回转窑的研究成果及发展建议

红星机器回转窑在自动控制应用研究项目的背景下，以我公司生产的回转窑为研究对象开展回转窑热工过程的仿真研究，主要开展了如下工作并得到相关结论:

1.在回转窑热平衡计算的基础上，对回转窑内截面上的传热过程进行了分析，建立了回转窑筒体传热过程的二维模型，计算了窑壁温度沿径向的分布情况和窑内表面温度随时间的变化情况，结果表明，当窑正常操作时，窑筒体外表面的散热损失基本不变，如果将窑筒体的蓄热、放热周期过程作为整体来考虑，窑内的换热过程可以简化为稳态换热。这一结果为简化回转窑的传热数学模型提供了理论基础。

2.运用多相流理论对回转窑内气体、壁面对物料的传热进行数值模拟，计算了入窑颗粒直径均匀时，物料在截面上的二维温度分布情况。数值模拟结果表明，在各种工况条件下，物料在截面上的温度分布均趋于一致，仅外表面上与气体和壁面接触的极少部分物料颗粒的温度比内部的温度高。这一结果为建立一维传热模型计算窑内气体和物料的温度分布提供了理论依据。

3.建立了回转窑一维在线仿真模型，以热平衡测试为基础，以现场在线检测参数为边界或初始条件，计算了回转窑内气体、物料温度沿窑轴向的分布情况，分析了过剩空气系数、燃煤量和掺煤量等参数变化对温度分布的影响规律，并运用现场检测数据对模型进行了校验。

4.将在线仿真结果应用于生产现场，建立了回转窑在线仿真系统，对回转窑内的烧结状况进行诊断，为回转窑的优化操作提供依据。

红星专家对于回转窑热工过程仿真的研究所做的工作还十分有限，在此特提出进一步工作的建议如下：

1.在对回转窑内多相流动及传热进行研究时，为计算方便而作了一定的假设，建议在以后的研究中逐步考虑各种因素的影响。

2.进一步完善回转窑内多相流动的数值模拟研究。建议对物料颗粒直径不一致的情况下对物料温度分布进行数值模拟研究，以及计算不同转速和填充率条件下物料的温度分布情况。

3.建议在对一维仿真模型进行计算时，考虑窑壁周向温度变化对物料温度分布的影响。