水泥回转窑物料平衡、热平衡与热效率计算方.docx

水泥工业窑热能平衡4.1.6.1 水泥工业窑热能平衡的基本概念 熟料烧成综合能耗 comprehensive energy consumption of clinker burning 熟料烧成综合能耗指烧成系统在标定期间内，实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算成标准煤的总和，单位为千克（kg）熟料烧成热耗 heat consumption of clinker burning熟料烧成热耗指单位熟料产量下消耗的燃料燃烧热，单位为千焦每千克（kj/kg） 回转窑系统热效率 heat efficiency of rotary kiln system回转窑系统热效率指单位质量熟料的形成热与燃料（包括生料中可燃物质）燃烧放出 热量的比值，以百分数表示（%）根据热平衡参数测定结果计算，热平衡参数的测定按JC/T733规定的方法进行窑的主 要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A熟料形成热的理论计算方法参见附录B4.1.6.2 水泥回转窑物料平衡 物料平衡计算的范围是从冷却机熟料出口到预热器废弃出口（即包括冷却机、回转窑、 分解炉和预热器系统）并考虑了窑灰回窑操作的情况物料基础：1kg熟料1. 收入部分（1）燃料消耗量1） 固体或液体燃料消耗量M + Mm 二一yr s rMsh（ 4-1 ）式中：m——每千克熟料燃料消耗量，单位为kg/kg；rM——每小时如窑燃料量，单位为kg/h；yrM——每小时入分解炉燃料量，单位为kg/h；FrM——每小时熟料产量，单位为kg/h。

sh2） 气体燃料消耗量4-2)Vr—Msh式中：V ——每小时气体燃料消耗体积，单位为Nm3/h； yP ——气体燃料的标况密度，单位为 kg/Nm3 rOxpHOT~CO x p + CO x p + O x p + CH x p2 CO CO 2 O mm CH100(4-3)式中：CO、CO、0、CH、H、N、HO——气体燃料中各成分的体积分数，以百分数表示（%）；2 2 m m 2 2 2PCO 、 PCO、2参见附录C2） 生料消耗量PO2、P、P、H2N2P ——各成分的标况密度，单位为 kg/m3N, HO2sh4-4）式中：m 每千克熟料生料消耗量，单位为kg/kg；SM ——每小时生料喂料量，单位为 kg/hS3） 入窑回灰量Mm = yh yh Msh4-5）式中：m——每千克熟料入窑回灰量，单位为kg/kg；yhM——每小时入窑回灰量，单位为kg/hyh4） 进入系统一次空气量V + Vm 二ikM Hiksh4-6）式中：m 每千克熟料进入系统一次空气量，单位为kg/kg；1kV——每小时入窑一次空气体积，单位为Nm3/h；y1kV ——每小时入分解炉一次空气体积，单位为 Nm3/h；F1k p 1K——一次空气的标况密度，单位为kg/Nm3。

注：当一次空气用煤磨的放风时，应根据一次空气的成分计算pCOik x p + CO ik x p + Oik x p + Nik xp + HO ik x pP1k2 CO CO 2 O 2 N 2 HO2 一八八 2 2 24-7)次空气中各成分的体积分数，以百分数表示（%）式中CO ik 、 CO ik、 O ik 、 N ik 、 H Oik 2 2 2 25) 进入冷却机空气量Vm 二 4 x pLk M ksh4-8)式中：m ——每千克熟料入冷却机的空气量，单位为 kg/kg LkV ——每小时入冷却机的空气体积，单位为 Nm3/h ； Lkp ——空气的标况密度，单位为kg/Nm3k6） 生料带入空气量Vm = s^ x p sk M ksh4-9）式中：m 每千克熟料生料带入空气量，单位为kg/kg；skV 每小时生料带入空气体积，单位为Nm3/hsk7） 窑系统漏入空气量Vm 二-^o^ x pLOk M ksh4-10）式中：m ——每千克熟料系统漏入空气量，单位为 kg/kg； LOkV——每小时系统漏入空气体积，单位为Nm3/hLOkmLOk4-12)8） 物料总收入m 二 m + m + m + m + m + m +zs r s yh 1k Lk sk（4-11）式中：m 每千克熟料物料总收入，单位为kg/kg。

zs2. 支出物料（1）出冷却机熟料量m 二 1 一 m Lsh Lfh式中：m h——每千克熟料出冷却机熟料量，单位为kg/kg；Lshm 每千克熟料冷却机出口飞灰量，单位为kg/kgLfh2）预热器出口废气量Vshx pf4-13)式中：mf 每千克熟料预热器出口废弃量，单位为kg/kg；Vf 每小时预热器出口废气体积，单位为Nm3/h；p f 预热器出口废气的标况密度，单位为kg/Nm3pfCOf x p + COf x p2 CO CO2+ Of x p2 O100 2+ Nf x p2 N2+ H Of x24-14）式中CO f 、CO f 、Of 、Nf、2 2 2H Of2预热器出口废气中各成分的体积分数，以百分数表示（%）3）预热器出口飞灰量mfhfhsh4-15）式中：m ——每千克熟料预热器出口飞灰量，单位为 kg/kg； fhK ——预热器出口废气中飞灰的浓度，单位为 kg/Nm3 fh4）冷却机排出空气量Vm = 斗 x p pk M ksh4-16）式中：mk——每千克熟料冷却机排出空气量，单位为千克每千克（kg/kg）； pkV ——每小时冷却机排出空气体积，单位为标准立方米每小时（m3/h）。

pk5）煤磨抽冷却机空气量Vm = r^ x p Rk M k sh4-17）式中：mk——每千克熟料煤磨抽冷却机空气量，单位为kg/kg；RkV——每小时煤磨抽冷却机空气体积，单位为Nm3/hRk6） 冷却机出口飞灰量V x K m 二 ¥ Lfh Lfh Msh4-18）式中：K ——冷却机出口废气中飞灰的浓度，单位为kg/Nm3Lfh7） 其他支出其他物料支出mqt,单位为kg/kg8） 物料总支出m 二 m + m + m + m + m + m + mzc Lsh f f h pk Rk Lfh qt4-19）式中：zcM 每千克熟料物料总支出，单位为kg/kg3 物料平衡计算结果表 1 物料平衡计算结果收入物料支出物料项目符号Kg/kg%项目符号Kg/kg%燃料消耗量m出冷却机熟料量m生料消耗量m预热器出口废气量m入窑回灰量myh预热器出口飞灰量mfh一次空气量ynm1k冷却机排出空气量mPk入冷却机冷空气量mLk煤磨从系统抽出热空气量mRk生料带入空气量m冷却机出口飞灰量mLfh系统漏入空气量mDL其他支出m合计合计4.1.6.3 水泥工业窑热能平衡计算依据和计算基准1. 计算依据 根据热平衡参数测定结果计算，热平衡参数的测定按 JC/T 733 规定的方法进行。

窑的主要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A2. 计算基准温度基准：0°C；质量基准：1kg熟料4.1.6.4 回转窑系统热平衡计算热平衡范围见图 4-3热平衡按 GB/T 2587 规定的方法进行计算1. 收入热量（1）燃料燃烧热Q 二 m x Q （4rR r net ,ar－20）式中：Q ——每千克熟料燃料燃烧热，单位为 kJ/kg；rRQ ——入窑燃料收到基低位发热量，单位为 kJ/kgnet,ar注：采用煤作为燃料时，上式中Q 为入窑煤粉收到基低位发热量，不能与原煤收到net，ar基发热量混淆2） 燃料显热Q 二 m x c x t r r r r （4－21）式中：Q 每千克熟料燃料带入显热，单位为kj/kg；rc 燃料比热，单位为kJ/（kg・°C）；rt——燃料温度，单位为Cr（3） 生料中可燃物质燃烧热Q 二 m x Q sR sr net ,sr（ 4 － 22）式中：Q d——每千克熟料生料中可燃物质的燃烧热，单位为kj/kg； sRm 生料中可燃物质含量，单位为kg/kg；srQ ——生料中可燃物质收到基低位发热量，单位为kj/kgnet,sr4）生料显热二 m x c x tsss4－23)式中：Q 每千克熟料生料带入显热，单位为kj/kg；sc 生料的比热，单位为kJ/ （kg •C）；Ws100 - Wss=(0.88 + 2.93 x 10-4 x t ) + 4.1816 xsWs——生料的含水量，以百分数表示（％）；t ——生料的温度，单位为C。

s5）入窑回灰显热Qyh二 m x c x tyh yh yh4－24）式中：Q ——每千克熟料入窑回灰显热，单位为kj/kg； yhc 入窑回灰的比热，单位为kj/ （kg •C）；yht ——入窑回灰的温度，单位为Cyh6）一次空气显热xc xtk F1kVVQ1k仔 x c x t + ^4kM k y1k M－25)式中：Q k 每千克熟料一次空气显热，单位为kJ/kg；1kc 空气的比热，单位为kJ/ (m3・°C)；kt ——入窑一次空气的温度，单位为C；y1kt ——入分解炉一次空气的温度，单位为CF1k注：当一次空气用煤磨放风时，根据一次空气成分计算ck(入窑、值k (入窑)入窑一次空气采用煤磨放风比热计算公式见式(4－29)：COlk X c +COlk X c +Olk X c +Nlk X C +H Oik X c4－26）c 二 2 CO CO2O2N2 HOC 亠 2 -小小2 2 2k（入窑） 100式中：c 入窑一次空气采用煤磨放风时的比热，单位为kJ/ (m3 •C)；k (入窑)c 、c c、c 、c ——在0〜t kC内，各气体定压平均体积比热，单位为kJ/CO2 CO O2 N2 H2O 1k(m3 ・C)。

7) 入冷却机空气显热VQ 二 氐 x c x t (4Lk M k Lksh－27)式中：Q k 每千克熟。