預熱器系統降阻節能改造原理研究及工程實踐

潘小平

（溧水天山水泥有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

溧水天山水泥有限公司燒成系統采用了南京院設計的五級雙系列旋風預熱器、管道式在線分解爐、Ф4.8 m×74 m回轉窯、第四代冷卻機等設備。目前熟料產量6 400 t/d左右，燒成熱耗759.5 kcal/kg.cl，燒成系統各項指標總體運行正常。為進一步節能降耗，以及為適應協同處置生活垃圾后燒成系統的一些工況變化，擬對燒成系統做一次技術改造。

1 預熱器降阻理論分析

1.1 降阻的理論分析

預熱器的阻力來自各級旋風筒的壓力損失，壓力損失越少，系統阻力就越小，壓力損失越多，系統阻力就越大。壓力損失是氣體介質在流經旋風筒的過程中形成的動量損失，其大小直接影響熟料燒成過程中的成本和經濟效益。旋風筒的壓力損失取決于旋風筒內部尺寸、結構形式、內壁粗糙程度，其數學模型關系見式（1）。

式中：ΔP—旋風筒壓力損失，Pa；ξ—阻力系數，是旋風筒進出口截面積、漩渦指數、內壁表面粗糙度的函數，無量綱；ρ—進入旋風筒的混合流體的密度，kg/m3；u—混合流體進入旋風筒的風速，m/s；f（Ci）—混合流體中物料濃度對壓力損失的修正函數，是氣體密度的正比例函數，無量綱。

從式（1）可以看出，降低旋風筒進口風速，是降低旋風筒阻力的有效途徑。本項目在技術改造采取措施如下：

（1）外擴蝸殼。外擴C2～C5旋風筒蝸殼以增大進風口面積。相應的旋風筒連接風管作局部改造，在適當降低風速、減少阻力損失的同時，增大進口氣體的旋轉動量矩，提高各級旋風筒的分離效率及系統熱效率。……