天津院從上世紀(jì)70年代開始研究開發(fā)新型干法水泥生產(chǎn)工藝技術(shù)，經(jīng)過30多年的努力，開發(fā)出日產(chǎn)2000～10000t/d生產(chǎn)技術(shù)裝備，無論2000t/d，還是3000t/d、4000t/d、5000t/d、10000t/d均是國內(nèi)首套投產(chǎn)應(yīng)用。在此過程中技術(shù)水平不斷提高，裝備結(jié)構(gòu)性能不斷升級，經(jīng)歷了三代的技術(shù)發(fā)展：

第一代預(yù)分解技術(shù)：1982年設(shè)計完成了國產(chǎn)首條2000t/d新型干法工藝線及成套裝備——江西水泥廠3號窯生產(chǎn)線，被譽(yù)為中國水泥發(fā)展史上的一個“里程碑”。

第二代預(yù)分解技術(shù)：上世紀(jì)80年代中期天津院將所有引進(jìn)技術(shù)制造的設(shè)備集中應(yīng)用于雙陽水泥廠2000 t/d生產(chǎn)線。在引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上，天津院研制出一大批自主知識核心技術(shù)的裝備產(chǎn)品。從90年代至今已建成了2500t/d、3000t/d、4000t/d、5000t/d和6000t/d水泥熟料生產(chǎn)線，實現(xiàn)了中國水泥工業(yè)新型干法技術(shù)的全面發(fā)展。

第三代預(yù)分解技術(shù)：在總結(jié)已有的預(yù)分解系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合大部分水泥廠原、燃料的實際情況，全面提升預(yù)分解系統(tǒng)的性能，包括工藝、環(huán)保性能及設(shè)計優(yōu)化，達(dá)到在低阻低耗的前提下，降低預(yù)分解系統(tǒng)的投資費用，降低NOx、S02等廢氣中有害組分的排放，實現(xiàn)資源的綜合利用。

新一代燒成節(jié)能新技術(shù)

當(dāng)前天津院正在研究開發(fā)的燒成節(jié)能新技術(shù)是總結(jié)前三代技術(shù)的基礎(chǔ)開展的，其技術(shù)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下：

開發(fā)以5000t/d級規(guī)模為代表的新型低熱耗低排放的6級預(yù)分解系統(tǒng)、二檔短窯、步進(jìn)式無漏料新型冷卻機(jī)、高效燃燒器組成的燒成系統(tǒng)生產(chǎn)線，整體滿足焚燒處理廢棄物的要求，留有處置廢棄物的接口。系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為：

a.熟料熱耗2885kJ/kg(690kcal/kg)

b.系統(tǒng)年生產(chǎn)平均熱耗3050kJ/kg(730kcal/kg)

c. 熱耗比目前同規(guī)模生產(chǎn)線節(jié)省250kJ/kg60kcal/kg)

d.熟料電耗≤l8kWh/t

e.NOx排放值≤500mg/Nm3，也可實現(xiàn)≤200mg/Nm3的目標(biāo)。

f.熟料強(qiáng)度≥60MPa。

上述指標(biāo)的實現(xiàn)將使天津院的預(yù)分解系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)得到全面的大幅提升。而目前已完成的工作情況如下：

(1) 新一代6級預(yù)分解系統(tǒng)已完成設(shè)備工藝開發(fā)，天津院已把之用于國外工程中。

① 分解爐

采用高效環(huán)保型，它是在對原燃料特性研究、機(jī)理分析、冷態(tài)模擬試驗、CFD研究、現(xiàn)場測試等基礎(chǔ)上開發(fā)完成的TTF型式的分解爐，具有三噴騰和碰頂效應(yīng)、TTF爐固氣停留時間比(m/g=4.8)大，上下料點合理分料，可以實現(xiàn)分解爐主燃燒區(qū)中部局部溫度可達(dá)～l 300℃，可大幅提高煤粉燃燒效果，高溫區(qū)間設(shè)計～l.5s，可保證劣質(zhì)煤及無煙煤的充分燃燒;雙通道對稱四點噴入喂煤，優(yōu)化分解爐溫度場;開發(fā)了燃料分級、分風(fēng)分級分解爐組織燃燒技術(shù)減低N0x排放。確保系統(tǒng)N0x指標(biāo)小于500mg/Nm3。必要時投入研發(fā)的SNCR技術(shù)在廢氣中噴氨水進(jìn)一步降低N0x排放。

②6級預(yù)熱器

a.天津院開發(fā)的6級預(yù)熱器系統(tǒng)，出預(yù)熱器廢氣溫度可降低至280℃左右，按5級預(yù)熱器系統(tǒng)較好的出預(yù)熱器廢氣溫度315℃考慮.可降低35℃左右，氣體量按1.43Nm3/kg·cl考慮，則每公斤熟料降低能耗72kJ/kg·cl。

b.燒成窯尾系統(tǒng)采用6級預(yù)熱器后，出預(yù)熱器系統(tǒng)的廢氣溫度已大幅度降低，可以結(jié)合采用管道噴水和無增濕塔技術(shù)。假如采用6級預(yù)熱器，由于廢氣溫度被降至280℃左右，噴水降溫只需100%左右即可滿足廢氣直接入袋收塵器的要求，比較容易實現(xiàn)。

c.6級預(yù)分解系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計中，充分考慮1級預(yù)熱器著重強(qiáng)調(diào)其收塵效率，采用高效型旋風(fēng)筒的設(shè)計思路，2～6級預(yù)熱器的設(shè)計思路在現(xiàn)有天津院預(yù)熱器結(jié)構(gòu)型式基礎(chǔ)上，適當(dāng)進(jìn)行包括旋風(fēng)筒高度尤其是柱體高度等的優(yōu)化，力爭使6級預(yù)熱器的窯尾框架高度比目前5級預(yù)熱器的窯尾框架高度不產(chǎn)生較大的增加。

由上述分析可知：采用6級預(yù)熱器系統(tǒng)比5級系統(tǒng)每公斤熟料降低能耗72kJ/kg·cl，并可以節(jié)省水消耗，系統(tǒng)投資略有增加，但3.3年即可回收投資，從節(jié)能降耗的長遠(yuǎn)利益考慮。采用6級預(yù)熱器系統(tǒng)是可行經(jīng)濟(jì)的方案。二檔窯

天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司目前已開發(fā)了日產(chǎn)3000噸級及日產(chǎn)5000噸級生產(chǎn)線配套的二檔窯，規(guī)格分別為Φ4.2m×50m和Φ5.0m×60m。在開發(fā)中解決的關(guān)鍵問題：

①二檔窯比三檔窯減少了一個支承，由此引起的筒體受力變化并制定了合理的解決方法。

②適宜的二檔窯支承裝置是本設(shè)備設(shè)計的一個核心技術(shù)。我們研制自位托輪支承裝置，當(dāng)筒體彎曲時，自位托輪支承裝置能夠隨輪帶位置的變化而進(jìn)行自位調(diào)整，保證輪帶與托輪的良好接觸，確�；剞D(zhuǎn)窯的長期、穩(wěn)定、安全運行。

天津院開發(fā)的二檔窯的顯著優(yōu)點：

①節(jié)能：二檔窯每噸熟料降低熱耗0.5kg標(biāo)準(zhǔn)煤以上。

②降低投資：可減輕設(shè)備的重量～10%，混凝土用量可減少～15%。鋼走道的長度可減少～30%，并減少占地面積，減少了工程造價。

③降低設(shè)備運行費用：由于窯徑適當(dāng)擴(kuò)大，單位截面上熱負(fù)荷降低，窯內(nèi)襯料消耗少;因采用二擋支承，機(jī)械受力由靜不定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為簡支梁結(jié)構(gòu)，避免了因窯墩沉降引起的設(shè)備故障，降低設(shè)備的維護(hù)費用。

④其他方面的優(yōu)點：因采用二擋支承，安裝時找正容易，安裝簡化：由于窯徑適當(dāng)擴(kuò)大，窯內(nèi)物料熱交換效果好，對原、燃料的適應(yīng)性強(qiáng)

(3)行進(jìn)式穩(wěn)流冷卻機(jī)

冷卻機(jī)是水泥生產(chǎn)線熟料燒成系統(tǒng)配套的主機(jī)設(shè)備，天津院有限公司新一代篦冷機(jī)的主要性能與第三代相比，結(jié)構(gòu)更簡捷、新穎，篦板壽命更長，安裝更為方便，它結(jié)構(gòu)簡捷、合理、可動部件少，設(shè)備的維護(hù)成本低以及磨損程度低。突出特點是主體無漏料、模塊化設(shè)計、步進(jìn)式傳動、熟料槽保護(hù)篦板、磨損部件少且價格低、熟料均勻分布、模塊密封等，主體體現(xiàn)高效、節(jié)能特點。

目前已經(jīng)完成了篦板、流量閥的試驗研究和裝備開發(fā)工藝資料，已全面開展了裝備設(shè)計工作，預(yù)計今年年底完成第一臺無漏料步進(jìn)式冷氣機(jī)的制造及應(yīng)用。