高到独立研发、集成、创新、形成自主知识产权技术的全过程，并在新型干法水泥技术国产化的进程中，形成了一整套科学的专用于预热预分解系统的专业化优化设计控制的集成技术“Engineering Integrated Optimization Design ControlTechnology for Precalcining System”，简称EIODCT技术。该项技术将过去依靠模仿为主的传统研发模式提升到以理论为基础的理性化研发模式，树立了全局优化的概念，协调各个子系统过程以满足系统整体节能降耗，为我国技术装备的规模放大和系统参数（结构和工艺）优化控制奠定了基础，实现了快速个性化设计的技术要求。其具体研究内容如下: (1)借助热失重分析法和自主研发的悬浮态高温炉跟踪检测法，分别对比研究了典型原、燃料（烟煤与无烟煤）的化学反应动力学参数，并探讨了煤粉燃烧和生料分解的交互影响，为司料温控技术的研发奠定了基础。结果表明:无论是无烟煤和烟煤燃烧，还是生料中碳酸盐分解过程，其反应机理基本均遵循收缩核反应模型。悬浮态高温炉跟踪法检测的反应动力学参数，更接近实际情况，因此本文将其数据直接应用用于各模型计算中，并在生产实践中得到印证。该部分工作为数值模拟所需基础数据采集奠定了基础。 (2)借助自主研发的悬浮态高温炉，研究了不同含氮量的煤种，在高温反应过程中产生NOx的规律，并结合数值模拟分析，研究了水泥生产系统NOx的产生规律及分布情况，为脱氮技术的选择和评估奠定了基础。结果表明:在分解炉850～950℃温度范围内，使用烟煤比无烟煤有利于减少燃料型NOx的产生。受窑内氧含量和高温区域范围的限制，其内部NOx产生规律的研究，主要借助他人的研究成果开展模拟分析，并与现实生产结果进行对比，实践证明:回转窑内NOx的产生量与温度呈近似3次方的关系。此外，还借助实验研究方法，研究了各种干扰元素（钾、钠、硫、氯）的挥发情况，结果表明:旁路放风技术的有效性与干扰元素的挥发率有着密切关系，四种物质挥发性由易到难的顺序是氯＞钠＞钾＞硫。(3)在水泥生料预热、预分解系统的构建研究方面，以“三传一反”理论为基础，结合具体的物理化学过程，采用理论分析、设想构造、实验求据、模拟判断和实践验证的方法，完成了水泥生料预热、预分解系统中各单元体的构建工作，最终完成了系统的集成和完善，其具体过程如下: 在预热器各单元体的构建方面，从众多的控制模型中筛选出适合水泥生料预热器研发的数学模型，并针对水泥生料预热器结构特点和工作状态，进行必要的修正，在此研究基础上，结合实际生产经验，建立了一系列适合各级旋风预热器优化设计的控制约束条件，利用非线性规划的方法，对各级旋风预热器的主要结构参数进行了求解，再结合具有自主研发的旋风预热器无因次参数，补充其它参数，最终实现了结构参数化的优化设计目标。 在分解炉单元体的构建方面，充分研究了分解炉内流体流动、气固停留时间分布特征、物料分散度、返混度等参数的基础上，构建了分解炉的雏形，再根据实验分析所获反应动力学参数，研究了炉内发生的燃料燃烧和生料分解两个主要过程在同一空间、同一环境下的相互干扰和叠加交互的影响关系，最终研发出了带有燃点控位和司料温控功能的喷旋结合管道式分解炉，使其具有适应范围宽、过程稳定、得率高等特点，满足了多变的技术市场需求。 同时在分解炉和回转窑之间，通过架接脱氮控制还原区或旁路放风系统，可以满足NOx减排或含干扰元素较多的原、燃料使用要求。 开发过程表明:采用非线性优化控制设计方法，能够确保在约束条件的协同控制下，完成参数化控制设计目标要求，使得系统技术研发设计过程变得程序化、规范化、定型化，避免了人为因素导致的技术性能“漂移”，解决了因装备结构大型化引起的技术失真问题。 (4)以5000t/d水泥熟料生产线为例，结合烧成系统研发工作的需要，针对已开发出的各种反应器:如旋风筒、分解炉、旁路放风装置、尾部脱氮装置等具体结构，利用CFD-VT技术对其结构的合理性进行优化评估，结果表明:歪锥旋风筒在防堵和助流方面具有显著的作用，为旋风筒的结构改性设计奠定了基础;自主提出了分解炉“空间反应过程区域控位和司料温控”设计新理念，能够有效稳定分解炉内各反应区域不随原、燃料特性的变化而变化，避免因化学反应过程的漂移带来的系统反应效率的波动，为分解炉的结构设计和控制调整奠定了基础;脱氮单元体的加装，脱氮效果显著，其物理场分布均匀，能有效克服还原区内物料结皮问题;直流式和折流式两种放风结构骤冷器均能达到正常运行的要求，选用时取决于空间布置及放风量。 (5)在上述基础上进行了相关的结构优化和后期的系统集成工作，采用全系统优化设计的控制方案，研发和优化了许多单元体技术要素，为构造系统技术奠定了基础。如多心大蜗壳和低风速控制、导流技术、整流器技术等，为构造低阻耗预热、预分解系统技术奠定了基础;扩散式撒料装置、尾涡隔离控制技术、闭合闪动单板阀锁风技术，为提高系统的换热效率及系统得率创造了条件;挂片式内筒、均分流管和歪锥设计，在满足结构优化设计的同时，有效地防止了系统集料和结拱堵塞问题，为系统的稳定运行做好了充分的保障。 在实际工程应用中，无论是典型的全国产5000t/d水泥熟料生产线还是代表世界先进水平的万吨级生产线，其各项生产技术指标均达到目前国际先进水平。 研发的低NOx烧成系统，能够有效降低NOx的排放量，最大脱氮效率可达40％;用于旧系统改造的脱氮技术，其脱氮效率也能达到15％，且不影响窑的正常运行。 针对国外特殊原、燃料研发的超大规模旁路放风系统，能够有效实现放风量的控制需求，最大放风量可达60％。 上述研究内容和技术开发成果均应用于我国水泥产业技术结构调整中，取得了很好的技术效果，对于推动我国水泥工业国产化技术走向国际市场，占据了当今国际市场近40％的份额，作出了贡献，其中一些核心成果得到国家相关部门的肯定和奖励，并获得专利六项。