浅谈TIE-固定篦床的优化升级

TIE-固定篦床采用中心分区供风、微调风阀、水滴型高效篦板等技术,用水平出风的高速气流快速急冷熟料,不仅系统可获得温度较高且稳定的二次风,还能均布熟料,减少粗细熟料的离析分布,从源头上控制“红河”的产生;在稳定较高的二次风温下,还可将料层厚度总体降低至650mm左右,大幅减小后续所有冷却风机的总体负载阻力,进一步有利于熟料的冷却和降低冷却电耗。实践表明,使用TIE-固定篦床局部替换旧的固定篦床,能有效地提高二次风温,降低烧成系统的能耗,还可显著提高熟料的质量。

“链-回-环”系统能质平衡核算及优化

文章以某球团厂200万t“链—回—环”系统为例,根据现场采集到的生产数据,核算得到该系统的热利用率为22.36%,余热回收率为71.62%。优化后得到当喷煤量在5.00~5.40 t/h,煤粉固定碳含量在76%~82%,煤粉燃尽率在97.5%以上时,预热Ⅱ段氧含量可以稳定在14.0%~16.0%,有利于球团矿的氧化且能有效抑制氮氧化物的生成。

链箅机—回转窑—环冷机球团系统热经济性分析

以降低球团生产系统能耗为目标,进一步了解球团生产过程中能流及[火用]流的变化和损失情况,对链箅机—回转窑—环冷机氧化焙烧球团系统进行了热平衡及[火用]平衡计算分析。系统热收入和[火用]收入主要项为燃料化学能和球团氧化。热量消耗主要用于排出废热和外表面散热。传热、燃烧不可逆[火用]损失和系统机体散热[火用]损失为[火用]支出主要部分。针对系统废热余热资源未完全利用情况,提出环冷废气余热循环利用和回转窑表面散热回收等建议,经计算优化后,对于废气余热循环,利用环冷二段与三段废气余热使热效率提高至85.29%、[火用]效率提高至33.40%;回收集热器余热使热效率提高至86.53%、[火用]效率提高至33.93%。研究结果为球团生产提供建议,并结合实际寻找适合该系统的余热利用方案,为节能优化提供参考。

锂云母焙烧过程的模拟计算及节能设计

以某年产1万t电池级碳酸锂的锂云母提锂工程设计为案例,采用METCAL软件对锂云母硫酸盐法回转窑焙烧过程进行物料衡算和热量衡算,分析其中的主要能耗点,并将模拟计算结果与同类项目实际运行数据进行对比。结果显示,模拟计算结果与现场数据基本吻合,焙烧系统热量损失主要为干燥窑排气热量损失和回转窑散热损失,这两者在总热量中的占比达到了48.3%,应重点关注。进行节能设计时,应加强设备保温绝热、熟料余热利用和窑尾烟气余热利用,以降低锂云母提锂生产能耗和成本。

固定床射流角度影响因素的研究

为了研究气体通过篦板射入料层后的运动规律,进行空气通过圆孔和条缝射入熟料层试验。利用自建试验装置,测定了两组改变粒径和风速的料层压力。根据空气射流理论,分析两组试验数据,得到了圆孔、条缝送风口试验系数分别为0.77和0.68。结果表明扩散角度与粒径呈正相关,与通孔风速呈负相关。

水泥窑篦冷机煤磨风管后移对余热发电量的影响

水泥行业是传统高能耗产业,合理利用其废热烟气资源,对现有的水泥窑余热发电系统进行优化改造,热能阶梯分级利用,对减少能源浪费具有重要意义。本文介绍了水泥窑余热发电的技术方案和提高余热发电量的主要措施,并以水泥熟料产量2750t/d生产线为例,研究篦冷机煤磨风管后移改造对余热发电量的影响。结果表明:在水泥生产线稳定运行前提下,煤磨风管后移改造,可以提高余热发电量。该节能改造技术进一步提高了能源利用效率、降低了企业生产成本。

先进热工技术装备及其在万吨水泥生产线的应用

热工烧成技术是水泥生产线大型化、智能化发展的关键。介绍了由天津水泥院自主研发设计的TX-3型弱涡流低阻型旋风筒、第三代自脱硝分解炉、Sinowalk型第四代篦式冷却机等系列先进热工烧成技术装备。以徐州中联10000t/d生产线技改项目及沙特YAMAMA 12500t/d生产线搬迁技改项目为例,介绍了采用先进热工烧成技术装备进行优化改造的技术方案。改造后,徐州中联10000t/d生产线标煤耗降至93kgce/t.cl,熟料综合电耗降低,冷却机热回收效率提高,预热器出口烟气NOX排放浓度≤50mg/Nm3,改造效果较好。沙特YAMAMA 12500t/d生产线搬迁技改项目已取得阶段性成果,预计2025年投产。

程潮矿业公司链篦机-回转窑-环冷机系统平衡考察与分析

为了了解程潮矿业公司球团厂链篦机-回转窑-环冷机系统三大主机的热工状态,对系统的物料、风量及热量平衡进行了考察与分析,并为优化现场热工制度提出了合理建议。结果表明,链篦机机漏风率为10.86%,链篦机、回转窑和环冷机热损失率分别为5.38%、12.09%和1.87%,需针对风箱和烟罩密封性进行检修,降低漏风率和热损失,对回转窑内耐火砖进行实时监测,定期更换破损耐火砖,降低窑内散热。

富氧燃烧对篦冷机热回收效率的影响

为验证水泥窑使用富氧燃烧技术前后篦冷机热回收效率的变化。现以某水泥厂4 500 t/d水泥生产线富氧燃烧技改为例,分析对比技改前后篦冷机系统主要技术经济指标的变化,并计算技改后篦冷机热回收效率。结果表明:在水泥生产过程进行富氧燃烧技术改造后,提高了二、三次风风温及总风量,对篦冷机的热回收效率有促进影响;当富氧空气中的含氧量达到36.6%时,篦冷机的热回收效率达到71.1%;较空气助燃时的篦冷机热回收效率70.5%提高了0.6%。该技术符合“双碳”策略,有助于水泥生产过程中节能降碳。

篦冷机中部取风口流场及温度场数值模拟研究

研究了篦冷机内水泥熟料与空气的换热机理,并基于国内某5 000t/d水泥熟料生产线实际运行参数,利用多孔介质理论对篦冷机内传热过程进行了数值模拟,建立了篦冷机物理、数学模型,通过Fluent流体计算软件数值模拟研究了篦冷机内部温度场、压力分布、流场分布,重点分析了篦冷机中部取风口的温度与熟料层厚度的关系,根据模拟分析结果合理布置篦冷机各取风口位置及风量分配。

篦冷机中气固两相换热过程的模拟研究

在合理的假设前提下,以日产1000吨熟料的篦冷机为研究对象,建立了篦冷机内部换热的数学模型,开发出用于该模型计算的Fortran程序,并对计算结果进行验证,验证结果表明该模型能够比较准确地反映了实际情况.利用该程序研究了骤冷区篦下风速、后冷却区篦下风速和熟料颗粒粒径等因素对篦冷机工作特性的影响.结果表明:骤冷区和后冷却区篦下风速对熟料的冷却效果影响最大,而且都呈指数衰减规律;熟料颗粒粒径对熟料的冷却影响较大,排出熟料温度随二者的增加而线性增加.

基于模糊神经网络的篦式冷却机熟料流动建模

基于模糊推理和误差反向传播理论,提出了一种新的模糊神经网络算法,该算法利用神经网络从样本数据构建模糊推理系统,自动寻优隶属函数中心和宽度等参数。在分析篦冷机熟料流动工作原理的基础上,利用该算法建立的篦式冷却机熟料流动模型,通过仿真研究表明该算法具有很强的非线性逼近能力,所建模型输出与实际输出相对误差在1%以内。而且该算法可以广泛应用于非线性复杂系统的模型辨识和控制中。

篦冷机熟料多孔介质直管等效换热模型

目前对篦冷机熟料多孔介质的研究多采用渗流传热理论,通过达西定律与传热方程联立求解,但模型求解过程复杂,不便于工程应用。本文将圆形截面直管换热理论引入到篦冷机熟料多孔介质单元体的研究中,建立了水泥熟料颗粒大孔隙多孔介质单元体直管等效换热模型。通过直管换热理论的方法和思想求解水泥熟料多孔介质的换热过程,以达到降低求解难度的目的。在保证计算精度的前提下,求解出熟料颗粒与流体温度随时间变化的表达式,利用自主设计实验设备进行实验,实验数据与模型计算结果基本吻合,从而验证了直管等效换热模型的可行性。

水泥熟料换热模型的研究

针对高温水泥熟料具有堆积颗粒多孔质特性,将多孔介质渗流换热理论引入到熟料换热研究中,并考虑到热弥散效应对多孔介质强化换热的影响,建立了适用于高温水泥熟料冷却过程的气-固换热三维物理数学模型,在满足工程精度要求前提下,简化为更易求解和适于工业应用的一维非稳态换热模型。同时对其解法进行了相关研究,并通过模拟仿真验证了所建物理数学模型的正确性。

篦冷机内水泥熟料温度的软测量

篦冷机内高温水泥熟料温度难以在线测量,给篦冷机的控制与热回收优化带来困难。针对这一问题,提出一种基于多孔介质渗流换热理论的篦冷机内熟料层温度软测量模型,并针对此模型设计一种解析法和隐式差分法相结合的流热耦合求解算法。根据所提出的算法对软测量模型进行渗流-传热双向耦合求解,得到了篦冷机内高温水泥熟料由进料口至出料口的温度变化预测值。利用自主设计的试验平台进行高温熟料堆积体冷却试验,试验结果表明,仿真数据与试验数据的误差较小,所建模型对于篦冷机内水泥熟料温度具有较好的测量精度。

单入双出的模糊预测协调控制在篦冷机系统中的应用研究

针对水泥回转窑的工艺特点,研究了适合大惯性、大滞后等特点的典型工业对象的模糊预测控制算法,并提出了一种解决系统输出多 于输入的协调控制问题的方法,以篦冷机系统为对象的仿真结果表明该算法具有很好的快速性和鲁棒性,可在模型失配很严重的情况下依然 保持良好的控制特性,并能充分利用系统信息,增强算法的抗干扰能力及跟踪特性。该方法算法简捷,易于工程实现。

高温散料气-固换热过程通用数学模型的研究

在详细分析了高温水泥熟料和高温烧结矿冷却过程传热机理的基础上,根据多孔介质气-固换热理论,建立了适用于高温散料在篦冷机和环冷机冷却过程的气-固换热三维通用物理数学模型,通过合理假设简化为更易求解和适于工程应用的一维非稳态换热模型,同时对相关参数的确定进行了研究。最后,结合数值模拟方法和计算机技术提出了模型的求解方案,为后续深入研究提供了理论指导。

链-回-环系统铁矿氧化球团焙烧过程的能和分析

在对铁矿氧化球团链-回-环系统做质能平衡测试的基础上,对其进行了能和的分析。能分析表明,系统的排气显热是能损失的主要部分,占29%。分析表明,传热不可逆损失是火用损失的主要部分,占40%。分析了烟气中氧含量、二氧化碳浓度对系统火用损失的影响。计算结果表明,当烟气中二氧化碳浓度为1.0%～9.0%时,将氧气浓度控制在9.0%～11.0%,可使火用损失最小。通过本研究对链-回-环系统内铁矿氧化球团焙烧过程的能流和流有了更进一步的认识。研究结果可以进一步应用于"链-回-环"系统的过程优化,以提高系统的经济效益。

篦冷机熟料多通道冷却气固热交换模型研究

针对水泥篦冷机内熟料多通道冷却风冷却效率低问题,基于气固交叉换热理论,采用网格划分法将篦冷机篦床上的高温熟料进行单元划分,利用热平衡原理和质量平衡原理,建立了篦冷机熟料多通道冷却风流量控制模型,并采用迭代法分析该流量控制模型,得出了篦冷机熟料冷却风按照篦床长度变化的供风规则,为篦冷机的优化配风设计提供了理论基础。

链篦机-回转窑系统中环冷机的质能平衡与节能分析

在总结链篦机-回转窑球团生产工艺特点的基础上,对首钢矿业公司链篦机-回转窑系统中的环冷机进行了质能平衡测试,得到了环冷机的风量平衡、物料平衡和能流平衡。测试表明:环冷机平均产量274.24 t/h,热回收率达到93.91%,成品球质量、冷却温度等均满足生产要求。此外,还针对环冷机运行中存在的问题,提出了优化改造的建议。