水泥余热发电窑头取热技术研究

周睿

摘要：随着水泥行业的不断发展，水泥余热发电技术也在不断成熟，而新干法水泥熟料生产线余热发电技术在水泥行业中的应用力度在不断增加。但是，如何避免二次风、三次风、以及生产其他用风对窑头取热技术的影响，是当前重点研究和解决的问题之一。对此，本文对水泥余热发电窑头取热技术进行了研究分析，希望能够为相关人员提供参考。

关键词：水泥余热发电;窑头取热技术

引言

我国是水泥生产和利用大户，在每年的水泥生产中，需要消耗大量的能源。然而，在水泥生产线当中，水泥窑中产生的废弃热量不能被有效的利用，导致水泥熟料产生的三分之一热量被浪费，严重影响了水泥行业的发展和相关企业的经济效益。因此，相关企业人员要对水泥余热发电窑头取热技术进行研究，使企业经济效益能够最大化，促进我国水泥行业技术水平的提高。

一、窑头余热分布和利用情况分析

在水泥余热发电窑头取热技术当中，篦冷机是其中最重要的热量回收设备。篦冷机，顾名思义是水泥熟料冷却设备，其冷却风从下由上吹入，对水泥的高温熟料进行冷却，并对其并对其产生的热量进行回收。篦冷机对回收的热量主要利用二次风、三次风等环节产生余热，其中，二次风可以对窑内煤粉燃烧起到助燃的作用，三次风在助燃的基础上，还具有分解炉内煤粉燃烧的作用，设备还利用部分热风进行水泥余热发电和物料烘干等。相关工作人员在充分了解窑头余热分布情况后，才能够对其取热技术进行有效的研究以及合理应用，有效提高我国水泥熟料能源的利用率，不仅能够有效提高水泥企业的经济效益，促进水泥行业的进步，还可以增加我国能源获取途径，从而加强资源节约型社会的建设。

窑头取热技术对余热的利用，主要是在篦冷机内。首先，要根据废气温度的不同对其进行分级，篦冷机中的每个风口对应的温度不同。二次风的进入温度大概在1100℃左右，主要在回转窑对其中的燃料起阻燃作用，而三次风的温度要在1000℃左右，其助燃作用发挥在分解炉内，加快燃料燃烧的分解效率，而对于温度较低的热风，如温度在450℃左右的中热风，其主要在窑头炉中使水泥余热发电技术发挥其发电作用，提高水泥熟料的能源利用率，而小于100℃的低温热风，其对热力能源循环系统的作用较小，一般会经过净化处理后排放在大气当中。其余热的利用情况会根据水泥企业的生产方式、空气控制技术和生产现状等因素产生一些差距，对此，相关工作人员的综合素质和专业能力，要达到水泥余热发电技术的要求，保证窑头取热技术的应用效率，提高水泥企业中水泥熟料的利用率。

二、窑头余热炉废气和热风分析

在窑头取热技术当中，取热的一般对象是低温废气。窑头余热炉的排气温度一般设置在130℃上下，而在废气与热风混合后，废气温度会下降到小于100℃，再经过相关的净化设备排放到空气中。根据相关的调查结果显示，进口温度在350℃左右、80000m³/h的进口废气量，在排放时的温度大概在100℃左右，其含有水泥熟料的粉尘含量为30g/m³，此排放废弃量大概占水泥余热发电系统的总量的15%～25%，并且其杂质含量较低，由此得出，水泥余热发电的前景十分广阔。

现阶段，各大水泥企业也在逐步开展相关研究提高废弃的利用率，主要从热风风口位置、风量等方面，从取风技术方面来提高窑头取热技术水平。在对于用风窗口位置不同方面进行研究时，通过用风位置与窑头的距离来计算温度的变化。根据相关的调查结果，用风窗口的位置对热风温度的影响比较小，相关工作人员在对水泥余热发电技术和窑头取热技术进行工艺设计时，可以减少此环节的设计投入精力，对技术当中的重难点问题进行研究，从而提高取热的效率以及能源利用率。相关技术人员还要对风量进行研究，通过降低出风口的压力，观察其对风温和负压的影响，为水泥余热发电技术和窑头取热技术设计人员提供有效参考，进而提高水泥行业的能源利用效率，并缓解企业面临的用电压力问题，促进我国水泥行业的稳步发展。

三、水泥余热发电窑头取热技术的废气利用分析

随着水泥行业的快速发展，水泥熟料热量能源的回收利用得到了广泛的关注，其热力循环系统也在不断优化调整。而水泥余热发电技术在应用过程当中，其最主要的环节是窑头取热技术的应用。窑头的技术水平的高低，决定了窑头余热炉低温废弃的利用效率。对此，相关工作人员要对水泥余热发电的窑头取热技术的低温废气利用进行分析，有效提高废弃的利用效率，提高企业的经济效益。

在窑头取热技术当中，纯低温余热发电的应用存在着较大的争议，其主要是对100℃左右的低温废气进行利用。而一般水泥生产企业当中，100℃左右的废气应该是经过净化后排进大气的无用气体，但是其在理论上具有低沸点质换热的发电方案。从我国目前的技术水平来看，无法达到换热工程的条件，因此，此项技术的利用情况较少，其经济和实用性还有待商讨，并且其技术发展还不成熟，许多企业还在对其进行研究和分析，尤其是在对其进行取热时，如何使高温气体及时冷却到对应温度等问题还有待解决。部分企业经过实验和研究后，对引风机出口进行了革新，一部分连接进风口，一部分连接排烟道，并分别设置阀门，对风量的大小进行掌控，从而改变风温和负压，使低温废气的利用率得到有效提高。但是，此技术研究并不成熟，推广力度和应用范围较小。

废气余热循环利用技术在水泥热发电中的应用相对来说比较有广泛，在取热过程中，是将窑头炉和篦冷机所排放的低温废气利用引风机吸回篦冷机的中温区域，再利用相关的加热技术或气体混合方式提高中温区域的温度，从而有效增加窑头炉内的蒸汽产生量。根据相关的数据结果显示，废气余热循环利用技术够有效增加取热温度，并使冷却机内熟料的温度保持在要求范围内，不仅能够保证窑头取热的温度，还能够提高蒸汽的产生量为水泥余热发电提供有力保障。但是此技术还存在着部分缺陷，当前水泥行业中缺乏对其利用效率的研究和分析，无法对其缺陷进行调整和优化。

再以上两种技术的发展基础上，水泥行业在生产中提出了以补燃锅利用水泥余热进行发电或热电联合供能的方式。在取热环节中，主要是对窑头炉和窑尾炉的低温废气进行收集，在热风经过篦冷机出口后，与低温废弃混合共同吸入窑头炉和窑尾炉当中，补燃锅以循环流化床锅炉作为设备，是窑炉产生的中压饱和补充蒸汽整体进入补燃锅中，从而产生大量的热蒸汽，进而推动汽轮机转动进行发电，或者形成热电联供模式。在窑头、篦冷机和补燃锅炉进行取热时，相关工作人员要注意三者的连接点以及热风和废弃的进入位置以及融合情况，保证其温度在要求范围之间，从而促进水泥余热发电技术水平的提高。以补燃锅进行发电或热电联供的方案具有水泥熟料利用率高、能源以及热量循环系统稳定的优势，但是其所用的燃料比较劣质，气体排放的要求与环境友好型社会建设理念相悖，对此，相关技术人员还要对此方案进行进一步优化，再提高能源利用效率的同时，避免对环境造成污染和破坏。

四、结论

總之，水泥余热发电窑头取热技术的研究，不仅能够保证热风以及废弃余热温度，还能够有效提高废气的利用效率，为企业的生产和生活提供电力资源，降低企业的投入成本，保证企业的可持续发展。

参考文献：

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