基于热平衡分析的水泥熟料烧成热耗、热效率及燃煤热值实时监测方法_3

文档序号:9200581阅读:来源:国知局
,分别计算入窑一次空气量、二次空气量及漏风量:
[0196] Vykl=kyklVyk (6)
[0197] Vyk2=kyk2Vyk (7)
[0198] Vlokl -k I0klVyk (8)
[0199] 式中:Vykl、Vyk2、V1()kl--分别为每千克熟料实际入窖一次空气体积量、二次空气体 积量以及漏风量,Nm3/kg ;
[0200] kykl, kyk2, klokl--分别为入窑一次空气、二次空气及漏风量的风量比,可按设计值 或热平衡试验值选取,且应满足kykl+kyk2+k1A1= 1 ;
[0201] 4)三次空气量计算子模型
[0202] Vf3k= V !+V2-V3-V4 (9)
[0203] V1= (a f-DVlko (10)
[0204] V2= Vlkokfr (11)
[0205] V3= (a yw-l)Vlkokyr (12)
[0206] V4 -k lok4Vlk0kfr (13)
[0207] 式中:Vf3k-一每千克熟料三次空气量,Nm3/kg ;
[0208] V1, V2, V3, V4一一分别为每千克熟料分解炉出口处的过量空气量,分解炉燃煤燃烧 所需空气量,窑尾处的过量空气量以及分解炉及窑尾漏入空气量,Nm3/kg ;
[0209] a f一一分解炉出口处的过量空气系数,由窑尾处的烟气含氧量(^按(3)式计算;
[0210] kfr一一入分解炉燃煤量占总燃煤量的比例;
[0211] klok4一一分解炉及窑尾漏风占分解炉燃煤燃烧所需空气量的比例,可按设计值或 热平衡试验值选取,一般取为0. 02~0. 06 ;
[0212] 5)系统漏风计算子模型
[0213] Vlok= V lokl+Vlok2 (14)
[0214] Vl0k2= V 4+V5 (15)
[0215] V5=klok5Vlk0 (16)
[0216] 式中:V1A--每千克熟料系统漏风量,Nm3/kg ;
[0217] Vl0k2一一每千克熟料窑尾漏入空气量,NmVkg ;
[0218] V5 每千克熟料预热器漏入空气量,NmVkg ;
[0219] klok5一一预热器漏风占理论空气量的比例,可按设计值或热平衡试验值选取,一般 取为0· 05~0· 15 ;
[0220] 6)预热器出口总烟气量计算
[0221] (17)
[0222]
[0223] (19)
[0224] (20)
[0225] (21)
[0226] Vk= (a -DYlko (22)
[0227] 式中:Vf--每千克熟料预热器出口总烟气量,Nm3/kg ;
[0228] Vgy0一一每千克熟料燃料燃烧生成的理论干烟气量,Nm3/kg ;
[0229] Vlfi一一每千克熟料燃料燃烧生成的H2O量,Nm3/kg ;
[0230] Kp--每千克熟料生料中物理含水释放出的H2O量,Nm3/kg ;
[0231] Kp--每千克熟料生料中化学含水释放出的H2O量,Nm3/kg ;
[0232] Vk--每千克熟料烟气中的过量空气量,NmVkg ;
[0233] K2一一燃煤燃烧所需的理论干空气量与生成的理论干烟气量之间的折算系数,在 0. 90~0. 98之间取值;
[0234] Hrar. C 一一燃煤收到基H元素含量及水分,%,对于烟煤,可取值为3, C 按工业分析值选取;
[0235] Ws--生料水分,% ;
[0236] Al2O35--生料中的Al2O3百分含量,% ;
[0237] Qy一一预热器出口处的过量空气系数,由预热器出口处的烟气含氧量0&按(3) 式计算。
[0238] 熟料烧成系统收入总热量Qzs计算如下:
[0239] Qzs - Q rR+Qr+Qs+Qyh+Q yik+Qy2k+Qf3k+Qlok (23)
[0240] QrK= HIrQarnet (24)
[0241] Qr= m rcrtr (25)
[0242] Qs= mscsts (26)
[0243] Qyh= m yhcyhtyh (27)
[0244] Qylk - V ylkcylktylk (28)
[0245] Qylk - V y2kCy2kty2k (29)
[0246] Qf3k - V f3kCf3ktf3k (30)
[0247] Qlok - V i〇kCi〇kti〇k (31)
[0248] 式中:Qrii--每千克熟料燃煤燃烧热,kj/kg ;
[0249] Qr 每千克熟料燃煤带入显热,kj/kg ;
[0250] Qs 每千克熟料生料带入显热,kj/kg ;
[0251] Qyh 每千克熟料入窖回灰显热,kj/kg ;
[0252] Qylk--每千克熟料入窖一次空气带入显热,kj/kg ;
[0253] Qy2k 每千克熟料入窖二次空气带入显热,kj/kg ;
[0254] Qf3k一一每千克熟料入分解炉三次空气带入显热,kj/kg ;
[0255] Qlok 每千克熟料系统漏风带入显热,kj/kg ;
[0256] cr一一燃煤比热,kX/(kg · °C ),一般取为 I. 154kX/(kg · °C );
[0257] cs--生料比热,kX/(kg · °C ),一般取为 0· 878kX/(kg · °C );
[0258] cyh--回灰比热,kj/ (kg · °C ),一般取为 0· 836kJ/ (kg · °C );
[0259] tr一一燃煤温度,°C,若无计量,一般取为60°C ;
[0260] ts--生料温度,°C,若无计量,一般取为50°C ;
[0261] tyh一一回灰温度,°C,若无计量,一般取为50°C ;
[0262] cylk, cy2k, cf3k. Clok--分别为一次空气比热、二次空气比热、三次空气比热及漏风 比热,kjAkg · °C ),一般可分别取为 L 298、L 403、L 377 及 L 298 ;
[0263] tylk、ty2k、tf3k、t1A--分别为一次空气温度、二次空气温度、三次空气温度及漏风 温度,°c。
[0264] 熟料烧成系统支出总热量Qzs计算如下:
[0265] Qzc - Q Sh+Qss+Qf+Qysh+Qfh+Qjb +Qb (32)
[0266] Qsh= 17. 19A1 203sh+27. 10Mg0sh+32. 01Ca0sh-21. 40Si02sh-2. 47Fe203sh
[0267] (33)
[0268] as=〇-?〇4(K:p + r )? 、34)
[0269] Qf = V fcftpy (35)
[0270] Qysh= c shtsh (36)
[0271] Qfh= m yhcfhtpy (37)
[0272] Qtb =^33874 (38) |b IOO
[0273] 式中:Qsh--每千克熟料形成热,kj/kg ;
[0274] Qss一一每千克熟料蒸发生料中的水分耗热量,kj/kg ;
[0275] Qf--每千克熟料废气带走热量,kj/kg ;
[0276] Qysh一一每千克熟料出窑熟料带走热量,kj/kg ;
[0277] Qfh--每千克熟料出预热器飞灰带走热量,kj/kg ;
[0278] Qjb 每千克熟料机械不完全燃烧热损失,kj/kg ;
[0279] Qb 每千克熟料散热损失,kj/kg,熟料烧成系统稳定运行时,散热损失占总热 量的比例基本保持不变,即么=,其中P值可根据设计值或试验值选取;
[0280] A1203s\ MgOs\ CaOs\ Si02sh Fe203sh--熟料中相应成分的质量百分数,% ;
[0281] qqh--水的汽化潜热,一般取值2380kJ/kg ;
[0282] cf--预热器出 口废气比热,kX/(kg · °C ),一般取为 I. 4750kX/(kg · °C );
[0283] csh一一出窑熟料比热,kX/(kg · °C ),一般取为 I. 078kX/(kg · °C );
[0284] Cfh--出预热器飞灰比热,kj/(kg · °C ),一般取为 0· 895kJ/(kg · °C );
[0285] tpy--预热器出口废气温度,°C ;
[0286] tsh--熟料出窑温度,°C ;
[0287] Lsh--熟料烧失量,%。
[0288] 所述的熟料烧成系统热平衡分析模型为:
[0289] Qzs=Qzc (39)
[0290] 式中:Qzs--烧成系统收入总热量,kj/kg ;
[0291] Qzc--烧成系统支出总热量,kj/kg ;
[0292] 将烧成系统燃煤燃烧计算模型及各项收入热量与支出热量计算模型(式(1)~ (38))带入式(39),组成关于燃煤热值的一元一次方程,进而求解出当前状态下的燃 煤热值。
[0293] 求解出燃煤热值之后,熟料烧成热耗及熟料烧成热效率计算如下:
[0296] 式中:Qrii--单位熟料烧成热耗,kj/kg ;[0297] Qsh 每千克熟料形成热,kj/kg ;[0298] η s--烧成系统热效率,%。
[0294]
[0295] (41)
【主权项】
1. 基于热平衡分析的水泥熟料烧成热耗、热效率及燃煤热值实时监测方法,其特征在 于包括以下步骤: 步骤1 :采集熟料烧成系统的DCS系统运行参数数据及检化验设备中的生料、熟料化学 分析数据; 步骤2 :判断熟料烧成系统是否处于稳定运行状态,当熟料烧成系统处于稳定运行状 态时,执行步骤3 ;否则,结束计算过程; 步骤3 :根据熟料烧成系统的燃煤燃烧计算模型及热平衡分析模型,计算燃煤低位热 值; 步骤4 :根据步骤3计算的燃煤低位热值,计算熟料烧成热耗、熟料烧成热效率。2. 根据权利要求1所述的基于热平衡分析的水泥熟料烧成热耗、热效率及燃煤热值实 时监测方法,其特征在于上述判断熟料烧成系统处于稳定运行状态判据为: 1)回转窑主电机电流在其历史数据平均值的±30
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