[00711289]大型新型干法水泥熟料冷却及热回收装置关键技术研究和应用

近几年来5000吨以上大型干法水泥技术装备获得广泛应用，国内水泥装备技术得到提升进步，但与德国、丹麦等国家比较，能耗和污染分别是其1.4和1.6倍。水泥篦式冷却机担负着高温熟料快速冷却和热能回收的任务，是水泥烧成系统中的核心设备，其关键技术受国外知识产权保护，制约了国内水泥装备整体水平的提高。因此，国内一直在探寻具有自主知识产权的水泥烧成系统装备的核心技术。同时，也在加大关于水泥生产中的能耗、污染及热能回收问题的研究力度。项目组于1999年开始进行该方面的研究，2002年参与唐山冀东水泥股份有限公司的国家重大技术装备创新研制项目“水泥工业用冷却机关键技术研制”工作，承担了该项目的关键技术研究任务。之后，项目组又独立获得了国家级和省级四项基金以及五项企业项目的支持。深入开展了国内5000吨以上大型水泥烧成系统冷却装备的关键技术国产化研究，提出并实施了三项先进的关键技术。1.率先利用多孔介质渗流换热理论，建立起了流动状态下非均质颗粒物料的换热模型，得到了水泥熟料的换热规律，掌握了篦冷机换热核心技术；2.以此换热模型为基础，结合散体力学理论，提出一种篦冷机搅翻式熟料输送技术，解决了熟料颗粒分布不均问题；3.以此换热模型为依据，结合流体控制理论，提出了篦冷机换热配风模型，研制出一种自适应风量调节装置，解决了冷却不均问题。应用上述模型和技术，降低了冷却供风电机功率，提高了篦冷机热回收率，使水泥烧成系统产量提高1.03%，降低单位吨煤耗3.1%，降低吨电耗1.5%，尾气排放温度降低40℃以上。研究成果已发表主要论文37篇、获得专利7项，审查专利1项，其中发明专利“用于输送和冷却高温散状物料的输送装置”已向上海建丰重型机械有限公司转让，并合作开展“水泥生产用篦式冷却机开发”的研发制造。将上述技术应用在唐山冀东水泥股份有限公司投产的5套日产5000吨生产线上，截至2013年12月共产生经济效益2.88亿元。项目研究成果和技术的应用突破了国外技术封锁和垄断，掌握了水泥烧成系统先进工艺和装备核心技术，提高了节能减排指标，促进了国产水泥装备关键技术的进步，达到了国际先进水平。