本文通过对某水泥厂的回转窑系统进行余热回收试验,该厂的新型干法水泥生产工艺采用在回转窑筒体表面加装余热回收的集热器装置,有效降低了非循环冷却水用量,极大地减少了回转窑系统对环境的辐射散热量,以便最终实现生产废热回收以及进一步与余热电站配合发电的目的。本文采用实地数据采集的方法对该新型干法水泥生产线加装的集热器系统进行热工标定,得到了物料分配及热分布数据；建立了集热器的仿真模型,并对集热器进行了仿真,对不同工作条件和结构参数下集热器对筒体表面热的回收潜力进行了分析。主要工作如下：首先,设计回转窑表面余热回收集热器系统,搭建热力测量实验平台,并对回转窑系统设计安装热工标定的测点开口。通过设备校准、预测量和实际生产过程中实时测定,得到了物料、生料、气体和熟料的质量分配情况。结合对热力设备表面辐射和对流热的测量,得到了系统热平衡分布情况。综合考虑水泥生产工艺及运行条件的影响,通过分析热工测量结果发现,回转窑表面热损失占能源消耗比重较大,具有回收再利用潜力。可通过在高温设备表面喷涂保温层的方法降低其表面热损,但保温层会逐渐脱落,其效果也随之降低,需要定期做表面维护。集热器不仅可以减少回转窑的表面热损失,还可以将回转窑的余热回收再利用,并具有长期的经济效益和环保意义。随后本文利用ANSYS CFX软件建立了集热器数值计算模型,借助网格独立性验证得到了既有效又经济的网格数量。通过合理选择湍流模型、修正物性参数,定义边界条件及求解器控制等,得到了经过合理假设的数模,作为本次余热回收集热器理论探讨的基础,保证模拟计算的可信度。最后,将集热管自然工况作为波动参数进行性能验证,得到了温度和流量对换热器传热性能的影响规律。并对不同给水条件下运行的集热器进行流场、压力、传热方面的整体性能分析,得到了集热器稳定运行的工况范围。