天津院TTF分解炉

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1、天津水泥工业设计研究院有限公司(以下简称天津院)目前已有57条5000t／d级生产线相继投入运行，这些生产线均已达到或超过设计指标。在工程实践、试验及理论研究的基础上，天津院对已投产的大量5000t／d生产线的预分解系统进行了归纳总结和不断的优化改进，在此基础上进行了新型低能耗型第三代5500t／d预分解系统的研究开发，并已应用于工程项目。2 5000t／d烧成系统运行现状   天津院的第一条5000t／d预分解系统2002年6月于池州海螺1号生产线投产运行，2002年10月21-2413进行了烧成系统热工标定及考核验收工作，标定结果为产量：

2、5518t／d、烧成热耗2963.62kJ／kg熟料、烧成系统电耗23.68kWh／t熟料。此套系统为国内第一条考核验收的国产化的5000t／d系统，在当时的原燃料条件下，生产线完全达到设计的各项指标要求。   随着5000t／d生产线大量的普及应用，很多生产线设计阶段的原燃料与实际使用的差别很大，部分生产线实际运行指标较池州考核指标有一定的差距。为此，天津院在大量实践反馈的基础上进行了针对性的优化改进。从实践情况反映，改进后的生产线运行状况有一定幅度的改善。表1为实测部分生产线在产量为5500t／d左右时预热器的出口温度及压力分布情况。表1

3、部分5000t/d生产线预热器出口温度及压力 厂家C1出口C5出口分解炉出口温度，℃压力，Pa温度，℃压力，Pa温度，℃压力，Pa亚泰明城307-6900859-3190952-2860池州1号331-5650871-2470875-1920枞阳4号348-5100831-2394861-1500华新阳新335-4850879-1580900-630英德海螺D322-4500870-1800880-12003 第三代5500t／d预分解系统的研究开发及应用   为了从根本上解决5000t／d烧成系统对原燃料的适应性较差的问题，天津院进行了新型

4、低能耗型5500t／d烧成系统的研究开发，即在保持回转窑规格不变的前提下，通过采用优化改进的第三代预分解系统、高效篦冷机及燃烧器等烧成技术与装备使整个烧成系统能力达到额定5500t／d，性能指标达更优，其主要技术方案及特点如下：3．1 5500t／d系统设计指标   烧成系统总体设计指标如下：   烧成热耗：2967.8kJ／kg熟料；   预热器出口温度：305±15℃；出口压力：-4800±300Pa；   预热器出口含尘浓度：<65g／m3(标)；   预热器出口NOx：<500mg／m3(标)(10％ O2)。3．2第三代预分解系统方

5、案3．2．1预热器   预热器系统开发主要考虑提高其换热效果，降低系统阻力，并使系统布置更为合理。3．2．1．1提高预热器系统的换热效率   影响预热器系统换热效率的因素，主要有两点：一是管道系统的换热效率，二是旋风筒的分离效率。提高预热器系统换热效率措施如下：   A加强管道系统换热效果   管道中换热以对流换热为主，其换热公式可用牛顿冷却定律表达如下：                   Q=α·A·△T                            (1)式中：Q—气固间的换热速率，W    α—气固间换热系数，W／(m2·℃)

6、     A—固体微粒与气体接触的表面积，m2    △T为气固间的平均温差，℃   可见，当温差一定时，换热速率Q主要决定于换热系数的大小及生料分散的程度(分散越好，A越大)。提高管道中气固换热效果，措施如下：   (1)适当提高管道名义风速   影响α的因素较多，有温度、速度及流体物性参数等，可简化计算如下：                     (2)式中：An—与流体有关的系数     d—管道有效直径，m     W—管道中流体速度，m／s   可见换热系数与速度的0.8次方成正比，即管道风速增加，换热系数增加，换热效果好。第三代

7、预分解系统管道风速在第二代的13～15m／s基础上提高到l7～19m／s，在提高换热效果的同时阻力增加很少。(2)撒料装置(图1)合理设计，增加物料在管道中的分散度图1撒料盒结构示意图   物料在管道中分散越好，气固接触表面积越大，即式(1)中A越大，相应气固换热速率快。通过第二代预分解系统的大量工程实践证明，采用图l所示结构的撒料装置，在相同情况下(相对于弧形板等其它型式的撒料装置)，出预热器出口温度可下降～20℃，说明该撒料装置可使物料充分分散。   B提高旋风筒的分离效率   研究表明提高旋风筒分离效率可有效提高预热器系统换热效果[1]

8、。主要措施是采用分离效率高、结构型式合理的旋风筒。第三代旋风筒采用二心270°大蜗壳型式(图2)，研究显示其分离效率(图3)较高。数值模拟研究CFD计算结果表明，该