水泥窑炉高温气体分析仪与氨逃逸分析仪在烧成系统中的节能作用

案例3：四川棉竹白川水泥1000t/h回转窑煤耗
总煤耗量: =1.9+1.85 =3.75 t/h， 平均煤耗 =3.75t/h*24h/ 1000t=90kg/t
（<93kg/t）
装配Aerolite-165水 泥窑高温气体分析仪
锅炉的热平衡方程式
Qf = Q1+ Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 kJ/kg – Qf——1kg燃料带入炉内的热量，kJ/kg – Q1——锅炉有效利用热量，kJ/kg – Q2——排烟热损失，kJ/kg – Q3——化学未完全燃烧热损失，kJ/kg – Q4——机械未完全燃烧热损失，kJ/kg – Q5——散热损失，kJ/kg – Q6——其它热损失， kJ/kg
还原气氛的影响
（1）除降低燃煤效率、增加运行成本， （2）烧成中出现黄心料， （3）熟料易磨性差， （4）影响水泥的颜色， （5）严重的造成预分解系统粘结堵塞， （6）窑后结圈结球。
案例2：江苏某水泥厂2500T/D回转窑
预热器C1出口温度 为373℃， 预热器C1出口处烟 气中 CO：0.069%， O2：10.48%， 典型的空气过剩。
• 宜兴某水泥厂过剩空气系数： α ＝20.9%/(20.9%-10.48％)＝2.0
实践表明，过剩空气系数每降低0.1，燃煤炉的热效率可提 高1.3%。一般燃煤炉的最佳过剩空气系数为1.1~1.3。
宜兴水泥厂如到达白川水泥厂经济运行水平，可企望的节能 效益空间: (2.0-1.2)/0.1*1.3%=10.4%
生产熟料 节约用煤 煤价
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节约空间
200万吨/年 2.4万吨/年 550元/吨 1320万元
300万吨/年 3.6万吨/年 550元/吨 1980万元
500万吨/年 6.0万吨/年 550元/吨 3300万元
案例1：不完全燃烧模式：某2500T/D水泥生产线预热器出口CO和O2实 时曲线图：CO浓度在0.5 ~ 0.7%之间，O2 在1.2%左右，典型的还原气 氛。
水泥窑炉高温气体分析仪 与
氨逃逸分析仪
在烧成系统中的节能作用
三大节能技术
• 预热发电：工艺改造，减少用电量（节电技术） • 变频控制：设备改造，减少用电量（节电技术） • 烧成优化：优化控制，精细化管理，提高烧成效率
减少燃煤量（节煤技术）
2014年全国水泥行业整体表现
（美国地质调查局2015年1月矿产统计数据）
按年运行300天, 煤成本550元/吨计算，年新增效益： 17.9*24*300*10.4%*550/10000=737.2万元
结 论一
水泥窑高温气体分析仪可以强化燃烧过程的 优化控制和精细化管理，可给水泥企业带来 可观的节能效果。
氨逃逸检测仪对水泥企业的影响
为防止锅炉内煤燃烧后产生过多的NOx污染环境，应对煤 进行脱硝处理
案例2：江苏某水泥厂2500T/D回转窑的煤耗
总煤耗量 =12.5+5.4 =17.9t/h
平均煤耗： 17.9t/h*24h/ 2500t =171.83kg/t
案例3：四川棉竹白川水泥1000t/h回转窑
窑尾烟气温度为 1062℃； 窑尾烟气中 CO：0.00%， O2：3.57%， 控制在较理想的 温度和氧化气氛 状态。
（1）现有企业熟料烧成工段煤耗≤115公斤标煤/吨 （2）新建企业熟料烧成工段煤耗≤108公斤标煤/吨 （3）企业目标熟料烧成工段煤耗≤105公斤标煤/吨 政府目标：到"十二五"末,
全国水泥生产综合能耗应≤ 93公斤标准煤/吨 节煤空间：12~22公斤标准煤/吨
节约空间 ——按节约12公斤标煤/吨熟料计算
氨逃逸量
环保指标：氨逃逸率<8mg/Nm3
氨水量（t/h)
氨逃逸率(mg/Nm3)
氨水需用量
贵州某2500t/d生产线脱硝为例， 2500t/d的烟气量是 164580Nm3/h左右，一年按300天计算，年排放118500 万立方米废气。
若NOx排放值为1000mg/Nm3; NOx排放要降到320 mg/Nm3以下，年减排NOx为806吨，采用SNCR脱硝，选 择氨水（浓度25%）作还原剂，年需耗氨水1827吨，每天 6.09吨。实际脱硝项目每小时的喷氨量为0.5~0.8t/h,每天 用量达12~19吨。
• 产量高 水泥：全球41.8亿吨，中国25亿吨，占59.8%； 熟料：全球35.7亿吨，中国20亿吨，占56%。）
• 耗能大：年消耗标煤占全国总量约7%； • 碳排放多：二氧化碳排放占全国总量10%以上 • 能效低：平均每吨水泥熟料烧成标煤耗比国际先进
水平高约15%
GB16780-2012 《水泥单位产品能源消耗限额规定》
主要脱硝技术： • 选择性非催化还原技术（SNCR）：是一种不使用催化剂，
在 850～1100℃温度范围内还原NOx的方法。最常使用的 药品为氨和尿素。 • 选择性催化还原技术（SCR）：利用还原剂(NH3, 尿素)在 金属催化剂作用下, 选择性地与 NOx 反应生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故称为“ 选择性” 。世界上流行的 SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法 SCR 2种。
或者，100% = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 +q6 其中：煤粉炉的q4范围：0.5%~5%
大中型锅炉的 q2 约为4～8%
过剩空气系数α
过剩空气系数：是燃料燃烧时实际空气需要量与理论空气需要 量之比值，用“α ”表示。 计算公式：α ＝20.9%/(20.9%-O2实测值)
选择合理的过量空气系数，使化学不完全燃烧热损失Q3、机械 不完全燃烧热损失Q4和排烟热损失Q2将达到最佳值，锅炉 热效率ŋ =Q1/Qf达到最大值，此时α 为最佳过剩空气系数。
举例：锅炉测试时O2实测值为13%， 过剩空气系数α ＝20.9%/(20.9%-13％)＝2.6
国标规定： 燃煤锅炉过剩空气系数α ＝1.8；（O2=9.29%） 燃油燃气锅炉过剩空气系数α ＝1.2；（O2=3.48%）
实例比较（按C1出口处的烟气含氧量计算）
• 四川白川水泥厂回转窑的过剩空气系数： α ＝20.9%/(20.9%-3.57％)＝1.2