[发明专利]一种基于烟气成分分析的水泥熟料烧成热耗计算方法

说明书

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m_c；(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。

【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m_c，计算方式如下：

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：

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：

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：

发明的有益效果在于：