贵州某地设计一条7 500t/d生产线，其海拔高度为1015m，烧成系统采用三档支撑回转窑、高效低阻优化型第三代预分解系统、新型高效第四代篦式冷却机以及大推力低一次风量新型燃烧器等，并在目前成熟可靠的烧成技术基础上进行了优化提高。
1、原燃材料
原料采用石灰石、黏土、砂岩和硫酸渣四组分配料，生料易烧性中等。燃料采用本地无烟煤，其工业分析见表1。
从表1看出，无烟煤1热值较高但全硫含量也较高，无烟煤2全硫含量较低但其热值也较低，综合考虑建议以无烟煤2为主作为熟料烧成燃料。
2、烧成系统设计与开发
2.1 回转窑的能力
回转窑产量的理论计算公式：
式中：系数k由回转窑的实际生产数据求取，q
m为物料煅烧所需的单位熟料热量,为窑速，Di为窑有效内径，l为窑斜度，L为窑长，t为窑尾气体温度，tm为人窑物料温度，△to为初始气固平均温差。根据理论计算，Ø5.4mx78m回转窑在平原地区设计产量在7 300～8 600t/d之间（最大产量一般还多10%）。故此，在平原地区定位中5.4m x78m回转窑的设计产量7 500～8 000t/d，最大为8500～9000t/d。
本项目海拔高度力1015m．海拔修正系数大约在0.95~0.97，从而可以定位<P5.4mx78m回转窑在本项目的设计产量为7 500t/d，最大为8000t/d。
该窑的有效容积为1 506m，在设计产量7500t/d时的单位容积产量为4.98t/(m
3·d)，烧成带热负荷为749MJ/(d．h)，与Ø4.8mx72m窑在平原地区设计产量5 500t/d时的单位容积产量和烧成带热负荷以及在设计产量5700t/d时的运行技术指标相当。
同时，采用回转窑尾端扩大技术，扩大后窑规格为Ø5.4m/q,5.8mx78m，这对于预分解窑特别是大规模的预分解窑是非常有利的。其主要有如下优点：
1)可以扩大烟室最小断面处的面积，从而有效降低窑和烟室的阻力约100Pa，大大改善窑内通风，减少烟室飞灰损失。该技术已在规模较大的回转窑上得到普遍采用，比如枞阳10000t/d生产线。
2)如果燃煤中硫含量偏高，窑内可能出现长厚窑皮或结后圈以及烟室结皮，通过采取如烟室料幕等技术，同时采用窑尾端扩大技术，可有效缓解这些不利影响，为生产线的稳定运行提供基础。
3)三次风管阀门开度可适当加大，从而可降低系统阻力，避免由于三次风管阀门开度太小而造成的阀体磨损的问题。
2.2高效低阻优化型第三代预分解系统
2.2,1 高效低阻型预热器系统
预热器规格为：C1:4- <P6.Om，C2~CS:2-@8.6m，旋风筒沿用第三代的二心2700大蜗壳形式，数值模拟计算结果表明，C，分离效率可达94%—96%，其他各级约90%，较第二代(C1分离效率93%—95%，其他约88%)有所提高，而系统阻力还有所下降。旋风筒采用计算机辅助模拟系统进行模拟，以优化其单体结构，使预热器系统达到高效低阻的目的。另外，每个旋风筒的进口蜗壳平段均改为斜切角（见图1），使整个预热器系统没有任何平段，减少预热器进口积料的可能性。
2.2.2新型高效撒料装置
预热器系统换热80%以上是在旋风筒之间的连接管道完成的，管道中换热以对流换热为主。当温差一定时，换热速率主要决定于生料分散的程度（固体微粒与气体接触的表面积）及气固间换热系数的大小。管道中物料的分散效果主要靠优化撒料装置来实现，提高换热系数主要靠选取适当的管内风速来实现。为此，我们进行了大量的冷态情况下撒料盒的撒料效果试验，并在此基础上开发新型高效撒料装置。
图2是部分撒料试验结果。
从图2可以看出，原撒料盒试验撒料效果不好，在撒料分隔板中物料高度集中且分布范围窄；而新型撒料装置的试验撤料效果较好，在撒料分隔板中物料分布范围较宽，物料高度相对较均匀。所有这些试验结果，我们通过计算机模拟也得到了类似的结论。
2.2.3低NO
X环保型分解炉
分解炉采用低NO
X环保型三喷腾TTF型。图3是TDF和TTF分解炉的结构对比。TTF分解炉可以有效提高炉的高度和容积，优化分解炉流场和浓度场，并通过改变入炉物料的上下分料比例，可以有效提高分解炉主燃烧区中心的燃烧温度和扩大高温区范围，从而提高在线型分解炉对煤质的适应性。
综合TTF分解炉特点，除了有喷腾效应、湍回流强、固气停留时、温度浓度场均匀、物料分散及换热好、结构简单和系统阻力低(600～800Pa)等特点以外，还有以下特点：
1) TTF炉为在线炉，可有效利用窑尾热焓。针对燃烧气氛不如离线分解炉的问题，合理分布C4下料，提高燃烧区域局部温度（主燃烧区中心温度可达1200—1300℃）；
2)延伸管道可增加气体和物料的停留时间，有利于分解炉功能的发挥，以及降低窑尾塔架高度；
3)分解炉有效容积约为3400m
3，考虑低NO
x分解炉方案，脱氮方式有三种：分三次风、预留分煤脱氮喷嘴及预留SNCR喷氨位置；
4)分解炉采用侧出风，取消“鹅颈”弯头，增加物料停留时间，消除塌料隐患；
5)优化分解炉燃烧器的安装位置，消除锥部结皮隐患。
2.2.4预分解系统其他优化改进措施
1)C,下料管采用双道锁风阀，加强锁风效果；
2)料管加设25mm厚的硅酸钙板，以降低其表面温度。
2.2.5 窑尾布置特点
1)塔架中间能够自下而上立柱，土建受力分布趋合理，为节省塔架钢质量（约200t）提供可能；
2)分解炉侧出风布置，与C5连接简单，Cs进口处可木设膨胀节；
3)炉布置在塔架中部，双列预热器对称布置在两
侧，分解炉的整体高度不影响塔架高度。
2.3新型高效第四代篦式冷却机
针对第三代冷却机暴露出的问题，我们重点在改善冷却效率、简化装备结构、采用模块设计、降低装备高度等方面进行了深入的技术研究和大量的模拟试验，同时对市场上现有的第四代冷却机进行调查研究，推出第四代无漏料行进式稳流冷却机。该套设备具有热回收效率高、运行可靠、磨损少、易维护、使用寿命长、结构紧凑、可降低整个烧成系统布置高度及节省烧成系统土建费用等显著特点。本项目第四代冷却机采用带中间辊破的形式。
结构特点如下：
1)传动方式为运动导轨式；
2)采用600mmx660mm篦板，列间密封更厚实；
3)采川我院自主研发的CF型稳流阀；
4)篦冷机宽度方向中间采用多条运动篦床，两侧分别各有半块固定篦板；
5)篦冷机长度方向共分十几个风室，采用中间辊破，后部预留锤破布置空间。
流量自动控制调节阎为纯机械自力式稳流阀，可以实现根据篦床上料层的厚度自动调节阀门的开闭和大小，进而达到自动调节供风量的功能，提高单位风量冷却效率，降低了不必要的损耗。CF型稳流阀就其原理而言，属重力+弹力的自力式稳流阀，稳流效果更加可靠和调节范围更宽。
2.4大推力低一次风量新型燃烧器
窑头燃烧器建议采用新一代的大推力低一次风量新型燃烧器，其具有一次风比例低（净风为8.5%，较老式燃烧器小3.5%—6.5%）、燃烧推力大（可达1500m/s·%以上）等技术特点。其高速的出口射流，大大强化了煤粉和高温二次风的混合，大大提高了煤粉燃烧效果。燃烧器火力强，火焰形状合理，对各种煤质包括无烟煤及低热值的劣质煤的适应性强。
该燃烧器为四风道结构，风道顺序为：（由外至内）冷却风、轴流风、煤风和旋流风。通过后三个通道的合理匹配设计，可在头部实现较大的负压卷吸区，有效的卷吸高温的二次风，确保窑头煤粉的稳定着火燃烧，同时冷却风道可有效防止燃烧器的头部磨损及保持一定形状的火焰，防止出现局部高温烧损窑皮的现象。同时由于一次净风量低，相应可降低系统NO,的生成量。由于无磨损，使用寿命可达2年以上。
2.5烧成系统参数
该生产线烧成系统技术参数见表2。
3、结束语
本项目目前正处于设计收尾、现场施工全面展开阶段，其实际运行效果和技术经济指标有待实际生产的进一步验证。
三门峡富通新能源销售回转窑、烘干机、干燥机、滚筒烘干机等设备。
