水泥窑余热发电系统余风再循环技术分析

本文基于热平衡和气固换热原理,以篦冷机为研究对象,建立了篦冷机余风再循环计算模型,分析了水泥窑余热发电系统余风再循环技术。当余风再循环系统运行时,篦冷机中部冷却空气温度对水泥窑余热发电系统和篦冷机运行均有一定的影响。随着冷却空气温度的升高,AQC锅炉取风温度及余热发电功率升高;但篦冷机出口熟料温度、余风温度、冷却空气阻力以及冷却风机功率也会增加。综合而言,余风再循环技术具有实际可行性,但是经济性具有不确定性。

篦冷机内气固流动和换热过程的数值模拟

篦冷机是新型干法水泥生产工艺中的关键设备,承担着水泥熟料的快速冷却和余热空气回收的功能,针对篦冷机内水泥熟料和空气的流动、换热特性,应用ANSYS软件所提供的湍流模型、欧拉两相流模型和多孔介质模型,对篦冷机内水泥熟料和空气的流动与换热进了三维数值模拟,得到了篦冷机内部熟料相和空气相的流场和温度场分布规律。将数值模拟结果与现场实际监测得到的温度数据进行对比验证,结果显示两者最小偏差为4.1%,最大偏差为7.23%,这表明该模型能够准确地反映篦冷机的实际运行工况。以此模型为基础,分析了篦冷机内空气流场分布,空气穿过熟料层后,分成较为互不干扰的三股风从篦冷机不同出口流出,研究了不同粒径的换热效果:当熟料粒径为10 mm时,换热效果最好,热回收效率为72%。进一步,篦冷机若采用余风再循环技术,将100℃的废气处理后经循环风管到后篦冷机冷却区段风室,热回收效率可提升至74.9%。