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水泥工业是重点耗能工业,水泥熟料烧成系统是水泥生产的主要能耗环节,水泥熟料烧成系统以煤炭为能源,煤炭燃烧提供生料分解、熟料烧成所需的热量。熟料煤耗和热效率是烧成系统的关键参数。水泥企业一般会根据分解炉、回转窑用煤量和熟料产量来计算熟料煤耗,但是烧成系统热效率无法实时得到,煤粉的利用效率也无法进行精确的计算,针对熟料烧成系统热量流向、流量、热效率及煤粉利用效率无法实时获取的问题,对烧成系统煤效进行深入研究。首先,确定整个烧成系统的构成和影响煤效的因素,影响煤效高低的因素一般有原料和燃料状况、熟料控制指标、系统设计合理性、系统操作水平及运行状况等。从热量角度出发,基于物料平衡和热平衡原理进行煤效分析计算,计算所需要的基础数据来源于工业现场的实时运行数据,计算参数包括物料化学成分分析、煤粉工业分析、质量参数、压力参数、体积参数、温度参数、烟气成分参数、热容参数、密度参数、含尘浓度参数、系统表面散热参数和其它参数,有些参数可以直接从现场获取,但是也有很多参数无法获取,对这些参数建立模型算法或参考权威资料进行计算或估算。通过一系列数据计算可以得到整个烧成系统物料流向和大小、热量的流向和流量以及烧成系统热效率。其次,通过对烧成系统各个环节的热量流量大小分析发现,烧成系统热量主要来源是燃料燃烧,热量主要去向是熟料形成热、预热器出口废气显热和窑头AQC余热锅炉进风显热。燃料燃烧热量与煤粉流量和煤粉热值有关,针对煤粉热值无法实时获取的问题,通过分析分解炉的工况计算煤粉低位热值的在线校正值。熟料形成热大小与熟料成分有关,针对熟料成分无法实时获取的问题,开发远程网页录入的功能,化验员将每次化验数据准时录入远程数据库供煤效分析软件调用。预热器出口废气显热与预热器出口废气量和出口废气温度有关,根据高温风机进风量来计算预热器出口废气量,双系列五级旋风预热器一般会有四个预热器出口废气温度测点,为得到一个准确的温度监测值,运用自适应分批估计算法将四个监测值融合为一个值,作为预热器出口废气温度值。窑头余热锅炉进风显热主要与窑头余热锅炉进风量和进风温度有关,根据窑头排风机风量来估算窑头余热锅炉进风量,进风温度数据取自工控系统。最后,基于各个参数的模型算法开发煤效分析软件,实时计算烧成系统各环节热量大小和热效率高低,实时监测热量流向及流量。煤效分析软件应用于工业现场,不仅能够提供良好的网页浏览监控的功能,而且能够实时计算现场的风量、物料量、热量及热效率的大小,为调度员优化调度和操作员优化控制提供数据支持。