水泥窯筒體余熱回收裝置快速計算方法研究

趙艷玲，耿 亮

（河北省建筑材料工業設計研究院，石家莊 050051）

近年來國內一些水泥廠為提高熱利用效率并解決生活用熱問題，設置了窯筒體余熱回收裝置。大多在窯筒體表面安裝集熱裝置對高溫表面進行熱量回收。從現有文獻和報告來看，設計方法多為經驗性，大多先估計或測出集熱裝置外殼與窯筒體溫差［1，2］，然后利用溫差和總熱阻進行換熱量計算；或直接利用運行后的進出水溫差來返算換熱量［3，4］。對不同進出水溫差工況的分析也未見報道。這些算法由于集熱裝置外殼溫度分布的不均勻性和受外部氣流擾動影響較大，難于準確計算換熱量，甚至是建成后才能返算出換熱量，難于為換熱系統配置提供準確依據，容易造成配套的換熱、儲熱設備選用不合理，運行后還要根據運行工況進行調整。

文中提出利用有限差分算法，在Excel計算表格中實現對不同進出水流量工況下的換熱量和溫差的計算，得出不同流量下的工況曲線。為驗證計算方法的可靠性，文中將表格計算結果與華北地區某水泥廠的該類型設備運行情況進行對比。對比表明文中提出的計算方法精度滿足工程設計需要，且利用了Excel軟件快捷的計算特性，可以為工程設計提供快速可靠的設計依據。

1 計算模型

文中計算模型采用目前比較常見的管束式窯筒體余熱回收裝置為例進行計算，由于該類型裝置采用通用管材制造，具有制造工藝簡單、造價低、運行穩定的特點。……