水泥工程技術(shù)與實踐

前言

21世紀之初的十年，是我國水泥工業(yè)飛速發(fā)展的十年，無論在水泥產(chǎn)能和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，還是在水泥生產(chǎn)技術(shù)及其裝備上均發(fā)生了翻天覆地的變化。   在水泥產(chǎn)能和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面：十年里新型干法水泥產(chǎn)能由2000年不到055億噸（當年全國水泥總產(chǎn)量約58億噸）提高到2010年的158億噸（當年全國水泥總產(chǎn)量約187億噸），平均每年約以40%的速度增長（全國水泥總產(chǎn)能每年以12%的速度增長），使得新型干法窯的產(chǎn)能從十年前占總產(chǎn)量的10%提高到當前的80%以上；水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從過去以立窯生產(chǎn)為主到以新型干法窯生產(chǎn)為主，實現(xiàn)了產(chǎn)能與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的雙飛躍。   在生產(chǎn)技術(shù)和裝備方面：十年里實現(xiàn)了從技術(shù)引進、消化、吸收、仿制到獨立研發(fā)、集成、創(chuàng)新的“工程化”轉(zhuǎn)變；從資源適應型到系統(tǒng)適應型、從局部優(yōu)化到全局優(yōu)化設計理念的轉(zhuǎn)變；從簡單復制、套用到有針對性的個性化快速設計方法的轉(zhuǎn)變；從選擇性資源利用到資源合理搭配以提高資源利用率觀念上的轉(zhuǎn)變；從自身環(huán)境指標控制到步入循環(huán)經(jīng)濟增強社會環(huán)境控制能力的轉(zhuǎn)變。   在技術(shù)服務管理方式方面：十年里實現(xiàn)了從單一化工程設計服務到工程總承包服務管理方式的變化和從滿足國內(nèi)需求到大規(guī)模高端技術(shù)輸出國外市場的變化，實現(xiàn)了國內(nèi)先進到國際領先的目標要求。   十年跨越式大發(fā)展中的每一點進步，無不凝聚了老一代人為之精心策劃，無私奉獻；中年人為之奮勇攀登，開拓創(chuàng)新；年輕人好學鉆研，傳承發(fā)揚所付出的智慧和汗水。為了鞏固現(xiàn)已取得的成果和地位，我們必須堅持不斷地在系統(tǒng)優(yōu)化、節(jié)能、降耗、提高環(huán)境控制能力、合理利用外部資源和開拓自身資源利用等方面，繼續(xù)開創(chuàng)新局面，走出水泥工業(yè)科學發(fā)展的新路子。隨著我國大規(guī)?；A設施建設的完成和將來的減緩，未來水泥工業(yè)的功能和目標將會發(fā)生轉(zhuǎn)移，即以水泥為主要產(chǎn)品的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)化為以消納社會各類廢棄物和自身資源開發(fā)利用為主、水泥產(chǎn)品為輔的生產(chǎn)模式。   本人有幸經(jīng)歷了我國水泥工業(yè)技術(shù)從引進、消化、吸收、仿制、改進、完善、提高到獨立研發(fā)、集成、創(chuàng)新、形成自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的全過程；也和眾多水泥業(yè)界的同仁一樣，在技術(shù)研發(fā)、設計、工程建設、生產(chǎn)、管理等方面為該領域的發(fā)展做了一些有益的工作。但是我更為有幸的是在踏上工作崗位之前，遇到了引領我進入行業(yè)之門的胡道和教授以及那些循循善誘、誨人不倦的老師們，是他們?yōu)槲页鋵嵙瞬饺肷鐣馁Y本，使我跨上了一個高起點的工作平臺，有機會得到行業(yè)內(nèi)許多資深領導和一流專家的指點與教誨；在后來的工作中又有幸遇到了一個高瞻遠矚、支持創(chuàng)新的領導團隊，是他們的信任和呵護，使我能有一個良好的工作氛圍；在具體的工作過程中，又遇到了一群敢于吃苦、樂于奉獻的同事，使我所在的團隊稍稍有了一些成績。近來在領導和同事們的多次鼓勵下，我將過去20多年來團隊的奮斗“足跡”編排整理、集結(jié)成冊，獻給共同見證過這一過程的同仁們，同時也希冀能為繼往開來者提供一些有益的參考。   經(jīng)篩選本書收集了論文80余篇，分成如下三個主題：   第一，新型干法水泥燒成系統(tǒng)的理論及實踐；   第二，廢棄物資源化利用，從觀念創(chuàng)新、基礎實驗、裝備開發(fā)等方面，闡述了利用新型干法水泥窯協(xié)同處置廢棄物的研究成果。   第三，水泥工程設計理念與技術(shù)創(chuàng)新的思考。   本書在整理過程中，得到了我的導師胡道和教授的大力支持和多次指教，她在忍受病痛的情況下通讀了稿件，不僅提出了許多建設性的修改意見，并為之欣然提筆，濃情作序。中材料集團譚仲明董事長在百忙之中抽出寶貴的時間，為文集的出版寫了序言，給予了很高的評價。在此感謝以譚仲明董事長為首的集團和公司領導給予的關(guān)心、支持和鼓勵；感謝與我朝夕相處的同事們，是他們與我共同完成了一項項生產(chǎn)任務，才留下了這些印跡。   由于時間的關(guān)系，書中存在不妥和不足之處，希望讀者給予指正。 2011年11月于南京

內(nèi)容概要

　　本書收錄了現(xiàn)代水泥工程技術(shù)相關(guān)論文80余篇，分為水泥新型干法燒成系統(tǒng)的理論與實踐、廢棄物資源化利用、技術(shù)裝備過程開發(fā)研究、水泥工程設計理念與技術(shù)創(chuàng)新思考等五個部分，內(nèi)容涉及水泥新型干法新裝備、新工藝、新技術(shù)的研究與應用，集中反映了以預熱預分解技術(shù)為核心的水泥熟料燒成系統(tǒng)和利用水泥窯協(xié)同處置城市廢棄物的關(guān)鍵技術(shù)及開拓性研究成果。
　　本書可供從事水泥工程設計、科研、管理等工作的相關(guān)人員閱讀，尤其對生產(chǎn)一線技術(shù)人員有較高的使用價值，高等院校相關(guān)專業(yè)的師生也可參考。

作者簡介

蔡玉良，男，全國工程勘察設計大師、中央企業(yè)勞動模范、享有國務院特殊津貼、江蘇省“333”工程培養(yǎng)的首批中青年科技領軍人才。1988年畢業(yè)于南京化工學院硅酸鹽工程熱物理專業(yè)，師從胡道和教授，獲碩士學位，畢業(yè)后分配到南京水泥工業(yè)設計研究院(現(xiàn)中國中材國際工程股份公司)，長期在生產(chǎn)一線從事水泥工程及相關(guān)領域內(nèi)新工藝、新技術(shù)的研發(fā)、應用、調(diào)試、評估等一系列開拓性的工作。先后主持并承擔完成了國家和省市重大科技支撐及工程應用項目等7項；建立了“模擬優(yōu)化控制設計”系統(tǒng)技術(shù)，為快速實現(xiàn)系統(tǒng)個性化設計奠定了基礎。獲國家和省部級科學技術(shù)進步類獎5項，工程設計與咨詢類獎7項，其中“水泥窯預熱器、預分解系統(tǒng)集成優(yōu)化與工程應用”榮獲2004年度國家科技進步二等獎。參與編著《氣固過程工程學及其在水泥工業(yè)中的應用》等圖書五部。

書籍目錄

第一部分 水泥新型干法燒成系統(tǒng)的理論與實踐
第一篇 基礎研究
預熱器系統(tǒng)分離效率參數(shù)分布的探討蔡玉良
旋風預熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的探討蔡玉良
窯外分解窯系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的反求
4000t/d帶流化分解爐窯系統(tǒng)參數(shù)模擬研究蔡玉良王偉
流化分解爐冷模實驗研究
流化分解爐內(nèi)部熱態(tài)過程的計算及分析
旋風預熱器分離效率的間接測定與估算
無內(nèi)筒旋風筒的性能研究
數(shù)據(jù)處理方法對無煙煤燃燒動力學參數(shù)求解結(jié)果的影響
湯升亮蔡玉良俞剛董益名
原燃料特性對燒成熱耗的影響分析
氧化鎂對水泥熟料煅燒和水泥水化的影響
生料中各成分的顆粒細度對熟料燒成質(zhì)量影響的實驗分析
第二篇 數(shù)值模擬分析研究
對邗江型五級預熱器系統(tǒng)熱效率的研究王偉蔡玉良
預分解系統(tǒng)單體模擬與實踐應用
噴旋管道式分解爐內(nèi)燃燒和分解過程的CFD模擬研究
數(shù)值虛擬實驗在水泥燒成系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新中的應用
燒成系統(tǒng)旁路放風裝置的過程研究與開發(fā)設計
立磨機內(nèi)部氣固兩相流的模擬分析
臥式旋風筒的數(shù)值模擬分析
第三篇 減排技術(shù)過程研究
水泥工業(yè)二氧化碳減排及資源化技術(shù)初探
燃料氮在高溫懸浮態(tài)反應生成NO的特性研究
低NOx型分解爐內(nèi)部過程的數(shù)值模擬研究
預分解系統(tǒng)分級燃燒技術(shù)的數(shù)值模擬和工程脫氮效果實驗研究
水泥窯燃用少量水煤漿降低NOx嘗試性實驗研究
第四篇 工程實踐
淮海水泥廠預熱器系統(tǒng)局部結(jié)構(gòu)改造蔡玉良
立筒預熱器技術(shù)改造的意見蔡玉良王偉
白馬山水泥廠再改造工程介紹蔡玉良
2000t/d超短窯燒成系統(tǒng)的操作蔡玉良趙小亮楊德建
英德水泥廠號窯生產(chǎn)質(zhì)量控制與分析蔡玉良
5000t/d燒成系統(tǒng)的開發(fā)設計及技術(shù)指標控制
銅陵海螺5000t/d燒成系統(tǒng)的技術(shù)配置與運行情況分析
NC系列窯系統(tǒng)熱工測定的技術(shù)實踐
燃無煙煤及其他難燃煤工程技術(shù)的開發(fā)設計與應用實踐
渦流空氣選粉機分級性能模擬預測與實踐結(jié)果比較
第二部分 廢棄物資源化利用
第一篇 工藝過程研究
預分解系統(tǒng)技術(shù)在環(huán)保工程中的應用
用預分解技術(shù)處理工業(yè)廢渣的熱化學過程分析與實踐
城市垃圾減容化和資源化的一種有效途徑
利用水泥回轉(zhuǎn)窯處理城市生活垃圾辛美靜楊學權(quán)
利用新型干法水泥窯系統(tǒng)處置城市垃圾
利用水泥生產(chǎn)技術(shù)處置城市生活垃圾的經(jīng)濟運行過程分析
利用新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)處置城市生活垃圾的基本操作與控制模式分析
循環(huán)經(jīng)濟視角下水泥工業(yè)和垃圾處理產(chǎn)業(yè)的“雙贏”選擇
利用水泥燒成系統(tǒng)處置城市廢棄物應該注意的問題
加速配套制度建立 推進水泥工藝處理城市生活垃圾的進程
利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)
第二篇 基礎實驗研究
城市生活垃圾中重金屬對水泥性能的影響
利用水泥回轉(zhuǎn)窯處理城市生活垃圾時重金屬滲濾性研究
水泥窯處置廢棄物中重金屬遷移行為的研究進展
水泥窯處置城市生活垃圾后續(xù)產(chǎn)品中重金屬的浸出遷移性研究
不同pH值浸取液對重金屬長期浸出行為的影響
養(yǎng)護時間對水泥制品中重金屬浸出特性的影響
城市生活垃圾中主要可燃組分的熱解及燃燒特性研究
水泥窯焚燒生物質(zhì)資源過程中產(chǎn)生焦油的研究
城市生活垃圾中有機質(zhì)產(chǎn)氣及焦化特性研究
利用水泥窯處置城市生活垃圾預處理過程中發(fā)酵抑制及除臭解決方法
水泥廠處置城市垃圾時滲濾液的處理
水泥生產(chǎn)過程中特殊原燃料使用對耐火材料與設備腐蝕問題
城市生活垃圾成分及其波動對水泥窯的影響分析
利用水泥回轉(zhuǎn)窯焚燒處理污泥過程中污泥揮發(fā)性有機物成分的分析研究
復分解反應中添加劑對輕質(zhì)碳酸鈣顆粒形貌的調(diào)控
第三部分 技術(shù)裝備過程開發(fā)研究
噴霧器的開發(fā)設計及其在水泥工業(yè)中的應用研究
滾筒篩內(nèi)物料運動過程的分析
生活垃圾重力分選機的開發(fā)計算
可燃替代燃料煤粉燃燒器的數(shù)值模擬研究
5000t/d熟料水泥生產(chǎn)線分解爐燃油燃燒器設計開發(fā)
NC型第四代篦式冷卻機結(jié)構(gòu)特性及過程控制模型研究
第四部分 水泥工程設計理念與技術(shù)創(chuàng)新的思考
反求工程方法在水泥工業(yè)中的應用
流化分解爐熱態(tài)技術(shù)分析及系統(tǒng)的最佳配合
中小型燒成系統(tǒng)開發(fā)設計的特點及理論基礎
預分解系統(tǒng)開發(fā)研究與設計方法的探討
新型預分解系統(tǒng)的研究開發(fā)和設計特點
旋風預熱器系統(tǒng)組合性能的研究
濕磨干燒工程中的理論與技術(shù)創(chuàng)新活動
非線性規(guī)劃在水泥工業(yè)工程設計中的應用
世界水泥工業(yè)科技發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
對水泥工程技術(shù)研發(fā)設計理念及其變化的思考
水泥工業(yè)與生物能源生產(chǎn)及應用技術(shù)初探
中國水泥工業(yè)的暢想
第五部分 英文論文
Back calculation of technological paramete for PC system
Multi-objective decision making method in dynamic interactive
decision support system
The calgulation and analysis on hot state process of the fluidized
calcining furnace
Analysis of basic operation and control model when disposing MSW by
new precalciner production line
The co?disposing technology of municipal solid waste by new
precalcining kiln system

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   預分解系統(tǒng)單體模擬與實踐應用 蔡玉良 丁蘇東 葉旭初 胡道和 一、概述 本文從工程應用的角度出發(fā)，采用cFD技術(shù)對新型干法水泥熟料生產(chǎn)技術(shù)中主要的單體設備旋風預熱器和分解爐進行數(shù)值模擬計算，取得相應預測結(jié)果以指導工程的個性化設計。 1.數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展概況 自20世紀60年代后期以來的40年中，在理論流體力學的基本規(guī)律和概念指導下，計算流體力學解決了流體運動過程中的許多疑難問題，解決了三維空間內(nèi)的流體流動的技術(shù)問題。采用方程組離散和迭代的計算方法，突破了求解非線性偏微分方程組的困難，使得流體力學數(shù)值計算技術(shù)日趨成熟，并在工程技術(shù)研究領域得到廣泛的應用。 在歐美等發(fā)達國家，計算流體力學已得到了廣泛的應用。這主要得益于在實驗研究的基礎上，建立了大量能夠反映流體運動客觀規(guī)律的數(shù)學模型，如湍流模型、爆轟模型、彈塑性流體模型、心血管流模型等，這些反映流體運動規(guī)律的模型再與反映工程實際過程的化學反應模型（燃燒、爆炸、傳熱、凝固、多相反應）相耦合或結(jié)合，逐步形成了以（2FI）技術(shù)為基礎的CAE（computer Aided Engineering）軟件庫，這些基礎研究工作為工程技術(shù)的研發(fā)和應用奠定了一定的基礎。 目前；在計算流體力學技術(shù)應用方面，各國工程界傾向于盡量利用大型、高速計算機來處理問題。一方面，許多學者一直在努力地編寫著能夠反映流體運動和傳熱過程的精細而又復雜的通用計算程序，無論是在經(jīng)濟性上還是在軟件的可靠性和適應性上均獲得了成功。另一方面，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，在求解流動和傳熱問題時，可以根據(jù)工程計算容量和規(guī)模的大小，選擇和利用并行處理系統(tǒng)的超級計算機（CRAY、IBM、SGI等）進行計算，也可以在PC級工作站上完成，使得CFD技術(shù)的應用更為普及。 我國在計算流體力學領域的研究，始于20世紀60年代中期，與國外的發(fā)展歷程基本相同，伴隨計算機技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。由于國防的需要，推動了計算流體力學的發(fā)展。與國防相關(guān)的航天工業(yè)和核工業(yè)等部門所屬的高等院校、研究院和試驗基地是我國計算流體力學發(fā)展的重要支柱單位。近年來，CFD技術(shù)已經(jīng)被我國的工業(yè)界逐漸接受，作為一種研究與開發(fā)的輔助工具，已經(jīng)被廣泛地應用于各種工業(yè)過程研發(fā)和應用的技術(shù)預測中，推動了研究方法的革新和技術(shù)的進步，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益。

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