旋风预热器热效率的研究分析.pdf

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1、旋风预热器热效率的研究分析杨沛浩，刘宁昌(西安建筑科技大学粉体工程研究所，陕西西安710055)摘要：本文综合了专家学者们对旋风预热器热效率的研究成果，分析说明了分离效率、固气比、系列数、级数、悬浮效率、漏风对热效率的影响情况。关键词：旋风预热器；熟效率；分离效率；固气比中图分类号：TQl72．6+2224文献标识码：A文章编号：1672—401l(2010)04—0016—04StudyandAnalysisofCyclonePreaheaterThermalEfficiencyYANGPeihao，L

2、IUNingchang(InstituteofPowderEngineering。舡缸nUniversityoyArchitecture&Technology，瓜a，l710055，China)Abstract：Thispapersummarizestheexpertandscholars'srcseachresultsoncyclonepreheaterthermalefficiencyandindi-caresthattheseparationefficiency，solid—gasratio，ser

3、iesnum-ber，stagenumber，suspensionefficiencyandairleakageimpactsoniLKeywords：cyclonepreheater；thermalefficiency；sepa-rationefficiency；solid—gasratio0前言旋风筒自1885年O．M．Morse申请发明专利以来，因其结构简单、造价低、维护管理方便、分离效率高、固体颗粒负载适应性强、可在高温下使用等特点，广泛地应用于各行各业。水泥行业所用的旋风预热器就是把单体旋风筒串

4、联起来，作为水泥生料粉的预热(预分解)装置。热效率就是衡量预热器内高温气体和粉体物料热交换进行的程度。旋风预热器热效率的定义旋风预热器的热效率指粉体净获得的有效能和加入系统的总有效能之比，一般用山来表示。山：捡签垒夔堡笪查垫篮一旦炉面漯丽丽丽丽2瓦式中E卜出预热器产品所净得的有效能；乏EP加入系统的总有效能。2旋风预热器热效率的理论研究分析2．1多级单系列旋风预热器的研究¨41西安建筑科技大学徐德龙院士在1984年对旋风预热器的热效率做了理论研究，从旋风预热器中高温气流和粉体颗粒的换热是在换热管中瞬间完成

5、的基本事实出发，首次从理论上推导了单级和两级旋风预热器的热效率公式和最大值公式。所提供的理论公式可指导旋风预热器的开发研究和已有旋风预热器的合理操作。通过对水泥生料多级单系列旋风预热器系统的分析，论证了增加级数、提高各级旋风预热单体的分离效率(尤其是第一级旋风预热器的分离效率)和加大固气比是提高旋风预热器热效率的三大主要途径。其内容简述如下：⋯该理论推导基于如下假设：①以大气环境为基态来计算有效能或理想功；②气固两项的热交换足以在换热管中完成；③过程是稳定的，面OZ=iOT=百aC=o；④系统密封和保温良

6、好，边壁可视为绝热；⑤cp、c。随温度变化不大。单级单系列旋风预热器热效率的理论表达式：巾I-11(1一k)／(1+虿A)[(1+了KZ)一(乏)(1+鲁)]式中11一总分离效率‘K一固气起始温度比，Tp0／T妒oA—气固热容比，c。／C，5Z一固气比，GPo／G曲；T．一环境温度；T田一气体起始温度。从式中可以看出巾I与11呈一次线性关系。当Z=A(糕尸叭揪她靴A(糕严时，单级单系列旋风预热器的热效率随着固气比的增加而增加3当z>A(鲁L专)∽时，单级单系列旋风预热器的热效率』p0一』n随着固气比的增加

7、而减小，对于一定的体系存在着最佳加料量(当A=1．13，TI=25℃，T一=900℃，Tpo=40℃时可得z=8．63)。对任何旋风预热器而言，71≤1，所以．．．一一．!L生．叭”一(∥卜瓦+以■i)：两级单系列旋风预热器的热效率：町。叼2(了N+÷)(1一K)町l叼2t虿+_r)【1一K，“2万F雩雨式中N=1—11l+qITk；K=笋；B=争；z=孚；1so1神"so，’^rA=争；M=导b。正通过对两级单系列旋风预热器热效率的分析，可以得出：无论1，和11：的提高，都对热效率的提高有积极作用，提高

8、1。的作用比提高11：大；对水泥生料粉旋风预热器而言，当Tto=900'E，TI=25。C，TD0=40。C，A=1．13时，Z=4．09，巾Ⅱ有最大值。当Z<4．09时，随着固气比z的增加热效率递增；当Z>4．09时，随着固气比z的增加热效率递减；当11，=q：=l时，两级单系列旋风预热器的热效率比单级单系列旋风预热器的热效率高26％。N级单系列旋风预热器热效率为：m～鱼坠!堕：塾!帅一％Gso(％一■)+CIDGl,o(％