在水泥生产线热工测定中，水泥回转窑次风温的测量一直是困扰热工测定的难题之一。实测出的二次风温从700～1250℃不等，与实际窑系统和冷却机的热平衡很难吻合，实际测量与热平衡的误差通常在100℃左右，有时偏高，有时偏低。而人们常常把这误差归结于高温气流的测温误差，虽然在测量中按标准规定采用抽气热电偶测温，但测量精度仍然不能满足实际需要，而被迫用热平衡值来代替实测值。

就系统热平衡而言，需要测定截面上的热流分布，以确定穿过系统界面的热量。而测量截面的热流分布实际上非常困难，通常需要测量平均温度和平均流速来确定。确定回转窑平均温度需测定断面上的温度分布，测量平均速度要求测点的风速分布不能太复杂，这对实际测点位置的选择提出了要求，尽量远离弯头和变径等引起流场复杂变化的部件，以使测量得到简化。而实际系统要满足上述要求是比较困难的，这是二次风温测量中误差的一个重要来源。

通常采用抽气热电偶测量二次风温。这是因为二次风速较低，一般每秒只有几米，而物料、壁面和气流的温差较大，采用抽气电偶测量二次风温可减少因壁面和物料辐射导致的测温误差。一般水泥厂设备回转窑测定使用的抽气热电偶是按照国标推荐的形式，其测量误差一般可控制在3%左右[1]，但实际误差则在10%左右。表1是一组二次风温实测数据和热平衡值，其中A、B两条生产线都是大型干法水泥生产线，均使用推动篦式冷却机，因此具有一定的可比性。由表1可以看出，在不同的生产线上测量，其测量值与热平衡结果的误差有明显差异。从现场测试数据上看，用辐射误差来解释测量误差是不合适的，因为类似的系统中热电偶所受到的热辐射情况类似，误差或者都偏正方向，或者都偏负方向。在现场测试时，将抽气热电偶放入测试位置后，先不抽气测得风速为零时的温度，再抽气后温度明显上升，这表明气体温度确实比壁面温度要高。而A厂的实测值比热平衡值高，B厂的实测值比热平衡值低，实测时的重复性误差小于2%。此外，A线和B线是同一种类型的冷却机，其熟料的单位热耗差距并不十分大，而实侧数据相差较大，这说明除测量误差外还有其它的误差来源。

看出，测量的C线二次风温和料温明显低于A、B两线，但热耗却比B线低，比A线高。二次风温的高低应反映的是冷却机的效率，这意味着C线系统中冷却机的效率远低于A、B线，窑系统的效率则远高于A、B两线。而实际上A线窑炉系统的热效率在全国是领先的，这从系统的其他测试参数可以明显看出。由此可见，这种方式测出的二次风温由于误差的影响，即使满足热平衡，对于系统的实际状况仍不能给出正确的指导。

在新型干法水泥生产线技术中,DD 预分解法是一种非常典型的窑外分解技术,DD 预分解法的全称是Dual Com bu st ion and Den it rat ion P rocess, 即双重燃烧与脱氮(预分解)过程。我国的天津水泥设计研究院曾经购买了该预分解技术, 经过再研发推出了该单位自己的窑外预分解水泥熟料烧成技术。其中, 典型的分解炉有TDF 分解炉及其派生的分解炉(TSD 分解炉, TFD 分解炉, TWD 分解炉等)。最近, 日本的神户制钢公司和日本的太平洋水泥公司(原日本水泥公司)根据社会发展的新要求,经过研发又推出DD 分解炉的系列改进型2 DD ê 分解炉,DDê d 分解炉,DDê x 分解炉。图1 表示就是DD 分解炉与这三种改进型的DD 分解炉的比较。推出这些DD 分解炉的目的是为了适应更多品种的原
料、燃料, 以及为了满足更为严格的环保标准。这3种分解炉的特点如下:图1　DD 分解炉与3 种改进型的DD 分解炉(1)DDê 分解炉和DDê d 分解炉DDê 型分解炉和DD ê d 型是一种高温燃烧型的分解炉, 在这两种类型分解炉内保持高温的目的是为了能够燃烧一些更为难烧的燃料, 像石焦油、无烟煤以及一些工业废料。传统DD 分解炉的结构是1 个圆筒体, 它是由2个室所组成, 下一个室是一个燃烧室, 上一个室是混合室, 室之间是一个缩口。3 次风管与煤粉燃烧位于燃烧室的底部。煤粉燃烧器位于3 次风管的口处的上方, 这样可以保证煤粉在有充足氧气的情况下进行燃烧。预热生料的下料点位于燃烧器的上方, 这样可以防止此处因过热而损坏耐火材料, 生料的下料处配置有一个可调式的可撒料箱。
DDê 型分解炉为了改善燃料的燃烧条件, 需要满足以下3 个条件: 第一, 高温; 第二, 有足够的燃烬时间; 第三, 在高氧气浓度中燃烧。　DDê 分解炉的结构为了满足这些条件, 与DD 炉相比,DD ê 作了分送到DDê 分解炉上面的混合室。② 加大燃烧室和混合室的容积。③ 燃烧室的下料点稍稍偏离燃烧器。DDê 分解炉的结构见图2。进行上述改进措施的理由是: 通过改进措施, 能够将一部分预热生料分向混合室, 实际上是减少了燃烧室内生粉的吸热量, 这必然会升高燃烧区域的温度, 至于分走多少预热生料, 这与燃料的性质有关, 需要在具体生产中进行摸索与优化。具体措施是通过调节分料阀来实现, 当然, 分走的生料多, 有利的一方面是燃烧室内的温度升高; 但是, 不利因素却是由此可能引起燃烧室内耐火材料的过热、耐火衬砖被损坏、发生结皮堵塞事故等一系列问题的出现。一般来说, 要控制DDê 分解炉燃烧室出口处的温度
不超过980 ℃; 在改进措施②中, 加大燃烧室和混合室的体积是为了延长燃料在分解炉内的停留时间;在改进措施③中, 下料点偏离燃烧室是为了提高燃料着火燃烧处的温度与该处的氧气浓度。为了进一步提高燃料以及气固流在分解炉内的停留时间, 日本的神户制钢公司和日本的太平洋水泥公司在DD ê 分解炉的基础上, 又推出DD ê d 分解炉,DD ê d 分解炉设置了两个缩口, 以适应更为难燃烧的一类燃料。尽管分走了一部分预热料(10%～ 20% )到混合室, 但是由于大部分的燃料(80%～ 90% )仍在燃烧室内, 因此出DD ê 分解炉与DD ê d 分解炉生料的
分解率仍可保持在92%左右(2)DDê x 型分解炉DDê x 分解炉是低NOX 型分解炉, 在下料方式上,DD ê x 分解炉与DD ê d 分解炉相类似, 而主要区别点就是三次风的入炉方式上,DD ê x 分解炉的三次风被分成三处入炉。在每一个三次风入炉处的上方都有一个燃烧器, 所以DDê x 属于多级燃烧的分解炉, 图3 是DDê x 分解炉的结构简图。分解炉的结构简图Dê x 分解炉降低NOX 排放浓度的工作原理
主要集中在2 个方面: 一是将出窑废气中的NOX 尽可能地还原为N 2, 二是减少分解炉内NOX 的生成量。其中, 第一个方面是利用燃烧室下面的还原烧嘴产生还原气氛来实现(空气过剩系数在0. 85～ 1. 0的范围) , 第二个方面是依靠分解炉内多重燃烧的原理来实现, 对于DD ê x 分解炉来说, 其燃烧室内的温度和三次风量都是可调的, 以便于生产操作上的优化。DDê x 分解炉的NOX 排放浓度比传统DD 分解炉的排放浓度要低50%左右。

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