CN116151022B - 一种基于热平衡计算的水泥回转窑温度实时估计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于热平衡计算的水泥回转窑温度实时估计方法，包括如下6个步骤：步骤1：获取计算所需参数数据；步骤2：构建零维模型；步骤3：设置物料温度初始值，初步求解物料化学反应热；步骤4：通过水泥回转窑内部的物料平衡、热平衡初步求解回转窑内温度；步骤5：利用水泥回转窑输入输出的热平衡对求解效果进行评估；步骤6：使用步骤4得到的温度参数求解物料化学反应热，然后重新求解回转窑温度，迭代上述过程，输出回转窑温度的计算结果。本发明实现了水泥回转窑运行数据实时输入、温度参数实时输出的分钟级、秒级实时温度估计，显著提高了水泥回转窑温度模型的实用性，有助于生产企业对回转窑温度进行实时的监控和调整。

Description

一种基于热平衡计算的水泥回转窑温度实时估计方法

技术领域

本发明属于水泥生产过程建模、监控和仿真领域，特别涉及一种基于热平衡计算的水泥回转窑温度实时估计方法。该方法主要适用于分解炉、回转窑、篦冷机等设备参与的干式水泥生产工艺中水泥回转窑温度的实时估计。

背景技术

在水泥生产过程中，水泥回转窑温度的监测是行业普遍重视的一大问题，其原因有三：其一，企业常常采用水泥熟料的游离钙(以下简称“f-CaO”)含量作为水泥产品质量的评价指标，f-CaO表征了水泥生料煅烧过程中氧化钙(以下简称“CaO”)与二氧化硅(以下简称“SiO₂”)、氧化铝(以下简称“Al₂O₃”)和氧化铁(以下简称“Fe₂O₃”)等成分结合的完全程度，对水泥的强度和安定性影响较大，而水泥熟料的f-CaO含量与水泥回转窑的煅烧温度高度相关；其二，烧成系统乃至整个水泥生产过程的煤耗与回转窑的煅烧温度直接挂钩，水泥回转窑的温度监测可以为水泥生产的能耗情况提供参考；其三，水泥回转窑温度的异常可能会引发红窑、掉窑砖等问题，对设备、人员造成损坏和伤害，因此水泥回转窑的温度监测对于水泥回转窑的安全运行起到关键作用。

回转窑温度的影响因素众多，包括生料喂料量、生料成分、回转窑喂煤量、二次风温度、二次风量等等，甚至回转窑窑速的变化都会对回转窑温度造成一定的影响。由于回转窑筒体为转动部件，无法安装热电偶等接触式测温器件，且回转窑内部高温、高灰的环境也不利于红外测温仪等非接触式测温装置的部署，因此生产过程中大多采用二次风温度、窑尾烟气温度等容易测量的运行参数间接反映回转窑内的温度，或者通过机理建模、机器学习建模等方法，通过已知的运行参数对回转窑的温度进行推理和建模。

其中，回转窑温度的机器学习建模方法主要依靠传统机器学习算法或神经网络算法从标签数据中学习、总结、归纳运行参数和回转窑温度之间的关系，然而机器学习模型存在的局部最优值问题以及神经网络训练的不稳定问题会对模型的可靠性产生很大的影响。

用于回转窑温度建模的机理模型根据维度划分主要分为多维模型和一维模型两类，多维模型依赖Fluent、COMSOL等CFD软件对回转窑内部空间进行网格划分，并在所设定的复杂边界条件下开展大量的迭代计算，虽然其建模结果可以良好地反映窑内温度和气体流动的分布状况，但是其建模操作复杂，计算时间长，且存在计算结果不收敛的风险，从生产应用的角度来看，其实用性和可靠性并不强。

一维模型忽略了回转窑内物料和能量在除轴向以外其他方向上的运动和传递，而只考虑轴向上物质和能量的变化情况，相比多维模型在计算速度和灵活性方面有了较为明显的提升，然而在实际应用中，一维模型也暴露出了两个不可忽视的问题：

(1)现有一维模型对于窑内煤粉的运动方式、火焰的形态以及在各个长度处生料的热状态等因素都进行了理想化假设，然而在实际运行条件下，进入回转窑的煤粉风呈现出紊流、旋流的形态，煤粉的运动方式、燃烧方式和一维模型的描述之间存在明显的出入，且由于热惯性的原因，在回转窑内某一特定长度处，生料的实际状态与模型推理结果之间也会产生较大的差异，而不稳定的窑况会进一步放大上述差异，致使一维模型对于回转窑温度分布的描述精度欠佳，甚至出现在模型验证过程中回转窑输入、输出能量明显不守恒的现象，最终导致模型无法正确描述窑内的温度状况；(2)尽管相比多维模型，一维模型复杂度有所下降，但在实际应用的过程中，构建一维温度场的过程中依然存在较大的计算量，并不能满足工业生产中回转窑温度分钟级、秒级实时监测的需求。

发明内容

为了克服现有回转窑温度建模技术中存在的不足，特别是模型复杂度、实时性方面的问题，本发明的目的在于提供一种基于热平衡计算的水泥回转窑温度实时估计方法，在实时估计水泥回转窑温度的同时，也取得较高的估计精度。方法具体包括了如下6个步骤：

步骤1：获取计算所需的水泥回转窑静态尺寸参数、动态运行参数数据；

步骤2：综合水泥回转窑内部结构状态、传热机理、物化反应，构建零维模型；

步骤3：设置物料温度初始值，初步求解物料化学反应热；

步骤4：通过水泥回转窑内部的物料平衡、热平衡初步求解回转窑内温度；

步骤5：利用水泥回转窑输入输出的热平衡对求解效果进行评估并调整求解方法；

步骤6：使用步骤4得到的回转窑内温度求解物料化学反应热，然后使用求解得到的物料化学反应热，综合回转窑内部的物料平衡、热平衡重新求解回转窑温度，迭代上述过程直到相邻两次温度计算结果的差异为可接受的范围，输出回转窑温度的计算结果。

进一步地，所述的步骤1中的水泥回转窑静态尺寸参数主要包括窑长、窑外径、窑内径、窑倾角、物料休止角等回转窑的结构尺寸参数，动态运行参数主要包括生料CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃含量化验值、燃煤低位发热量化验值、分解炉出口温度、二次风温度、窑尾烟室温度、喂料量、喂煤量、回转窑进风量。

进一步地，所述的步骤2中水泥回转窑内部结构状态的表示方法如下：

其中，h为物料料床高度，A_g为窑内的气体横截面积，R为窑内半径，β为窑倾角，γ为窑内物料的休止角，φ_v为窑内物料的体积流量，n为窑转速，θ为料床角，其计算公式为：

θ＝2arcos((R-h)/R)。

进一步地，所述的步骤2中水泥回转窑传热机理的表示方法如下：

其中，分别表示烟气对物料的热对流、烟气对内壁的热对流、烟气对物料的热辐射、烟气对内壁的热辐射、内壁对物料的热传导、内壁对物料的热辐射、内壁对窑壳的热传导、窑壳对外界的热对流以及窑壳对外界的热辐射，T_g、T_s、T_w、T_sh、T_ext分别表示烟气、物料、内壁、窑壳和外界的热力学温度，h_gs、h_gw、h_nv分别表示烟气与物料、烟气与内壁、窑壳与外界之间的换热系数，k_ws、k_comp分别表示内壁与物料、内壁与窑壳之间的导热系数，∈_g、∈_s、∈_w、∈_sh分别表示烟气、物料、内壁、窑壳的发射率，α_g表示烟气的吸收率，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，P_gs、P_gw、P_cws、P_rws、P_rsw、P_sh分别表示烟气与物料、烟气与内壁、内壁与物料传导、内壁到物料辐射、物料到内壁辐射、窑壳与外界之间的换热周长；

进一步地，所述的步骤2中水泥回转窑物化反应的表示方法如下：

其中，E_melt表示物料在熔融过程中吸收的热量，其中m_s为喂料量，e_melt为物料熔融潜热，其值为416kJ/kg，T_S、T_L分别为物料完全为固态、完全转换为液态时的温度，分别为1273K和2200K：E_chem表示物料中的矿物成分在高温下发生化学反应所产生的热量，即物料化学反应热，其中，和/>分别为物料中碳酸钙(CaCO₃)、硅酸二钙(C₂S)、硅酸三钙(C₃S)、铝酸三钙(C₃A)、铁铝酸四钙(C₄AF)的单位摩尔反应焓值，r_CacO3、r_C2s、r_C3s、r_C3A、r_C4AF分别为物料中CaCO₃、C₂S、C₃S、C₃A和C₄AF的单位千克反应摩尔数。

进一步地，所述的步骤4中水泥回转窑内部物料平衡、热平衡的表示方法如下：

m_a＝A_gρ_gu_g-η_coalm_coal；

其中，m_a为水泥回转窑的进风量，Cp_a、Cp_s分别为水泥回转窑进风和物料的比热容，T_a、T_s、T_prec分别为二次风、物料、分解炉出口的热力学温度，m_coal为水泥回转窑的喂煤量，η_coal为煤粉燃烧率，q_net为燃煤的低位发热量，ρ_g为烟气的密度，u_g为烟气的流速。

进一步地，所述的步骤5中水泥回转窑输入输出热平衡的表示方法如下：

m_aCp_aT_a+η_coalm_coalq_net+Cp_sT_precm_s＝Cp_gT_tail(m_a+η_coalm_coal)+Cp_sT_sm_s；

其中，Cp_g为烟气比热容，T_tail为窑尾烟室温度，等式左边为水泥回转窑的热量输入，主要包括二次风携带的热量、煤粉燃烧放热以及分解炉输入水泥回转窑的物料携带的热量；等式右边为水泥回转窑的热量输出，主要包括窑尾烟气中携带的热量以及输出的熟料中携带的热量。由于在温度建模的过程中窑尾烟室温度未知，故等式左右两边计算得到的热量一般不会完全相等。定义热平衡误差如下：

模型计算所得的输入输出热量之间的误差可以作为模型准确度的一个评价指标。一般而言，5％以下的热平衡误差是可以接受的，如热平衡误差过高，则需调整模型参数，或者重新寻找其他的求解起点对水泥回转窑的温度进行求解。

本发明的有益效果：

本发明放弃了水泥回转窑多维、一维的传统机理建模方法，将水泥回转窑看作一个整体构建零维模型，然后使用热平衡求解水泥回转窑温度，并采用回转窑输入输出的热平衡误差评估单次求解的效果，最后通过对水泥回转窑温度和化学反应热的迭代计算确保求解结果的准确度，规避了水泥回转窑多维建模存在的操作复杂、计算时间长的问题，同时弥补了回转窑一维建模精度欠佳、实时性差的缺陷，实现了水泥回转窑运行数据实时输入、温度参数实时输出的分钟级、秒级实时温度估计，显著提高了水泥回转窑温度模型的实用性，有助于生产企业对回转窑温度进行实时的监控和调整。

附图说明

图1是本发明所展示的一种基于热平衡计算的水泥回转窑温度实时估计方法的流程图。

图2是本发明所展示的一种基于热平衡计算的水泥回转窑温度实时估计方法的水泥回转窑热平衡示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。需要注意的是，本发明所涉及到的表达式中的各个符号仅为简化和表达清楚服务，可以在不同的例子中具有不同的表述方法，因而本发明的关键在于水泥回转窑温度求解的出发点和求解思路；除此之外，本发明省略了对公知方法，如气体成分密度、比热容的计算方法，回转窑内部传热尺寸的计算方法，换热系数的计算方法以及物料化学反应热的计算方法的描述，以避免本发明受到不必要的限制。

本发明的目的在于提出一种简单、有效的基于热平衡计算的水泥回转窑温度实时估计方法，总体来说，本发明的实施方法流程图如图1所示，具体包括了如下6个步骤：

步骤1：获取计算所需的水泥回转窑静态尺寸参数、动态运行参数数据；

步骤2：综合水泥回转窑内部结构状态、传热机理、物化反应，构建零维模型；

步骤3：设置物料温度初始值，初步求解物料化学反应热；

步骤4：通过水泥回转窑内部的物料平衡、热平衡初步求解回转窑内温度；

步骤5：利用水泥回转窑输入输出的热平衡对求解效果进行评估并调整求解方法；

步骤6：使用步骤4得到的回转窑内温度求解物料化学反应热，然后使用求解得到的物料化学反应热，综合回转窑内部的物料平衡、热平衡重新求解回转窑温度，迭代上述过程直到相邻两次温度计算结果的差异为可接受的范围，输出回转窑温度的计算结果。

步骤1为实施本发明所述方法的预备工作，其目的在于为步骤2中所构建的零维模型提供必要的输入。其中，水泥回转窑静态尺寸参数主要包括窑长、窑外径、窑内径、窑倾角、物料休止角等回转窑的结构尺寸参数，动态运行参数主要包括生料CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃含量化验值、燃煤低位发热量化验值、分解炉出口温度、二次风温度、窑尾烟室温度、喂料量、喂煤量、回转窑进风量等可以反映回转窑运行状态的、实时更新的参数，动态运行参数的数据一般通过工业DCS的数据库获取。

步骤2中，首先通过获取到的数据计算出物料料床高度：

其中，h为物料料床高度，R为窑内半径，β为窑倾角，γ为窑内物料的休止角，φ_v为窑内物料的体积流量，n为窑转速。计算获得的料床高度可以用于料床角θ的计算：

θ＝2arcos((R-h)/R)；

计算所得的料床角可以进一步算得水泥回转窑内气体的横截面积A_g：

回转窑内部结构状态的计算主要是为后续模型的构建服务。更具体地，通过上述计算式得到的h和θ主要用于后续传热机理建模过程中传热尺寸的计算，而A_g则主要用于水泥回转窑内气体质量流量的计算。

回转窑内部结构状态计算完毕后，对水泥回转窑内的传热机理进行表达：

其中，分别表示烟气对物料的热对流、烟气对内壁的热对流、烟气对物料的热辐射、烟气对内壁的热辐射、内壁对物料的热传导、内壁对物料的热辐射、内壁对窑壳的热传导、窑壳对外界的热对流以及窑壳对外界的热辐射，T_g、T_s、T_w、T_sh、T_ext分别表示烟气、物料、内壁、窑壳和外界的热力学温度，h_gs、h_gw、h_nv分别表示烟气与物料、烟气与内壁、窑壳与外界之间的换热系数，k_ws、k_comp分别表示内壁与物料、内壁与窑壳之间的导热系数，∈_g、∈_s、∈_w、∈_sh分别表示烟气、物料、内壁、窑壳的发射率，α_g表示烟气的吸收率，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，P_gs、P_gw、P_cws、P_rws、P_rsw、P_sh分别表示烟气与物料、烟气与内壁、内壁与物料(传导)、内壁到物料(辐射)、物料到内壁(辐射)、窑壳与外界之间的传热周长，这些周长的计算本质上是涉及h、θ、R和水泥回转窑窑长的简单几何计算，故其计算方法不再一一赘述。向上述所有传热表达式代入步骤1中采集到的参数数据和步骤2中计算得到的内部结构状态数据，最终将所有表达式化简为只与温度有关的计算式。

考虑到物料在水泥回转窑内煅烧的过程中会伴随着物化反应的发生，因此还需对水泥回转窑内物料的物化反应热进行表达，更具体地，是对物料的熔融热和化学反应热进行表达。

其中，物料熔融热的表达式为：

其中，m_s为喂料量，e_melt为物料熔融潜热，其值为416kJ/kg，T_S、T_L分别为物料完全为固态、完全转换为液态时的温度，分别为1273K和2200K。由表达式可知，在喂料量m_s己知的条件下，E_melt只与物料温度T_s有关。物料化学反应热的表达式如下：

其中，和/>分别为物料中碳酸钙(CaCO₃)、硅酸二钙(C₂S)、硅酸三钙(C₃S)、铝酸三钙(C₃A)、铁铝酸四钙(C₄AF)的单位摩尔反应焓值，r_CaCO3、r_C2s、r_C3S、r_C3A、r_C4AF分别为物料中CaCO₃、C₂S、C₃S、C₃A和C₄AF的单位千克反应摩尔数。该方法通过联立各个反应物的阿伦尼乌斯方程，结合化学反应过程中的元素质量守恒联立方程组，最终求得r_cacO3、r_C2S、r_c3s、r_C3A和r_C4AF的数值。在生料化验成分己知的情况下，可以认为物料的化学反应热E_chem只与物料温度有关。

步骤3设置了一个初始的物料温度T_s大小T_{s_init}，并初步计算物料的化学反应热E_{chem_init}，其目的在于解决求解过程中物料温度、化学反应热之间相互作用的问题，即物料温度决定化学反应热，化学反应热的变更又会影响物料温度。因此，将化学反应热和回转窑温度一并求解的结果往往并不精确甚至不能收敛，需要对化学反应热和回转窑温度分开求解，并将化学反应热求解结果作为常值用于步骤4中回转窑温度的求解过程，并对上述过程在步骤6中反复迭代计算，方可使物料温度和该温度条件下的化学反应热完全对应。

步骤4基于步骤2中的水泥回转窑建模结果，结合如图2所示的水泥回转窑内部物料平衡、热平衡规律建立如下的五元多阶方程组：

m_a＝A_gρ_gu_g-η_coalm_coal；

其中，m_a为水泥回转窑的进风量，Cp_a、Cp_s分别为水泥回转窑进风和物料的比热容，T_a、T_s、T_prec分别为二次风、物料、分解炉出口的热力学温度，m_coal为水泥回转窑的喂煤量，η_coal为煤粉燃烧率，q_net为燃煤的低位发热量，ρ_g为烟气的密度，u_g为烟气的流速。

在上述方程组中，未知量为u_g、T_g、T_s、T_w和T_sh，对应方程组中的五个等式。对上述未知量选取合适的求解起点并通过方程组求解，可以初步获得一组水泥回转窑的温度参数。

步骤5针对步骤4的计算结果，通过水泥回转窑的输入输出热平衡误差评估温度建模的准确度。如图2所示，水泥回转窑输入输出热平衡的表示方法如下：

m_aCp_aT_a+η_coalm_coalq_net+Cp_sT_precm_s＝Cp_gT_tail(m_a+η_coalm_coal)+Cp_sT_sm_s；

其中，Cp_g为烟气比热容，T_tail为窑尾烟室温度，等式左边为水泥回转窑的热量输入，主要包括二次风携带的热量、煤粉燃烧放热以及分解炉输入水泥回转窑的物料携带的热量；等式右边为水泥回转窑的热量输出，主要包括窑尾烟气中携带的热量以及输出的熟料中携带的热量。接着，定义热平衡误差如下：

由于窑尾烟室温度不参与水泥回转窑温度的建模，因此这一热平衡误差可以较好地反映模型对于水泥回转窑各部分温度估计的精确与否。一般而言，5％以下的热平衡误差是可以接受的，如热平衡误差过高，则需调整模型参数，或者重新寻找其他的求解起点对水泥回转窑的温度进行求解。

步骤6为物料化学反应热、水泥回转窑温度反复迭代计算的过程，其流程如下：

(1)通过步骤4中解得的物料温度T_s重新求解物料化学反应热E_chem；

(2)将(1)中解得的物料化学反应热E_chem通过步骤4中的水泥回转窑内部物料平衡、热平衡方程组重新计算水泥回转窑温度；

(3)将(2)中解得的水泥回转窑温度与上一次迭代过程中的计算结果进行对比，若温度差异为可接受的范围，则输出温度求解结果，否则，重复(1)、(2)、(3)三个环节，若求解T_s和E_chem的方程组本身收敛，则每经过一次迭代计算，相邻两次求解得到的水泥回转窑温度差异会不断减小，直至满足输出要求。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种基于热平衡计算的水泥回转窑温度实时估计方法，其特征在于，包括如下6个步骤：

步骤1：获取计算所需的水泥回转窑静态尺寸参数、动态运行参数数据；

步骤2：综合水泥回转窑内部结构状态、传热机理、物化反应，构建零维模型；

步骤3：设置物料温度初始值，初步求解物料化学反应热；

步骤4：通过水泥回转窑内部的物料平衡、热平衡初步求解回转窑内温度；

步骤5：利用水泥回转窑输入输出的热平衡对求解效果进行评估并调整求解方法；5％以下的热平衡误差予以接受，热平衡误差过高则调整模型参数，或者重新寻找其他的求解起点对水泥回转窑的温度进行求解；

步骤6：使用步骤4得到的回转窑内温度求解物料化学反应热，然后使用求解得到的物料化学反应热，综合回转窑内部的物料平衡、热平衡重新求解回转窑温度，迭代上述过程直到相邻两次温度计算结果的差异为可接受的范围，输出回转窑温度的计算结果；

步骤1中，所述的水泥回转窑静态尺寸参数包括窑长、窑外径、窑内径、窑倾角、物料休止角结构尺寸参数，所述的动态运行参数为反映回转窑运行状态的、实时更新的参数，包括生料CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃含量化验值、燃煤低位发热量化验值、分解炉出口温度、二次风温度、窑尾烟室温度、喂料量、喂煤量、回转窑进风量；

步骤2、3中：

所述的水泥回转窑内部结构状态的表示方法如下：

其中，h为物料料床高度，A_g为窑内的气体横截面积，R为窑内半径，β为窑倾角，γ为窑内物料的休止角，φ_v为窑内物料的体积流量，n为窑转速，θ为料床角，其计算公式为：

θ＝2arcos((R-h)/R)；

所述的水泥回转窑传热机理的表示方法如下：

其中，分别表示烟气对物料的热对流、烟气对内壁的热对流、烟气对物料的热辐射、烟气对内壁的热辐射、内壁对物料的热传导、内壁对物料的热辐射、内壁对窑壳的热传导、窑壳对外界的热对流以及窑壳对外界的热辐射，T_g、T_s、T_w、T_sh、T_ext分别表示烟气、物料、内壁、窑壳和外界的热力学温度，h_gs、h_gw、h_nv分别表示烟气与物料、烟气与内壁、窑壳与外界之间的换热系数，k_ws、k_comp分别表示内壁与物料、内壁与窑壳之间的导热系数，∈_g、∈_s、∈_e、∈_sh分别表示烟气、物料、内壁、窑壳的发射率，α_g表示烟气的吸收率，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，P_gs、P_gw、P_cws、P_rws、P_rsw、P_sh分别表示烟气与物料、烟气与内壁、内壁与物料传导、内壁到物料辐射、物料到内壁辐射、窑壳与外界之间的换热周长；

所述的水泥回转窑物化反应的表示方法如下：

其中，E_melt表示物料在熔融过程中吸收的热量，其中m_s为喂料量，e_melt为物料熔融潜热，其值为416kJ/kg，T_S、T_L分别为物料完全为固态、完全转换为液态时的温度，分别为1273K和2200K；E_chem表示物料中的矿物成分在高温下发生化学反应所产生的热量，即物料化学反应热，其中，和/>分别为物料中碳酸钙(CaCO₃)、硅酸二钙(C₂S)、硅酸三钙(C₃S)、铝酸三钙(C₃A)、铁铝酸四钙(C₄AF)的单位摩尔反应焓值，r_CaCO3、r_C2S、r_C3S、r_C3A、r_C4AF分别为物料中CaCO₃、C₂S、C₃S、C₃A和C₄AF的单位千克反应摩尔数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，

所述的水泥回转窑内部物料平衡、热平衡的表示方法如下：

m_a＝A_gρ_gu_g-η_coalm_coal；

其中，m_a为水泥回转窑的进风量，Cp_a、Cp_s分别为水泥回转窑进风和物料的比热容，T_a、T_s、T_prec分别为二次风、物料、分解炉出口的热力学温度，m_coal为水泥回转窑的喂煤量，η_coal为煤粉燃烧率，q_net为燃煤的低位发热量，ρ_g为烟气的密度，u_g为烟气的流速。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤5中，

所述的水泥回转窑输入输出热平衡的表示方法如下：

m_aCp_aT_a+η_coalm_coalq_net+Cp_sT_precm_s＝Cp_gT_tail(m_a+η_coalm_coal)+Cp_sT_sm_s；

其中，Cp_g为烟气比热容，T_tail为窑尾烟室温度；

热平衡误差定义如下：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6中，迭代的流程如下：

(1)通过步骤4中解得的物料温度T_s重新求解物料化学反应热E_chem；

(2)将(1)中解得的物料化学反应热E_chem通过步骤4中的水泥回转窑内部物料平衡、热平衡方程组重新计算水泥回转窑温度；

(3)将(2)中解得的水泥回转窑温度与上一次迭代过程中的计算结果进行对比，若温度差异为可接受的范围，则输出温度求解结果，否则，重复(1)、(2)、(3)三个环节，若求解T_s和E_chem的方程组本身收敛，则每经过一次迭代计算，相邻两次求解得到的水泥回转窑温度差异会不断减小，直至满足输出要求。