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随着新型干法水泥生产技术的不断发展,相关的研究也在不断深入进行。将计算机仿真技术用于新型干法窑系统是一项十分有意义的工作,它不仅可以替代大量的物理试验,大幅度降低研究开发成本,而且能从全系统的角度综合分析各类影响因素对系统性能指标的影响,在优化设计、优化生产操作、降低技术开发成本等方面均有重大意义。但国内目前这方面的研究工作还相当薄弱。本文修正并完善了Sim for NSPK(下称SimD)新型干法窑系统仿真软件,根据已有的相关理论以及经验、生产数据运用辨识建模方法建立了分解炉内煤粉燃烧模型、窑外预分解系统的压力模型,规范了程序编排,并且使仿真软件能够较形象、动态地反映水泥烧成系统各参数随给定控制参数的变化而改变的过程,使仿真软件的功能和易用性大大提升了一步。 由于模型的可靠性决定仿真结果的可信度,为使所用的模型能比较客观地表征实际系统,本文对表征模型的程序结构和功能进行了校核,同时还用耀县水泥厂#5窑、华新水泥厂#4窑、宁国水泥厂2#窑以及青海水泥厂#2窑的实际生产数据对仿真模型进行了验证。验证结果说明,本文所建立的NSP窑系统仿真模型是可靠的和合理的。 在新型干法水泥窑系统中,影响窑外预热系统功能发挥的因素很多,本文着重研究了分解炉中煤粉燃烬度、碳酸盐分解率以及预热器的各级旋风筒分离效率对窑尾系统热效率的影响,为分解炉、预热器的个性化优化设计提供了依据。本文还研究了分解炉喂煤比例对窑尾系统热效率的影响,为合理分配窑、炉喂煤比例提供了参考依据。 仿真试验研究表明:1)随着分解炉中煤粉燃烬度、碳酸盐分解率的提高以及喂煤与窑喂煤比的增加,窑尾系统热效率也随之增加。对于系统热效率高,热耗低的生产线,煤粉燃烬度的影响也略小一些;2)随着预热器各级旋风筒中分离效率的降低,窑尾系统热效率也随之降低,但各级的影响幅度差别很大。其中Cl的分离效率对系统性能的影响最大,且当分离效率超过约92%时,分离效率变化对系统的影响减弱。所以为了使系统稳定,能够充分发挥系统的生产能力,故应当使各级旋风筒的分离效率为88~90%以上,而Cl最好为94%-96%之间,南京工业大学硕士学位论文以保证系统稳定,同时也能最大限度发挥系统的生产能力;3)随着分解炉喂煤与窑喂煤比例的增加,窑尾系统热效率降低,预热器出口气体温度升高。 与原系统相比,本仿真系统有如下特点:操作简单,初步体现了动态仿真应有的“动态”特性,利用本软件可以进行窑外分解预热系统碳酸盐分解率、分解炉中煤粉燃烬度以及分解炉喂煤比例等影响因素对新型干法窑系统性能指标的影响并可用于对新型干法窑系统进行诊断,以了解该窑系统的优点及不足。