貴州某地設計一條7 500t/d生產線，其海拔高度為1015m，燒成系統采用三檔支撐回轉窯、高效低阻優化型第三代預分解系統、新型高效第四代篦式冷卻機以及大推力低一次風量新型燃燒器等，并在目前成熟可靠的燒成技術基礎上進行了優化提高。
1、原燃材料
    原料采用石灰石、黏土、砂巖和硫酸渣四組分配料，生料易燒性中等。燃料采用本地無煙煤，其工業分析見表1。
 
    從表1看出，無煙煤1熱值較高但全硫含量也較高，無煙煤2全硫含量較低但其熱值也較低，綜合考慮建議以無煙煤2為主作為熟料燒成燃料。
2、燒成系統設計與開發
2.1  回轉窯的能力
回轉窯產量的理論計算公式：
 
    式中：系數k由回轉窯的實際生產數據求取，q_m為物料煅燒所需的單位熟料熱量,為窯速，Di為窯有效內徑，l為窯斜度，L為窯長，t為窯尾氣體溫度，tm為人窯物料溫度，△to為初始氣固平均溫差。根據理論計算，Ø5.4mx78m回轉窯在平原地區設計產量在7 300～8 600t/d之間（最大產量一般還多10%）。故此，在平原地區定位中5.4m x78m回轉窯的設計產量7 500～8 000t/d，最大為8500～9000t/d。
    本項目海拔高度力1015m．海拔修正系數大約在0.95~0.97，從而可以定位<P5.4mx78m回轉窯在本項目的設計產量為7 500t/d，最大為8000t/d。
    該窯的有效容積為1 506m，在設計產量7500t/d時的單位容積產量為4.98t/(m³·d)，燒成帶熱負荷為749MJ/(d．h)，與Ø4.8mx72m窯在平原地區設計產量5 500t/d時的單位容積產量和燒成帶熱負荷以及在設計產量5700t/d時的運行技術指標相當。
    同時，采用回轉窯尾端擴大技術，擴大后窯規格為Ø5.4m/q,5.8mx78m，這對于預分解窯特別是大規模的預分解窯是非常有利的。其主要有如下優點：
    1)可以擴大煙室最小斷面處的面積，從而有效降低窯和煙室的阻力約100Pa，大大改善窯內通風，減少煙室飛灰損失。該技術已在規模較大的回轉窯上得到普遍采用，比如樅陽10000t/d生產線。
    2)如果燃煤中硫含量偏高，窯內可能出現長厚窯皮或結后圈以及煙室結皮，通過采取如煙室料幕等技術，同時采用窯尾端擴大技術，可有效緩解這些不利影響，為生產線的穩定運行提供基礎。
    3)三次風管閥門開度可適當加大，從而可降低系統阻力，避免由于三次風管閥門開度太小而造成的閥體磨損的問題。
2.2高效低阻優化型第三代預分解系統
2.2,1  高效低阻型預熱器系統
    預熱器規格為：C1:4- <P6.Om，C2~CS:2-@8.6m，旋風筒沿用第三代的二心2700大蝸殼形式，數值模擬計算結果表明，C，分離效率可達94%—96%，其他各級約90%，較第二代(C1分離效率93%—95%，其他約88%)有所提高，而系統阻力還有所下降。旋風筒采用計算機輔助模擬系統進行模擬，以優化其單體結構，使預熱器系統達到高效低阻的目的。另外，每個旋風筒的進口蝸殼平段均改為斜切角（見圖1），使整個預熱器系統沒有任何平段，減少預熱器進口積料的可能性。
 
2.2.2新型高效撒料裝置
    預熱器系統換熱80%以上是在旋風筒之間的連接管道完成的，管道中換熱以對流換熱為主。當溫差一定時，換熱速率主要決定于生料分散的程度（固體微粒與氣體接觸的表面積）及氣固間換熱系數的大小。管道中物料的分散效果主要靠優化撒料裝置來實現，提高換熱系數主要靠選取適當的管內風速來實現。為此，我們進行了大量的冷態情況下撒料盒的撒料效果試驗，并在此基礎上開發新型高效撒料裝置。
圖2是部分撒料試驗結果。
 
    從圖2可以看出，原撒料盒試驗撒料效果不好，在撒料分隔板中物料高度集中且分布范圍窄；而新型撒料裝置的試驗撤料效果較好，在撒料分隔板中物料分布范圍較寬，物料高度相對較均勻。所有這些試驗結果，我們通過計算機模擬也得到了類似的結論。

2.2.3低NO_X環保型分解爐
    分解爐采用低NO_X環保型三噴騰TTF型。圖3是TDF和TTF分解爐的結構對比。TTF分解爐可以有效提高爐的高度和容積，優化分解爐流場和濃度場，并通過改變入爐物料的上下分料比例，可以有效提高分解爐主燃燒區中心的燃燒溫度和擴大高溫區范圍，從而提高在線型分解爐對煤質的適應性。
    綜合TTF分解爐特點，除了有噴騰效應、湍回流強、固氣停留時、溫度濃度場均勻、物料分散及換熱好、結構簡單和系統阻力低(600～800Pa)等特點以外，還有以下特點：
    1) TTF爐為在線爐，可有效利用窯尾熱焓。針對燃燒氣氛不如離線分解爐的問題，合理分布C4下料，提高燃燒區域局部溫度（主燃燒區中心溫度可達1200—1300℃）；
    2)延伸管道可增加氣體和物料的停留時間，有利于分解爐功能的發揮，以及降低窯尾塔架高度；
    3)分解爐有效容積約為3400m³，考慮低NO_x分解爐方案，脫氮方式有三種：分三次風、預留分煤脫氮噴嘴及預留SNCR噴氨位置；
    4)分解爐采用側出風，取消“鵝頸”彎頭，增加物料停留時間，消除塌料隱患；
    5)優化分解爐燃燒器的安裝位置，消除錐部結皮隱患。
2.2.4預分解系統其他優化改進措施
    1)C,下料管采用雙道鎖風閥，加強鎖風效果；
    2)料管加設25mm厚的硅酸鈣板，以降低其表面溫度。
2.2.5  窯尾布置特點
    1)塔架中間能夠自下而上立柱，土建受力分布趨合理，為節省塔架鋼質量（約200t）提供可能；
    2)分解爐側出風布置，與C5連接簡單，Cs進口處可木設膨脹節；
    3)爐布置在塔架中部，雙列預熱器對稱布置在兩
側，分解爐的整體高度不影響塔架高度。
2.3新型高效第四代篦式冷卻機
    針對第三代冷卻機暴露出的問題，我們重點在改善冷卻效率、簡化裝備結構、采用模塊設計、降低裝備高度等方面進行了深入的技術研究和大量的模擬試驗，同時對市場上現有的第四代冷卻機進行調查研究，推出第四代無漏料行進式穩流冷卻機。該套設備具有熱回收效率高、運行可靠、磨損少、易維護、使用壽命長、結構緊湊、可降低整個燒成系統布置高度及節省燒成系統土建費用等顯著特點。本項目第四代冷卻機采用帶中間輥破的形式。
    結構特點如下：
    1)傳動方式為運動導軌式；
    2)采用600mmx660mm篦板，列間密封更厚實；
    3)采川我院自主研發的CF型穩流閥；
    4)篦冷機寬度方向中間采用多條運動篦床，兩側分別各有半塊固定篦板；
    5)篦冷機長度方向共分十幾個風室，采用中間輥破，后部預留錘破布置空間。
    流量自動控制調節閻為純機械自力式穩流閥，可以實現根據篦床上料層的厚度自動調節閥門的開閉和大小，進而達到自動調節供風量的功能，提高單位風量冷卻效率，降低了不必要的損耗。CF型穩流閥就其原理而言，屬重力+彈力的自力式穩流閥，穩流效果更加可靠和調節范圍更寬。
2.4大推力低一次風量新型燃燒器
    窯頭燃燒器建議采用新一代的大推力低一次風量新型燃燒器，其具有一次風比例低（凈風為8.5%，較老式燃燒器小3.5%—6.5%）、燃燒推力大（可達1500m/s·%以上）等技術特點。其高速的出口射流，大大強化了煤粉和高溫二次風的混合，大大提高了煤粉燃燒效果。燃燒器火力強，火焰形狀合理，對各種煤質包括無煙煤及低熱值的劣質煤的適應性強。
    該燃燒器為四風道結構，風道順序為：（由外至內）冷卻風、軸流風、煤風和旋流風。通過后三個通道的合理匹配設計，可在頭部實現較大的負壓卷吸區，有效的卷吸高溫的二次風，確保窯頭煤粉的穩定著火燃燒，同時冷卻風道可有效防止燃燒器的頭部磨損及保持一定形狀的火焰，防止出現局部高溫燒損窯皮的現象。同時由于一次凈風量低，相應可降低系統NO,的生成量。由于無磨損，使用壽命可達2年以上。
2.5燒成系統參數
該生產線燒成系統技術參數見表2。
 
3、結束語
    本項目目前正處于設計收尾、現場施工全面展開階段，其實際運行效果和技術經濟指標有待實際生產的進一步驗證。
    三門峽富通新能源銷售回轉窯、烘干機、干燥機、滾筒烘干機等設備。