本文在高固气比预热预分解理论的基础上,依据三传一反原理,建立了高固气比预热预分解全窑系统热力学计算数学模型,首次完成了该系统的热力学仿真计算。同时,依据工业现场实际采集的数据和热工标定结果,对模型进行了合理性验证。计算结果与实际生产中的热工标定参数比较吻合,所建数学模型是合理可信的。 本文还分析了预热器各级分离效率、漏风、散热、及分解炉喂煤比例对预热预分解系统热力学特性的影响,结果表明:1)随着各级旋风筒分离效率的提高,预热预分解系统的总热效率随之增大,且一级筒分离效率对整个系统的热效率影响最大;同一级的两个旋风筒,B系列分离效率对系统热效率影响程度比较大,这一规律在一级筒表现尤为明显;2)外漏风系数增大,预热预分解系统热效率降低,热效率与漏风系数基本呈线性递减关系;3)系统散热系数从0增加到10%,预热预分解系统热效率从84.4%降到79.3%,热效率随着散热系数的增大而逐步降低,其中高温级单元的散热对热效率的影响更为显著;4)分解炉喂煤比例存在一最佳值,高于或低于此值都不利于其内部热力分布。 此外,本文在已有的有效能分数理论的基础上,对原理论模型中的反应器部分进行了更进一步划分,推算了包括预热器、分解炉、回转窑和冷却机四大子块在内的全窑系统热效率与各子系统热效率的新的关系表达式,指出全窑系统热效率是四个子系统热效率的线性叠加。同时,分析了各子系统热效率及有效能分数对总热效率的影响。研究表明,分解炉是整个窑系统中一个非常重要的部分,它的热效率和有效能分数对整个系统的热效率影响最为显著,提高分解炉的热效率或降低有效能分数都能相应提高全窑系统的总热效率,这是对原有效能分数理论的丰富和发展。