鲁南中联检测报告-正式版

1、建材行业集料碱活性研究测试中心企业能效利用检测评价部 建材行业集料碱活性研究测试中心企业能效利用检测评价部委托单位北京凯盛建材工程有限公司、鲁南中联水泥有限公司厂 址山东省滕州市界河镇委托日期2011年11月11日报告提交日期2007年09月18日测试项目二线2500t/d水泥熟料生产线热平衡测试测试依据JC/T 733-1996 水泥回转窑热平衡测试方法JC/T 730-1996 水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法测试项目编号2011-02测定单位建材行业碱集料活性研究测试中心企业能效利用检测评价部测定结果详见报告内页。 签发日期： 2011年12月28日备 注编 报审 核批 准鲁南

2、中联水泥公司2500t/d新型干法线 热工检测研究报告一、 引 言鲁南中联水泥有限公司二线2500t/d新型干法窑系从国内早期的2000t/d RSP预分解窑改建而来，由北京凯盛建材工程公司设计，设计产量为日产水泥熟料2500t，采用带新型RSP分解炉和北京凯盛建材工程公司开发的低阻型五级旋风预热器系统，生料磨系统采用了辊压终粉磨系统。经过工厂的不懈努力，该生产线的产能很快便达到并超过设计指标，且状态稳定，系统指标不断提高，熟料产量远远超过设计值，技术经济指标优良。为了充分了解该生产线目前的实际运行状况，进一步完善和提高系统性能指标，南京工业大学、北京凯盛建建材工程公司和鲁南中联水泥公司共同对

3、该生产线进行了烧成系统的综合热工检测。 本次窑系统热工检测的界面从水泥生料胶带斗提喂料开始，至熟料冷却机出口为止，气体界面从冷却机风机至高温风机入口为止。测定及计算方法按照JC/T730-2007水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法、JC/T73-2007水泥回转窑热平衡计算方法进行，针对新型干法窑的特点，为了全面了解系统的参数分布和窑尾预热器和分解炉系统热工状况，测定中增加了系统分析及反求计算所需要的出四级筒、分解炉生料分解率的测定、窑尾及各级预热器出口气体温度与物料温度的测定和各级预热器出口废气成分分析等检测内容，并对废气处理系统的风温、风压、风量、含尘量及气体成分进行检测，以分析各

4、系统的运行现状、指标及漏风情况。 测点分布及测定项目参见表1-1。 关于该生产线热态运行检测报告的说明：1、 熟料产量采用生料喂料显示值和统计折合比计算，并通过系统物料平衡校正。2、 喂煤量计量以中控室记录结果为准，生料喂料量计量根据熟料产量、飞灰量、出预热器气量修正而最后确定。3、 在检测期间，个别数据偏差略大，采用实测结果与气体分析数据加权平均的方法进行修正。表1-1 鲁南中联水泥有限公司2500t/d预分解窑系统的检测项目及测点分布测定部位tgtmtsPCGmVg备注1C1出口2C1下料管3C2 出口4C2下料管5C3 出口6C3下料管7C4 出口8C4下料管9C5 出口10C5下料管1

5、1入炉喷煤管 12分解炉出口13喂料设备14窑 尾15三次风管16窑头二次风17三通道喷煤管18冷却机风机19冷却机至煤磨管20冷却机余风风管21废气管道22一次风各风量23出窑熟料24 出冷却机熟料25冷却机至AQC炉26AQC炉出风管27SP炉入口风管28SP炉出口风管表中: tg 气体温度 ； tm 物料温度；ts 表面温度； P 负压； 气体成分分析；Gm 物料量； C 含尘量； Vg 气体量； 分解率；二、预分解窑系统主机规格及参数厂 名鲁南中联水泥有限公司厂 址山东省滕州市界河镇窑 的 编 号2号窑烧 成 方 法新型干法预分解窑名 称单 位数 据备 注 回 转 窑规 格mF460m

6、筒体内容积m3754.0平均有效内径mF3.6有效长度m60有效内表面积m2678.6有效内容积m3610.6斜 度%3.5电机型号 直流电机功率KW190能 力t/d2500分解炉型 式RSP+管道式规 格mmF575028000mm有效容积1102m3mm鹅颈管F3650mm 名 称单 位数 据备 注预 热 器型 式五级单系列2-1-1-1-1规 格C1mm2-F5000C2mm1-F6700C3mm1-F6950C4mm1-F6950C5mm1-F7250窑头一次风机型 号BK9030风 压Kpa29风 量m3/h5304电机功率KW90窑头送煤风机型 号BK10016风 压Kpa70风

7、 量m3/ h 2100电机功率KW75分解炉送煤风机型 号BK10027风 压Kpa70风 量m3/ h 4500电机功率KW132名 称单 位数 据备 注生料磨系统生料磨规 格CLF180-100型 式辊压机终粉磨能 力t/h240功率KW2-900 喂料系统设胶带提升机规 格mm能 力t/h230提升高度mm86536煤燃烧喷嘴 窑头型 式Pillard四通道F500mm能 力t/h29分解炉型 式单通道F250mm能 力t/h214喂煤设备 窑头型 式申克称能 力t/h29分解炉型 式申克称能 力t/h114冷却机系统冷却机型 式第三代（改进型）型 号篦床有效面积m271能 力t/d3

8、000名 称单 位数 据备 注冷 却 机 系 统一室风机型 号CTBL196.5A1台风 量m3/h6500风 压Pa10000电机功率KW37二室风机型 号CTBL266.5A1台风 量m3/h8850风 压Pa9800电机功率KW45三室风机型 号CTBL2915D 1台风 量m3/h35000风 压Pa9000电机功率KW160四室风机型 号CTBL2915D1台风 量m3/h44000 风 压Pa8000电机功率KW180五室风机型 号CTBL3914D1台风 量m3/h43700风 压Pa7400电机功率KW1600六室风机型 号CTBL3914D1台风 量m3/h45400风 压P

9、a6600电机功率KW1800七室风机型 号CTBL4813D 1台风 量m3/h47500风 压Pa5800电机功率KW160八室风机型 号CTBL4811.5D 1台风 量m3/h33000风 压Pa4000电机功率KW750九 室风机型 号CTBL4810D 1台风 量m3/h23700风 压Pa3200电机功率KW45名 称单 位数 据备 注窑尾高温风机型 号1台、变频风 量m3/h 480000风 压Kpa8300电机功率KW1600冷却机余风风机型 号Y4-7325.5D1台、变频风 量m3/ h400000风 压Kpa 3000电机功率KW450增湿塔型 式上进下口规 格mF92

10、2m喷头个数Pa温度：电机功率KW窑 尾 袋 收 尘规格KDM280-2260面积m29240(净)效率%99.99入口温度250允许入口含尘g/m3200冷却机电收尘型 式25/10/39/0.4规 格m2105阻 降Pa处理风量m3/h电收尘尾排风机型 号Y4-73-1128D1台风 量m3/h446000风 压Pa1187电机功率KW630 三、 热工测定与计算参数表3-1 基 本 生 产 数 据测定时间2011年11月30日12月2日天气情况气候气压(Pa)气温风速m/s空气湿度阴10130062.676%测 定 项 目测 定 数 据备 注出窑熟料熟 料 产 量Kg/h13433732

11、24.1出窑熟料温度1398出冷却机熟料温度253入窑生料喂料量Kg/h225687水 份%0. 3温 度42入 窑 燃 料消 耗 量窑 头Kg/h7053.4分解炉Kg/h9776.8合计Kg/h16830.2温度入窑52入分解炉50种 类烟 煤表3-2 化 学 分 析 数 据 成分% 项目LossSiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOR2OSO3f-CaO入窑生料36.50 13.153.111.7342.382.6699.53水泥熟料0.1921.765.052.8764.824.1100.5299.321.55飞 灰39.47.422.571.0646.372.740099.56煤

12、灰45.1819.446.7916.381.5189.3表3-3 入 窑 煤 粉 工 业 分 析成份 %Qnet.adMadVadAadFCad入窑煤粉26360.84.3430.9513.3352.26表3-4 废 气 成 分 分 析 测 定 结 果成份%测点CO2O2CON2窑尾15.200.450.7083.65 1.0045 烟室16.301.300.3082.10 1.0556 分解炉出口30.501.200.2068.10 1.0647 五级筒出口29.601.200.2069.00 1.0638 四级筒出口28.201.850.1369.83 1.1066 三级筒出口28.652

13、.180.1069.07 1.1312 二级筒出口27.502.350.0570.10 1.1426 一级筒出口32.002.900.0065.10 1.2013 废气管30.73.10.00 66.20 1.2138 表3-5 气体量及含尘量测定结果项目测点气 体 量温 度压 力含尘浓度Nm3/hm3/hNm3/kg-clPag/Nm3预热器出口1865344432951.3886334-6500103.381.2138冷却机余风21642398880.1611116-14012.08入AQC锅炉1030562441700.7671373-10312.08表3-6 各 部 分 气 体 量 及

14、 温 度内容取样点气 体 量温 度压 力PaNm3/h (103 )m3/h (103 )一次空气入窑净 风4.5084.1323021400煤 风1.6801.5975225600入炉送煤风3.7803.5715025600生料带入空气量0.7810.88526入分解炉三次风54.881237.881907-229入煤磨热风9.28018.844281-42入回转窑二次风1041入 冷 却 机 空 气 量冷却风机12.7992.781169170冷却风机213.98213.742198970冷却风机325.95225.430126650冷却风机473.23272.124105350冷却风机5

15、38.11838.40792580冷却风机631.54331.36593960冷却风机732.84933.622142770冷却风机816.79217.205121940冷却风机917.53018.095121180总 风 量252.797253.0835813.04730 表3-7 表面散热测定结果测定设备每小时散热量每千克熟料散热量Kj/h (106)Kcal/h (106)Kj/Kg-clKcal/Kg-cl回 转 窑18.20554.3537135.5225.00废 气 管0.19950.04771.490.36预 热 器6.57291.571948.9311.70分 解 炉4.670

16、01.116834.768.31三次风管1.98370.474414.773.53冷 却 机2.19880.525816.373.91总 计33.83058.0903251.8360.22表3-8 各级预热器散热损失测定设备每小时散热量每千克熟料散热量Kj/h (106)Kcal/h (106)Kj/Kg-clKcal/Kg-cl一 级 筒1.38860.332110.342.47二 级 筒0.74690.17865.561.33三 级 筒0.96940.23187.221.73四 级 筒1.35240.323410.072.41五 级 筒2.11550.505915.753.77总 计6.5

17、7291.571948.9311.70表3-9 各级预热器及分解炉出口温度及压力分布项 目风机入口C1C2C3C4C5分解炉窑尾出口气温（）2103345206877909129131125出口负压(Pa)6200589550604100342023701420380表观分解率（%）26.3194.1686.16 各部分温度及压力数据以现场实测数据为准。- 13 -四、 热 平 衡 计 算 、系统物料平衡计算 1. 物料收入 燃料消耗 mr （Myr MFr ）Msh (7053.49776.8)134337 0.1253 Kg/Kg-cl 生料消耗 ms MsMsh 228508134337

18、1.7010 Kg/Kg-cl 一次空气量 m1k V1k /Msh k （Vy1k VF1k +）Msh k (4508+1680+3780) / 1343371.293 0.0959 Kg/Kg-cl 入冷却机空气量 mLk VLk Msh k 252797.51343371.2932.4332 Kg/Kg-cl 生料带入空气量msk Vsh Msh k = 780.88/1343371.2930.0075 Kg/Kg-cl 入炉一次风量mF1k = 0 / 134337 k = 0 系统漏入空气量 煤粉燃烧理论空气量 Vl k 1.01 QyDW 4181.60.5 1.0126360.

19、84181.60.5 6.8670 Nm3 /Kg Vlok Vl k mr fVpk + Vmmf +VfAQC V1k VLk Vsk VF1k 0.0798 Nm3 /Kg-cl mlok VLok k0.07981.293=0.1032Kg/Kg-cl 物料总收入mzs mr m1k mLk msk mLok ms 4.4661 Kg/Kg-cl 2. 物料支出 熟料量 msh 1.000 kg/kg-cl 预热器出口废气 C1预热器出口气体干基成分： CO2 ：32.00 O2 ：2.90 CO：0 N2 ：65.10 H2 Of ：3.80% 湿烟气成分为：CO2f ：30.78

20、Of 2 ：2.79 COf ：0 H2 Of ：3.80 N2 f : 62.63f1.9768 CO21.429 O21.2505 N20.804 H2O1.2504 CO 1.4621 kg/Nm3 mf Vf Msh f 186534134337 1.4621 2.0302 kg/kg-cl 预热器出口飞灰量 mfh Mfh msh 1865340.103377134337 0.1435 kg/kg-cl 冷却机余风排出量 mpk Vpk Msh k 216421343371.293 0.2083kg/kg-cl 冷却机余风排出飞灰量： mlph Mph Msh 0.0019kg/kg

21、-cl 冷却机入煤磨风量mmmf= Vmmf/Msh 1.293 0.0893 kg/kg-cl 入煤磨风排灰量mmffh=0.0008 kg/kg-cl入AQC风排出量 mfAQC0.9919 kg/kg-cl入AQC余尘排出量mhAQC0.0093 kg/kg-cl 其余支出：mqt 0.0092kg/kg-cl (十一) 物料总支出 mzc msh mf mfh mpk mlphmqt + mmmf + mmmh + mfAQC + mhAQC 1.0000 + 2.0302 + 0.1435+0.2083 +0.0019 +0.0893+0.9919+0.0093+0.0008+0.0

22、092 4.4661 kg/kg-cl- 21 -表4-1 物料平衡表收 入 物 料支 出 物 料项目符号Kg/Kg-cl%项目符号Kg/Kg-cl%燃料消耗mr0.12532.81熟料量msh1.000022.39生料消耗ms1.701038.09预热器出口废气mf2.030245.46一次空气量m1k0.09592.15预热器出口飞灰量mfh0.14353.21生料带入空气量msk0.00750.17冷却机余风排出量mpk0.991922.21入冷却机空气量mlk2.433254.48冷却机余尘排出量mmffh0.00930.21系统漏入空气量mlok0.10322.31冷却机入煤磨风量m

23、mmh0.08932.00入煤磨风排灰量mmmf0.00080.02入AQC风排出量mfAQC0.20834.66入AQC余含排出量mhAQC0.00190.04其余支出mqt-0.0092-0.21物料总收入mzs4.4661100.00物料总支出mzc4.4661100.00 、 热量平衡计算 1. 系统收入热量： 燃料燃烧热： QrR mr QyDW 0.125326360.83302.56 Kj/Kg-cl 煤粉显热： Qr mFr tFr CFr mYr tYr CYr 9776.8/134337501.1927053.4/134337521.192 7.59 kj/kg-cl 生料

24、显热： Qs ms tm Cm 1.7010420.5180 37.01kj/kg-cl 一次空气显热： Q1k Vy1k /Msh ty1k Cy1k Vy1k煤 /Msh ty1k煤 Cy1k煤 VF1k煤 /Msh tF1k煤 CFy1k煤 4508/ 134337301.29651680/ 134337521.2976 3780/134337501.2972 3.97 kj/kg-cl 入冷却机空气显热： QLk mLk tLk CLk 252797/134337131.2955 31.69 kj/kg-cl 生料带入空气显热： Qsk Vsk / Msh tsh Csh = 0.20

25、 入炉一次风显热QF!K = 0.0391/1.293 01.29479 = 0 kj/kg-cl系统漏入空气显热 Qlok mLok tlok Clok 0.1032 / 1.29361.2951 0.62 kj/kg-cl 物料热量总收入Qzs QrR Qr Qs Q1k QLk Qsk QLok 3383.65kj/kg-cl 2. 系统支出热量1 熟料形成热 熟料组成：Al2 O3 5.05 MgO4.11 CaO64.82 SiO221.76 Fe2 O3 2.87 Qsh 17.19Al2 O3 27.10MgO32.01CaO-21.4SiO2 -2.47Fe2 O3 1800.

26、33kj/kg-cl2 冷却机熟料显热 熟料温度：tlsh 253 QLsh msh tLsh CLsh 1 253 0.8257209.36 kj/kg-cl 预热器出口废气显热 Cf CO2 f CCO2 O2 f CO2 COf CCO N2 f CN2H2 Of CH2O 1.87800.30780.02791.36141.31930.0000 1.30790.62630.03801.54721.4940 kj/Nm3 Qf Vf / Msh tf Cf 186534/ 1343373341.4940 692.88kj/kg-cl 预热器出口飞灰显热： Qfh mfh tfh Cfh

27、0.14353340.924544.33 kj/kg-cl 冷却机排出余风显热： Qpk Vpk /Msh tpk Cpk 21642/ 1343371161.30233 24.34 kj/kg-cl 冷却机余风排灰显热： Qph Mlph / Msh tlph Clph 0.00191160.78580.18 kj/kg-cl 水份蒸发耗热： Qss ms (Ws 0.353 Al2 O3 s )/1002377.24 56.52kj/kg-cl 冷却机入煤磨风显热 Qmmf = Vmmf /Msh tmmf Cmmf = 25.57 kj/kg-cl 冷却机入煤磨风排尘显热Qmmh Mmm

28、h / Msh tmmh Cmmhh 0.20 kj/kg-cl机械不完全燃烧 Qjb =30.49 kj/kg-cl（十一）化学不完全燃烧Qhb=0.00kj/kg-cl（十二）入AQC炉风显热QfAQC= VfAQC /Msh tfAQC CfAQC=379.76 kj/kg-cl（十三）入AQC炉风排尘显热QhAQC= MhAQC / Msh thAQC ChAQC=2.98 kj/kg-cl（十四）系统表面散热损失： Qb Qbi /Msh 3.383107134337251.83kj/kg-cl（十五）其它热损失（包括损耗物料带走、窑烧成带强制冷却热损失等）Qqt Qzs (QshQ

29、LshQfQfhQpkQphQssQbQmmfQmmhQfAQCQhAQCQjb)= -135.11 kj/kg-cl（十六） 系统总支出热量：QzcQshQLshQfQfhQpkQphQssQbQmmfQmmhQfAQCQhAQCQjbQqt 3383.65 kj/kg-cl表4-2 系 统 热 量 平 衡 表收 入 热 量支 出 热 量项目符号Kj/Kg-clKcal/Kg-cl%项目符号Kj/Kg-clKcal/Kg-cl%燃料燃烧热QrR3302.56789.7897.60熟料形成热Qsh1800.33430.5453.21煤粉显热Qr7.591.820.22出冷却机熟料显热Qlsh2

30、09.3650.076.19生料显热Qs37.018.851.09预热器出口废气显热Qf692.88165.7020.48一次空气显热Q1k3.970.950.12预热器出口飞灰显热Qfh44.3310.601.31人冷却机空气显热Qlk31.697.580.94水份蒸发耗热Qss55.8313.351.65生料带入空气显热Qsk0.200.050.01系统表面散热损失Qb251.8360.227.44系统漏人空气显热Qlok0.620.150.02冷却机排出余风显热Qpk24.345.820.72冷却机余风排尘显热Qph0.180.040.01冷却机入煤磨风显热Qmmf25.576.110.

31、76冷却机入煤磨灰显热Qmmh0.200.050.01入AQC炉风显热QfAQC379.7690.8211.22入AQC炉风排尘显热QhAQC2.980.710.09机械不完全燃烧Qjb30.497.290.90其它热损失Qqt-135.11-32.31-3.99系统总收入热量Qzs3383.65809.17100.00系统总支出热量Qzc3383.65809.17100.00- 22 -五、 预 分 解 系 统 反 求 计 算 根据热工测定结果进行了新型干法窑预分解系统的反求计算。计算结果如下表：表5-1 鲁南中联水泥公司2500t/d生产线预分解系统反求计算参数汇总C1C2C3C4C5分解

32、炉窑尾1.2001.1431.1311.0971.0641.0151.005出口气温tg ()3345206877909129131125出口负压P (Pa)589550604100342023701420380气 体 量 Gg(Nm3 /Kg-cl)1.37671.30231.28751.25771.21631.08350.4417总 气 量 (m3 /h)437441535020634035681033727001641480305091漏风量 Glo(Nm3 /Kg-cl)0.04940.00970.02980.07920.91520.8730805697燃烧量分布(%)1.5010.5

33、081.106.90分解量分布(%)4.5010.5074.8010.20分离效率 ( )92.3588.4086.5085.6083.60分离物料Gm (kg/kg-cl)1.75341.79031.74161.76681.3260飞灰量 Gp (kg/kg-cl)0.14520.23490.27180.22310.26011.64080.2630截面风速 （m/s）3.484.745.325.725.588.11进口风速 （m/s）16.5718.9522.4623.5425.16出口风速 （m/s）14.6516.1617.5817.8618.0922.29管道风速 （m/s）21.26

34、19.9521.6323.2324.83换热后管道风速 （m/s）21.2619.9518.2521.6323.23 六、冷 却 机 系 统 热 量 平 衡 计 算 、冷却机收入热量： 出窑熟料带入热： Qysh (1.0mmmh +mph +(Vscf+Vecf)Cscf/Msh)Cpshytpshy 13981.07751.01001521.44Kj/Kg-cl ？ 入冷却机空气显热：QLk 31.69kj/Kg-cl 冷却机热量总收入： Qlzs Qysh QLK 1553.14Kj/Kg-cl 、冷却机支出热量：1 出冷却机熟料显热： QLsh 209.36 Kj/Kg-cl2 冷却机

35、排出余风显热： Qpk 24.34 kj/kg-cl 3 冷却机余风排灰显热： Qph 0.18kj/kg-cl 三次风显热： Qscf Vscf /Msh tscf Cscf 548811343379071.3973 517.74Kj/Kg-cl 三次风含尘显热 Qscfh = Vscf /Msh Cscfh tscf Cscfh =0Kj/Kg-cl 入窑二次风显热： 入窑二次风量计算： 窑尾空气过剩系数：1.005 窑尾及窑头漏风量折算为空气系数设定为：0.05 则二次风量： Vecf （窑尾 -0.06）Vlk (myr+0.052 mFr) Msh (Vy1k + Vy1kc) Ms

36、h 0.28368Nm3 /kg-cl (已经考虑了分解炉用煤机械不完全燃烧部分返回窑内燃烧的比率) Qecf Vecf tecf Cecf 0.2836810411.4150 417.86 Kj/Kg-cl 冷却机表面散热损失(考虑了三次风测点前的风管散热)： Qbl （QbL+0.43Qbscfg*0.43） /Msh 17.11kj/kg-cl （八）入煤磨风含尘显热 Qmmh =0.38 kj/kg-cl (九) 入煤磨风显热 Qmmf =25.57 kj/kg-cl (十) 入AQC风显热 QfAQC =379.76 kj/kg-cl (十一) 入AQC风排尘显热 QhAQCh =2

37、.98 kj/kg-cl (十二) 其它支出热 Qqt Qlzs(QLshQpkQphQscfQecfQbl+Qscfh+ Qmmh+Qmmf+ QfAQC + QhAQC) = -41.96 kj/kg-cl (十三)冷却机总支出热量Qzc QLshQpkQphQscfQecfQbl +Qscfh +Qqt + Qmmfh+Qmmf+ QfAQC + QhAQC 1553.14Kj/Kg-cl - 46 -表6.1 冷却机系统热量平衡表收入热量支 出 热 量项 目符号Kj/Kg-clKcal/Kg-cl%项目符号Kj/Kg-clKcal/Kg-cl%出窑熟料显热Qysh1521.44363.

38、8497.96出冷却机熟料显热QLsh209.3650.0813.48入冷却机空气显热Qlk31.697.582.04冷却机排出余风显热Qpk24.345.821.57冷却机余风排灰显热Qph0.180.040.01冷却机表面散热QbL17.114.091.10二次风显热Qecf 417.8699.93.26.90三次风显热Qscf517.74123.8133.34入煤磨风含尘显热Qmmfh0.200.050.01入煤磨风显热Qmmf25.576.111.65入AQC风显热QfAQC379.7690.8224.45入AQC风排尘显热QhAQC2.980.710.02其它热损失Qqt-41.96-10.03-2.70冷却机热量总收人Qzs1553.14371.42100.00冷却机支出总热量QLzc1553.14371.42100.00 、冷却机热回收效率： 、单位熟料冷却风用量 Vlqf = VL