CN113111511A - 一种基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法，该方法包括以下步骤：(1)采集烟气成分x(N2)、x(O2)、x(CO)、x(CO2)；(2)计算参与燃烧的纯碳量mc；(3)计算水泥熟料生产的热耗Q；(4)计算水泥熟料产量P；(5)计算水泥熟料烧成热耗p。该方法具有过程操作简易、实时监测、不依赖于燃煤盘库统计数据的特点，能够有效降低水泥熟料烧成热耗计算过程中人为因素的干扰，提高水泥熟料生产能耗监测结果的准确性。该方法既可用于水泥熟料单产单耗的计算，也可用于水泥热耗实时在线监测等方面，将对水泥熟料生产成本核算，节能管理及运行优化等产生积极的影响。

Description

一种基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法
【技术领域】
本发明涉及一种基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法。
【背景技术】
水泥熟料烧成热耗指单位熟料产量下消耗的燃料燃烧热。准确地计量水泥熟料烧成热耗是水泥熟料生产成本核算，节能管理及运行优化的必要前提。水泥熟料烧成热耗的计算关键是准确计量燃料热耗。
目前的燃料热耗普遍采用实磅计量、盘库计量等方法计量煤耗进而计算燃料热耗，采用实磅计量熟料产量。在进行燃料热耗核算时，由于燃煤进入回转窑的称重准确度低、盘库计量人为因素的干扰，导致不确定度过大。同时，燃煤在回转窑与分解炉内燃烧放热，水泥生料在高温状态下发生复杂的物理化学反应后从窑头送入篦冷机冷却后送至破碎机破碎成水泥熟料。该过程持续时间较长，燃煤与熟料产出之间不存在即时性。
传统水泥熟料生产热耗测量方法存在较大的不确定度和不即时性。如果能利用采集烟气的实时数据对水泥能耗进行实时在线监测，将能极大程度地降低人为因素造成的不确定性，有效地提高监测结果的准确性。因此有必要研究水泥烟气成分分析计算能耗的相关技术。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种水泥熟料生产过程热耗计算方法，该种方法过程简单易操作，可以根据烟气成分快捷、准确地计算出水泥熟料生产热耗。水泥熟料烧成热耗不必根据喂煤量统计计算，减少水泥熟料生产热耗计算过程的人为因素的干扰，提高水泥熟料生产能耗监测结果的准确性。
解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法，包括以下步骤：
(1)采集烟气成分，采集点及采集对象如下：
在水泥熟料生产末级预热器出口采集四种主要烟气的成分占比：x(N2)、x(O2)、x(CO)、x(CO2)。
(2)计算参与燃烧的纯碳量mc，计算方式如下：
Figure BDA0003017718190000021
其中，79/21为空气中的氮气和氧气成分比；19.06/80.91为充分燃烧情况下烟气的二氧化碳和氮气成分比；22.414为气体在标准状态下的摩尔体积，单位L/mol；12为碳的摩尔质量，单位g/mol。
(3)计算水泥熟料生产的热耗Q，计算方式如下：
Figure BDA0003017718190000022
其中，α为碳热比，单位kg/kJ。
(4)计算水泥熟料产量P，计算方式如下：
Figure BDA0003017718190000023
其中，β为熟料中CaO的质量分数，56为氧化钙的摩尔质量，单位g/mol。
(5)计算水泥熟料烧成热耗p，计算方式如下：
Figure BDA0003017718190000024
发明的有益效果在于：
提供基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法，且该方法具有过程操作简易、实时监测、不依赖于燃煤盘库统计数据的特点，能够有效降低水泥熟料烧成热耗计算过程中人为因素的干扰，提高水泥熟料生产能耗监测结果的准确性。该方法既可用于水泥熟料单产单耗的计算，也可用于水泥热耗实时在线监测等方面，将对水泥熟料生产成本核算，节能管理及运行优化等产生积极的影响。
【具体实施方式】
下面结合具体实施实例详细说明本发明的技术方案。水泥厂生产的原始数据如下：
燃煤碳热比：α＝2.56×10-5kJ/kg
熟料CaO质量分数：β＝63.0％
计算步骤如下：
(1)在水泥熟料生产末级预热器出口采集四种主要烟气的成分占比：
x(N2)＝61.70％、x(O2)＝1.62％、x(CO)＝0.30％、x(CO2)＝36.38％。
(2)计算参与燃烧的纯碳量mc，计算结果如下：
Figure BDA0003017718190000031
其中，79/21为空气中的氮气和氧气成分比；19.06/80.91为充分燃烧状态下烟气的二氧化碳和氮气成分比；22.414为气体在标准状态下的摩尔体积，单位L/mol；12为碳的摩尔质量，单位g/mol。
(3)计算水泥熟料生产的热耗Q，计算结果如下：
Figure BDA0003017718190000032
(4)计算水泥熟料产量P，计算结果如下：
Figure BDA0003017718190000033
(5)计算水泥熟料烧成热耗p，计算结果如下：
p＝2984.56kJ/kg
为了证明本发明一种基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法的可行性和先进性，申请人对上述实例的传统测量方法和本发明提供的烟气分析测量方法的关键步骤和结果进行了对比，对比结果如下表1所示。
表1计算过程对比
Figure BDA0003017718190000034
Figure BDA0003017718190000041
由表1可知，本发明烟气分析计算熟料烧成热耗方法可以准确的计算出水泥熟料生产过程的单产单耗，与常规的计算方法相比，计算同燃煤用量以及熟料产量不必直接建立关联，实现了熟料烧成能耗的实时监测，减少了燃煤用量和熟料的统计过程，降低了人为因素的干扰。
综上，本发明基于烟气成分分析的水泥烧成热耗计算方法具有过程操作简易、实时监测、不依赖于燃煤盘库统计数据的特点，能够有效降低水泥熟料烧成热耗统计过程中人为因素的干扰，提高了水泥熟料生产能耗监测结果的准确性。该方法既可用于水泥熟料单产单耗的计算，也可用于水泥热耗实时在线监测等方面，将对水泥熟料生产成本核算，节能管理及运行优化等产生积极的影响。

Claims (6)

1.一种基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集烟气成分；
(2)计算参与燃烧的纯碳量mc；
(3)计算水泥熟料生产的热耗Q；
(4)计算水泥熟料产量P；
(5)计算水泥熟料烧成热耗p。
2.根据权利要求1所述的基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法，其特征在于，所述步骤(1)的采集点在水泥熟料生产末级预热器出口，采集对象为：x(N2)、x(O2)、x(CO)、x(CO2)。
3.根据权利要求1所述的基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法，其特征在于，所述步骤(2)的计算方式如下：
Figure FDA0003017718180000011
其中，79/21为空气中的氮气和氧气成分比；19.06/80.91为充分燃烧状态下烟气的二氧化碳和氮气成分比；22.414为气体在标准状态下的摩尔体积，单位L/mol；12为碳的摩尔质量，单位g/mol。
4.根据权利要求1所述的基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法，其特征在于，所述步骤(3)的计算方式如下：
Figure FDA0003017718180000012
其中，α为碳热比，单位kg/kJ。
5.根据权利要求1所述的基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法，其特征在于，所述步骤(4)的计算方式如下：
Figure FDA0003017718180000013
其中，β为熟料中CaO的质量分数，56为氧化钙的摩尔质量，单位g/mol。
6.根据权利要求1所述的基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法，其特征在于，所述步骤(5)的计算方式如下：
Figure FDA0003017718180000021
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103092171A (zh) * 2013-01-09 2013-05-08 武安市新峰水泥有限责任公司 水泥数字化管控系统
CN104915567A (zh) * 2015-06-18 2015-09-16 南京南瑞继保电气有限公司 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
CN106155026A (zh) * 2016-08-19 2016-11-23 广东亚仿科技股份有限公司 一种水泥厂煤耗及碳排放监测方法
CN109374046A (zh) * 2018-10-12 2019-02-22 安徽海螺建材设计研究院有限责任公司 一种水泥熟料线烧成系统在线智能化热工标定的方法
CN110209124A (zh) * 2018-12-21 2019-09-06 厦门能讯信息科技有限公司 一种用于优化水泥熟料生产工艺的精细化管理系统和方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103092171A (zh) * 2013-01-09 2013-05-08 武安市新峰水泥有限责任公司 水泥数字化管控系统
CN104915567A (zh) * 2015-06-18 2015-09-16 南京南瑞继保电气有限公司 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
CN106155026A (zh) * 2016-08-19 2016-11-23 广东亚仿科技股份有限公司 一种水泥厂煤耗及碳排放监测方法
CN109374046A (zh) * 2018-10-12 2019-02-22 安徽海螺建材设计研究院有限责任公司 一种水泥熟料线烧成系统在线智能化热工标定的方法
CN110209124A (zh) * 2018-12-21 2019-09-06 厦门能讯信息科技有限公司 一种用于优化水泥熟料生产工艺的精细化管理系统和方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
林松伟: "利用南安废弃大理石分作为水泥混合材的研究", 《水泥与混凝土》, 23 March 2014 (2014-03-23) *
王述: "考虑质量与能耗的水泥熟料生产过程控制及优化", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技I辑》, 15 May 2020 (2020-05-15) *

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