%范围内波动； 2)窑尾气体温度在1050~1200°C之间波动； 同时满足上述两点判据时，认为熟料烧成系统处于稳定运行状态；否则，认为熟料烧成 系统处于不稳定状态。3.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，其特征在于上述的熟料烧成系统的热平衡分析基准分别为：温度基准：〇°C;质 量基准：1kg熟料；平衡范围是从回转窑熟料出口到预热器废气出口。4.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，其特征在于所述的熟料烧成系统的燃煤燃烧计算模型包括：理论空气量计算、 过量空气系数计算、入窑实际空气量计算、三次空气量计算、系统总漏风量计算以及总烟气 量计算。5.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，其特征在于所述的熟料烧成系统的燃煤燃烧计算模型具体为： 1) 理论空气量计算子模型 Vlk〇=KiIIlAr.net/l000 ⑴式中：Vlk〇-一每千克熟料燃煤燃烧理论空气量，Nm3/kg; Qar；net--燃煤低位热值，kj/kg煤，待计算； K:--由燃煤热值计算理论空气量系数，可依煤种选取，对于烟煤，取0.2620;对于无 烟煤，取0. 2659 ; mr一一每千克熟料燃煤消耗量，kg/kg; Mfr一一分解炉瞬时喂煤量，kg/h; Myr一一窑瞬时喂煤量，kg/h; Ms生料瞬时喂料量，kg/h; 2) 过量空气系数计算子模型式中：a--过量空气系数； 〇2--烟气中的含氧量，％ ; ^co2 一一每千克熟料生料分解生成的〇)2体积量，Nm3/kg; e--碳酸盐分解率，％，窑尾处可取〇. 05~0. 25,分解炉出口及预热器一级筒出口 取为1 ; ms--每千克熟料的生料消耗量，kg/kg，可取统计值； CaOs、MgOs--生料中的CaO、MgO百分含量，％ ; 3) 入窑实际空气量计算子模型 Vyk=aywVlk〇kyr (5) 式中：Vyk--每千克熟料实际入窑干空气体积量，Nm3/kg; ayw一一窑尾处的过量空气系数，由窑尾处的烟气含氧量〇2yw按（3)式计算； kyr一一入窑燃煤量占总燃煤量的比例； 根据入窑实际干空气量，分别计算入窑一次空气量、二次空气量及漏风量： Vyki= kykivyk (6) Vyk2=kyk2Vyk (7) Vi〇ki=kloklVyk (8) 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; kyk〇kyk2'klokl--分别为入窖一次空气、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+k1()kl= 1 ; 4) 三次空气量计算子模型 Vf3k=Vi+VVl (9) V1=(af-l)Vlk0 (10) V2=Vlk0kfr (11) V3=(ayw_l)Vlkokyr (12) V4-klok4Vlk0kfr (13) 式中：Vf3k-一每千克熟料三次空气量，Nm3/kg; 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; af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；kfr一一入分解炉燃煤量占总燃煤量的比例； 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，一般取为〇. 02~0. 06; 5) 系统漏风计算子模型 vi0k=vlokl+Vlok2(14) Vlok2=V4+V5 (15) V5-klok5Vlk0 (16) 式中：V1()k--每千克熟料系统漏风量，Nm3/kg; Vlok2一一每千克熟料窑尾漏入空气量，Nm3/kg; V5一一每千克熟料预热器漏入空气量，Nm3/kg; 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 ; 6)预热器出口总烟气量计算Vk=Uy_l)Vlk。 （22) 式中：Vf-一每千克熟料预热器出口总烟气量，Nm3/kg; Vgy0一一每千克熟料燃料燃烧生成的理论干烟气量，Nm3/kg; K2〇一一每千克熟料燃料燃烧生成的H20量，Nm3/kg; Kp--每千克熟料生料中物理含水释放出的H20量，Nm3/kg; 一一每千克熟料生料中化学含水释放出的H20量，Nm3/kg; Vk一一每千克熟料烟气中的过量空气量，Nm3/kg; 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； H:、K一一燃煤收到基H元素含量及水分，％，对于烟煤，H〗可取值为3,C按工 业分析值选取； Ws--生料水分，％ ; A1203s一一生料中的A1203百分含量，％; ay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〇27按（3)式计 算。6.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，其特征在于熟料烧成系统收入总热量Qzs计算如下： Qzs - Q rE+Qr+QS+Qyh+Qylk +Qy2k+Qf3k+Qlok (23) QrE=mrQar；net (24) Qr=mrcrtr (25) Qs=mscsts (26) Qyh -myhcyhtyh (27) Qylk一Vylkcylktylk (28) Qylk一Vy2kcy2kty2k (29) Qf3k-Vf3kcf3ktf3k (30) Qlok一Vlokcloktlok (31) 式中：Q,k--每千克熟料燃煤燃烧热，kj/kg; Qr一一每千克熟料燃煤带入显热，kj/kg; Qs 每千克熟料生料带入显热，kj/kg; Qyh 每千克熟料入窖回灰显热，kj/kg; Qylk一一每千克熟料入窑一次空气带入显热，kj/kg; Qy2k一一每千克熟料入窑二次空气带入显热，kj/kg; Qf3k-一每千克熟料入分解炉三次空气带入显热，kj/kg; Qi〇k 每千克熟料系统漏风带入显热，kj/kg; cr一一燃煤比热，kX/(kg?°C)，一般取为 1. 154kX/(kg?°C); cs一一生料比热，kX/(kg?°C)，一般取为 0? 878kX/(kg?°C); cyh--回灰比热，kj/(kg?°C)，一般取为 0? 836kJ/(kg?°C); tr一一燃煤温度，°C，若无计量，一般取为60°C;ts一一生料温度，°C，若无计量，一般取为50°C; tyh一一回灰温度，°C，若无计量，一般取为50°C; Cylk、Cy2k、cf3k、c1()k--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，kX/(kg?°C)，一般可分别取为 1. 298、1. 403、1. 377 及 1. 298 ; tylk、ty2k、tf3k、t1()k--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。7.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，其特征在于熟料烧成系统支出总热量Qzs计算如下： Qzc-Qsh+Qss+Qf+Qysh+Qfh+Qjb+Qb (32) Qsh= 17. 19A12〇3Sh+27. 10Mg0sh+32. 01Ca0sh-21. 40Si02sh-2. 47Fe203sh (33)Qf=Vfcftpy (35) Qysh=CSh^sh (36) Qfh-myhCfhtpy (37)式中：QSh--每千克熟料形成热，kj/kg; Qss一一每千克熟料蒸发生料中的水分耗热量，kj/kg; Qf-一每千克熟料废气带走热量，kj/kg; Qysh一一每千克熟料出窑熟料带走热量，kj/kg; Qfh--每千克熟料出预热器飞灰带走热量，kj/kg; Qjb 每千克熟料机械不完全燃烧热损失，kj/kg; 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a ，其中p值可根据设计值或试验值选取； A1203s\MgOs\CaOs\Si02shFe203sh一一熟料中相应成分的质量百分数，％ ;qqh--水的汽化潜热，一般取值2380kJ/kg; cf一一预热器出口废气比热浊1/〇^.°〇，一般取为1.475(^1/〇^.°〇;csh一一出窑熟料比热，kX/(kg?°C)，一般取为 1. 078kX/(kg?°C); cfh--出预热器飞灰比热，kX/(kg?°C)，一般取为0? 895kX/(kg?°C); tpy一一预热器出口废气温度，°C; tsh一一熟料出窑温度，°C; Lsh 熟料烧失量，％。8. 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，其特征在于所述的熟料烧成系统热平衡分析模型为： QZS=QZC (39) 式中：Qzs--烧成系统收入总热量，kj/kg; Qzc--烧成系统支出总热量，kj/kg; 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。9. 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，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： QrE=mrQar；net (40)式中：Q,k--单位熟料烧成热耗，kj/kg; Qsh 每千克熟料形成热，kj/kg; Hs--烧成系统热效率，％。10. 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：检化验设备包括荧光分析仪。
【专利摘要】本发明公开了一种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，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。本发明克服了燃煤煤质波动给熟料烧成耗热计算带来的不利影响，计算简便，成本低，具有良好的可实施性和可操作性。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN104915567
【申请号】CN201510342228
【发明人】殷捷, 牛洪海, 彭兴, 陈俊, 李兵, 耿欣
【申请人】南京南瑞继保电气有限公司, 南京南瑞继保工程技术有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月18日