一种评判水泥窑热工效率的方法技术

本发明专利技术涉及一种评判水泥窑热工效率的方法。本发明专利技术属于水泥工业生产技术领域。一种评判水泥窑热工效率的方法，测试与计算过程：1、检测水泥窑系统收入物料的特性参数；2、检测水泥窑系统支出物料的特性参数；3、计算每个收入物料的

A Method of Judging Thermal Efficiency of Cement Kiln

The present invention relates to a method for evaluating thermal efficiency of cement kiln. The invention belongs to the technical field of cement industry production. A method for evaluating the thermal efficiency of cement kiln is presented. The process of testing and calculating is as follows: 1. Testing the characteristic parameters of the incoming materials in the cement kiln system; 2. Testing the characteristic parameters of the expenditure materials in the cement kiln system; 3. Calculating the characteristics of each incoming material.

【技术实现步骤摘要】
一种评判水泥窑热工效率的方法
本专利技术属于水泥工业生产
，特别是涉及一种评判水泥窑热工效率的方法。
技术介绍
水泥是国民经济重要的的基础原材料，也是典型的高耗能产品，2014年，我国能源消费总量为37.6亿吨标煤，水泥产业能源消耗总量约为1.87亿吨标准煤，占全国能耗总量的4.97％，占建材行业能耗总量的65％，因此，节能降耗成为水泥工业实现绿色可持续发展永恒的主题。水泥窑系统能耗约占水泥生产能耗的90％，窑系统的能效分析是在热平衡的基础上计算热效率，窑系统热效率是影响水泥产品能耗的主要因素，也是开展系统诊断，提出节能改进措施的主要依据。长期以来，对于水泥窑系统热效率的计算是根据遵循热力学第一定律-能量守恒定律进行窑炉的热量收支平衡计算，它符合人们的传统概念，容易理解和掌握。然而，它只分析了能量在转化和传递过程中数量上的平衡，而没有考虑其在质量上的差异和变化。其次，第一定律认为，热力学体系吸收的热量等于其做出的功，功和热量是等价的，但实际上功和热量是不等价的。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供了一种评判水泥窑热工效率的方法。为解决水泥窑系统节能降耗技术改造提供热工诊断与评价目的，区别于水泥窑热平衡计算通常采用热力学第一定律的方法，本专利技术提供一种评判水泥窑热工效率的方法，为评价和长期节能改造提供可靠依据，旨在进一步挖掘新型干法水泥工艺技术的节能降耗方向。为了度量能量的品质及其可利用程度，比较不同状态下系统的做功能力大小，本专利提出了效率的概念。基于热力学第二定律对水泥窑系统收入支出物料的基本数据如质量、流量、温度、压力、成分，对水泥窑系统各个收支项进行了平衡计算，从效率的角度进行了分析研究，通过分析揭示能量转换和能量损耗的位置，为评价和长期节能改造提供可靠依据。本专利技术评判水泥窑热工效率的方法所采取的技术方案是：一种评判水泥窑热工效率的方法，其特点是：评判水泥窑热工效率的方法包括以下测试过程：1.检测系统收入物料的特性参数，包括质量、流量、温度、压力、成分等；2.检测系统支出物料的特性参数，包括质量、流量、温度、压力、成分等；3.计算每项输入物料的流量，计算出每项输出物料的流量；4.基于热力学第二定律，进行水泥窑系统的流量平衡计算，计算出效率。5.对平衡计算结果做出分析，评判水泥窑系统的热工效率和节能降耗方向。本专利技术评判水泥窑热工效率的方法还可以采用如下技术方案：所述的评判水泥窑热工效率的方法，其特点是：基于热力学第二定律计算水泥窑系统的流量平衡时，系统的表面散热计算方法为：式中：EB为表面散热，QB为表面散热，T0为环境温度，T为表面温度。所述的评判水泥窑热工效率的方法，其特点是：基于热力学第二定律计算水泥窑系统的流量平衡时，系统物料显热的表达式为：式中：Es，f，Lsh，etc为生料显热、预热器出口废气显然、出冷却机熟料显热，QB为表面散热，T0为环境温度，T为表面温度，C为对应的废气或物料的比热，M为对应的废气量或者物料量。所述的评判水泥窑热工效率的方法，其特点是：基于热力学第二定律计算水泥窑系统的流量平衡时，熟料形成热计算公式为：Esh＝(ΔECO2)nCO2+(ΔEH2O)nH2O+(ΔEC3S)nC3S+(ΔEC2S)nC2S+(ΔEC3A)nC3A+(ΔEC4AF)nC4AF-(ΔECaCO3)nCaCO3-(ΔEMgCO3)nMgCO3-(ΔE高岭土)n高岭土-(ΔESiO2)nSiO2-(ΔEFe2O3)nFe2O3式中Esh为熟料形成热，ΔECO2、ΔEH2O、ΔEC3S、ΔEC2S、ΔEC3A、ΔEC4AF分别为单位熟料生成物对应的摩尔标准化学，nCO2、nH2O、nC3S、nC2S、nC3A、nC4AF分别为单位熟料生成物对应的摩尔量，ΔECaCO3、ΔEMgCO3、ΔE高岭土、ΔESiO2、ΔEFe2O3分别为单位熟料反应物对应的摩尔标准化学，nCaCO3、nMgCO3、n高岭土、nSiO2、nFe2O3分别为单位熟料反应物对应的摩尔量。所述的评判水泥窑热工效率的方法，其特点是：基于热力学第二定律计算水泥窑系统的流量平衡时，燃料燃烧热的计算方法为：ErR＝QrR+WrqH2O式中ErR为煤粉燃烧热，Mr为煤粉使用量，QrR为煤粉燃烧热，Wr为燃料中水分，qH2O为水分蒸发热。所述的评判水泥窑热工效率的方法，其特点是：基于热力学第二定律计算系统的效率为：η＝Esh/(ErR+EsR)式中，η为系统的效率，Esh为熟料形成热，ErR为煤粉燃烧热，EsR为生料中可燃物质燃烧热。所述的评判水泥窑热工效率的方法，其特点是：此处系统分析的对象可以是水泥窑烧成系统，也可以是冷却机或者分解炉或者粉磨等某个单体设备，设置好系统的边界，理清收入支出分项即可。本专利技术具有的优点和积极效果是：评判水泥窑热工效率的方法由于采用了本专利技术全新的技术方案，与现有技术相比，本专利技术对水泥窑系统各个输入输出支项进行了平衡计算，基于热力学第二定律从效率的角度进行了分析研究，通过分析揭示能量转换和能量损耗的位置，为评价和长期节能改造提供可靠依据。本专利技术分析的系统可以是水泥窑烧成系统，也可以是冷却机、分解炉或者粉磨等某个单体设备。附图说明图1是本专利技术物料平衡范围示意图；图1中，Vf为预热器出口废气量，mfh为预热器出口飞灰量，ms为生料量，Vsk为生料带入空气，VLok为漏风量，mFr为分解炉燃料量，VF1k为分解炉一次风量，myr为回转窑燃料量，Vy1k为回转窑一次风量，mLfh为出冷却机飞灰量，msh为出冷却机熟料量，VLk为入冷却机空气量,Vpk为出冷却机余风量。图2是本专利技术热平衡范围示意图；图2中，QrR煤粉燃热，Qr煤粉显热，Qs生料显热，Q1K一次空气显热，QLK入冷却机空气显热，Qsk生料带入空气显热，QLOK系统漏入空气显热，Qsr生料中可燃物质燃烧热，QZS系统总收入热，Qsh熟料形成热，Qss蒸发生料中水分耗热，Qf预热器出口废气显热，Qfh预热器出口飞灰显热，QPK冷却机排出空气显热，QLfh冷却机飞灰显热，Qhb化学不完全燃烧损失，QB系统表面散热损失，QLsh出冷却机熟料显热，Qqt其他热损失，QZC系统总支出热。图3是本专利技术平衡范围示意图；图3中，ErR煤粉燃烧热，Er煤粉显热，Es生料显热，E1K一次空气显热，ELK入冷却机空气显热，Esk生料带入空气显热，ELOK系统漏入空气显热，Esr生料中可燃物质燃烧热，EZS总收入，ErR煤粉燃烧热，Er煤粉显热，Es生料显热，E1K一次空气显热，ELK入冷却机空气显热，Esk生料带入空气显热，ELOK系统漏入空气显热，Esr生料中可燃物质燃烧热，EZS总收入。图4是收入支出项目基本参数示意图。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：1.检测系统收入物料的特性参数，包括质量、流量、温度、压力、成分等；2.检测系统支出物料的特性参数，包括质量、流量、温度、压力、成分等；3.计算每项输入物料的流量，计算出每项输出物料的流量；4.基于热力学第二定律，进行水泥窑系统的流量平衡计算，计算出效率。5.对平衡计算结果做出分析，评判水泥窑系统的热工效率和节能降耗方向。参阅附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评判水泥窑热工效率的方法，其特征是：评判水泥窑热工效率的方法包括以下测试过程：1)检测系统收入物料的特性参数，包括质量、流量、温度、压力、成分；2)检测系统支出物料的特性参数，包括质量、流量、温度、压力、成分；3)计算每项输入物料的

【技术特征摘要】
1.一种评判水泥窑热工效率的方法，其特征是：评判水泥窑热工效率的方法包括以下测试过程：1)检测系统收入物料的特性参数，包括质量、流量、温度、压力、成分；2)检测系统支出物料的特性参数，包括质量、流量、温度、压力、成分；3)计算每项输入物料的流量，计算出每项输出物料的流量；4)基于热力学第二定律，进行水泥窑系统的流量平衡计算，计算出效率；5)对平衡计算结果做出分析，评判水泥窑系统的热工效率和节能降耗方向。2.根据权利要求1所述的评判水泥窑热工效率的方法，其特征是：基于热力学第二定律计算水泥窑系统的流量平衡时，系统的表面散热计算方法为：式中：EB为表面散热QB为表面散热，T0为环境温度，T为表面温度。3.根据权利要求1所述的评判水泥窑热工效率的方法，其特征是：基于热力学第二定律计算水泥窑系统的流量平衡时，系统各种物料的显热表达式为：式中：Es，f，Lsh，etc为生料显热预热器出口废气显然出冷却机熟料显热QB为表面散热，T0为环境温度，T为表面温度，C为对应的废气或物料的比热，M为对应的废气量或者物料量。4.根据权利要求1所述的评判水泥窑热工效率的方法，其特征是：基于热力学第二定律计算水泥窑系统的流量平衡计算时，水泥熟料形成热计算公式为：Esh＝(ΔECO2)nCO2+(ΔEH2O)nH2O+(ΔEC3S)nC3S+(ΔEC2S)nC2S+(ΔEC3A)nC3A+(ΔEC4AF)nC4AF-(ΔECaCO3)nCaCO3-(ΔEMgCO3)nMgCO3-(ΔE高岭土)n高岭土-(ΔESiO2)nSiO2-(ΔEFe2...

【专利技术属性】
技术研发人员：马娇媚，狄东仁，赵艳妍，李波，王伟，陶从喜，彭学平，秦中华，武晓萍，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12