一、懸浮預熱技術的優越性
干法回轉窯生產水泥熟料，生料的預熱、分解和燒成過程均在窯內完成。回轉窯作為燒成設備，由于它能夠提供斷面溫度分布比較均勻的溫度場，并能保證物料在高溫下有足夠的停留時間，尚能滿足要求。但作為傳熱、傳質設備則不理想，對需要熱量較大的預熱、分解過程則甚不適應。這主要由于窯內物料堆積在窯的底部，氣流從料層表面流過，氣流與物料的接觸面積小，傳熱效率低所致。同時，窯內分解帶料粉處于層狀堆積態，料層內部分解出的二氧化碳向氣流擴散的面積小、阻力大、速度慢，并且料層內部顆粒被二氧化碳氣膜包裹，二氧化碳分壓大，分解溫度要求高，這就增大了碳酸鹽分解的困難，降低了分解速度。懸浮預熱技術的突破，從根本上改變了物料預熱過程的傳熱狀態，將窯內物料堆積態的預熱和分解過程，分別移到懸浮預熱器和分解爐內在懸浮狀態下進行。由于物料懸浮在熱氣流中，與氣流的接觸面積大幅度增加，因此傳熱速度極快，傳熱效率很高。同時，生料粉與燃料在懸浮態下，均勻混合，燃料燃燒熱及時傳給物料，使之迅速分解。因此，由于傳熱、傳質迅速，大幅度提高了生產效率和熱效率。
二、懸浮預熱窯的特點
懸浮預熱窯的特點是在長度較短的回轉窯后裝設了懸浮預熱器，使原來在窯內以堆積態進行的物料預熱及部分碳酸鹽分解過程，移到懸浮預熱器內以懸浮狀態進行，因此呈懸浮狀態的生料粉能與熱氣流充分接觸，氣、固相接觸面大，傳熱速度快、效率高，有利于提高窯的生產能力，降低熟料燒成熱耗。同時它尚具有運動部件少，附屬設備不多，維修比較簡單，占地面積較小，投資費用較低等優點。
三、懸浮預熱器的構成及功能
懸浮預熱器主要有旋風預熱器及立筒預熱器兩種。現在立筒預熱器已趨于淘汰。預分解窯采用旋風預熱器作為預熱單元裝備。構成旋風預熱器的熱交換單元設備主要是旋風筒及各級旋風筒之間的聯接管道（亦稱換熱管道）。懸浮預熱器的主要功能在于充分利用回轉窯及分解爐內排出的熾熱氣流中所具有的熱焓加熱生料，使之進行預熱及部分碳酸鹽分解，然后進入分解爐或回轉窯內繼續加熱分解，完成熟料燒成任務。因此它必須具備使氣、固兩相能充分分散均布、迅速換熱、高效分離等三個功能。只有兼備這三個功能，并且盡力使之高效化，方可最大限度地提高換熱效率，為全窯系統優質、高效、低耗和穩定生產創造條件。旋風預熱器的功能在于物料在熾熱氣流中的分散、均布、氣固換熱和分離。其性能優劣主要表現在是否具有較高的換熱效率、分離效率，較低的阻力和良好的密閉性能以減少內、外漏風等。旋風預熱器系由旋風筒及上、下兩級旋風筒間的連接管道所組成。旋風筒本體的組成部分有圓柱體、圓錐體、進口管道、出口管道、內筒及下料管等。連接管道上部與上級旋風筒進口管道、下部與下級旋風筒出口管道相連接；中間適當部位有上級旋風筒的下料管與之連接；在上級旋風筒下料管內的適當部位裝設有鎖風閥，作用在于既保持上級旋風筒分離出的生料能夠暢通的通過進入換熱管道，又能最大限度地防止下級旋風筒出來的熱氣流經下料管短路竄入上級旋風筒，造成已被分離的生料粉二次飛揚，降低上級旋風筒的分離效率；在上級旋風筒下料管最下部與換熱管道的連接部位還設有撒料裝置，目的在于使上級旋風筒下來的生料粉進入換熱管道時，由于重力作用沖在撒料器上飛濺起來，使生料粉能夠迅速分散、均布在下級旋風筒出來的熱氣流之中，提高換熱效率。追根溯源，作為旋風預熱器的主要組成部分的旋風筒，是在普通的旋風收塵器的基礎上借鑒發展過來的。兩者的共同點在于保持低壓損狀態下能具有較高的氣固分離效率。而不同點則在于，旋風收塵器不具備換熱功能，而應具備盡可能高的氣固分離功能；而對旋風預熱器中的主要設備旋風筒來講，由于它是由多級換熱單元所組成，物料系由多級預熱單元逐級加熱，因此只要保持其給定的氣固分離效率和一定的換熱作用即完成了應有的任務。所以它在旋風預熱器系統中，視所在的不同預熱器級別，具有不同的氣固分離效率目標，而其本身結構亦有差異。從而使得含塵氣流最后得到分離。氣流和粉塵的不同物理特性，主要表現在一個是氣態物質，質量較小，容易變形；另一個是固態物質，質量較大，不易變形。所以，當含塵氣流受離心力作用，向旋風筒內壁濃縮時，它所受到的離心力較氣體大，因此粉塵在力學上有條件將氣流擠出，而濃縮于筒壁，而氣流則貼附于粉塵層上。當含塵氣流運動時，粉塵給氣流一個作用力，可局部改變氣流的運動狀態；同時氣流也給粉塵一個反作用力，這就是氣流對粉塵的阻力。這個阻理論分析及科學實驗均說明，影響旋風筒流體阻力及分離效率主要有兩大因素，一是旋風筒的幾何結構，二是流體本身的物理性能。由于作為用于水泥工業懸浮預熱裝置的旋風筒，其所處理的含塵氣流的物理性能大致確定。
四、影響熱效率及收塵效率的因素
1 、漏風的影響
旋風筒作為水泥懸浮預熱分解工藝過程的重要設備 , 其漏風 , 無論是內漏風還是外漏風 , 都是有害無益的。預熱系統的外漏風直接影響其熱效率 , 并增大排風機功率消耗 , 而下料管處內漏風則使旋風筒的分離效率急劇降低 , 系統飛灰量增大 , 從而間接影響預熱器系統的熱效率。在實際生產過程中 , 預熱器系統的外漏風容易被發現。加強管理 , 提高操作人員的責任心 , 外漏風可以得到控制。但是下料管處的內漏風通常靠操作人員的經驗判斷 , 不易被發現。目前普遍使用翻板閥卸料裝置 , 為了防堵和順暢卸料 , 經常允許一定的氣量由翻板處漏入下料管 , 所以采用翻板閥卸料不可能從根本上完全杜絕內漏風。研究漏風對旋風筒分離效率的影響 , 尋找減小其危害的有效措施 , 對降低飛灰量及提高預熱器窯系統的熱效率具有重要意義。下料管處漏風點距旋風筒卸料口越近 , 漏風導致旋風筒的分離效率降低幅度越大。在實際生產過程中 , 翻板閥卸料無法完全杜絕內漏風。適當延長翻板閥安裝位置與旋風筒卸料口之間距離 , 可以提高旋風筒的分離效率。
2 、旋風筒進口風速的影響
不同進口風速條件下 , 隨著旋風筒進口風速增大 , 下料管處漏風導致旋風筒分離效率降低幅度增大 , 若保持漏風量恒定不變 , 則進口風速對因漏風導致旋風筒分離效率降低幅度的影響較小。
3 、固氣比的影響
固氣比不同 , 下料管處漏風導致旋風筒分離效率降低幅度也不同隨著固氣比增大 , 下料管處漏風導致旋風筒分離效率降低幅度也增大。但是 , 對于給定的漏風率 , 隨著固氣比增大 , 分離效率的差值逐漸縮小。固氣比愈大 , 下料管處漏風導致旋風筒卸料口處棚料現象也愈嚴重。這可能就是固氣比越大 , 下料管處漏風導致旋風筒分離效率降低幅度越大的原因。
4 、錐體的影響
眾所周知 , 在除塵工藝中 , 錐體有減少飛灰損失 , 提高旋風除塵器收塵效率的作用。水泥旋風預熱分離器工作時的固氣比遠遠大于旋風除塵器工作時的固氣比。為了研究水泥旋風分離器在氣固分離過程中 , 錐體所起的作用 , 特別是錐體在減小下料管處漏風導致旋風筒分離效率降低幅度的過程中所起的作用 , 這可能是因為此時旋風筒分離效率本已很高 , 要想再提高分離效率已是非常困難的緣故。
5 、旋風筒進風口結構，一般為矩型，新型低壓損旋風筒由于結構型式的變化和進風口的幾何形狀亦有所變化，有的采用五邊形，有的采用菱形，目的在于引導進入旋風筒的氣固流向下偏斜運動，減少旋風筒阻力。旋風筒進口方式一般有兩種，即進口氣流外緣與圓柱體相切稱直式；氣流內緣與圓柱體相切稱蝸殼式。由于蝸殼式進口能使進入旋風筒氣流通道逐漸變窄，有利于減小顆粒向筒壁移動的距離，增加氣流通向排氣管的距離，避免短路，可提高分離效率。同時還具有處理風量大，壓損小的優點，故常被采用。
6 、排氣管的結構、尺寸對旋風筒的流體阻力及分離效率亦至關重要。如若設計不當，在排氣管的下端附近即會產生亂流區，將已沉降下來的塵粒帶走降低分離效率。一般認為，排氣管的管徑減小，帶走塵粒減少，分離效率增加，但阻力增大。在新型旋風筒中為了降低阻力，內筒直徑有擴大趨勢，因此出口風速亦有下降。
7 、 隨著內筒插入深度的增加，其阻力系數和分離效率有著不同程的增加。在內筒插入深度與進口高度的比值 s ／ a=O ． 482 — 0 ． 612 范圍內，阻力系數較低且變化不大，分離效率略有增加，所以保證一定的分離效率要著重強調降阻的中間級旋風筒 s ／ a 應在 0 ． 612 左右，且最好不要 <0 ． 482( 分離效率降低太多 ) ，也不要 >0 ． 816( 阻力系數增加太大 ) ；而著重強調分離效率的最上一級旋風筒 s ／ a 應在 1 ． 02 左右，因為當 s ／ a<1 ． 02 時分離效率降 低較多，當 s ／ a>1 ． 02 時分離效率增加
8 、隨著內筒直徑的擴大，其阻力系數和分離效率有著不同程度的減小，在內筒直徑 d ／ D<2 ／ 3 時，阻力系數快速下降，當 d ／ D>2 ／ 3 時，阻力系數減小緩慢。對于分離效率來說，內筒直徑 d ／ D<O ． 6 時分離效率較高且變化不大，當 d ／ D>O ． 6 時，分離效率減小較快。所以保證一定的分離效率要著重強調降阻的中間級旋風筒內筒直徑大小， d ／ D 可以在 2 ／ 3 左右，且最好不要 >2 ／ 3 ，否則阻力系數降低不多而分離效率降低較大；也不要 <0 ． 6 ，否則阻力系數增加太大；而著重強調分離效率的最上一級旋風筒內簡直徑大小， d ／ D 應 <0 ． 6 ，因為當 d ／ D>0 ． 6 時分離效率降低較多。 不大，但阻力系數有一定程度的增加。
9 、旋風筒高徑比
隨著旋風筒高度的增加，其阻力系數和分離效率分別有著不同程度的減小和增加，這一點尤以當旋風筒高徑比 H ／ D<2 ． 282 時表現更加明顯，但當 H ／ D>2 ． 282 時，阻力系數和分離效率分別隨著旋風筒高度的增加而減小和增加緩慢。所以在考慮窯尾塔架高度和一次投資成本的前提下，最好能夠保證旋風筒高徑比在 2 ． 282 左右， 因為過低時分離效率降低，且阻力系 數增加。但過高時由于分離效率和阻力系數分別增加和降低不多，而旋風筒高度及設備成本卻有一定程度的增加。
五、正常生產時的檢查與維護主要包括以下幾方面：
（ 1 ）正常生產過程中排灰閥狀況；
（ 2 ）系統的密封狀況；
（ 3 ）分解爐、旋風筒及連接管道殼體有無異常（如：夜間觀察殼體國內村脫落而起紅）；
（ 4 ）各旋風筒的吹堵裝置是否動作靈活（電磁閥），吹堵氣壓是否達到標準 % &’() ；
（ 5 ）人工清堵工具是否準備妥當；
（ 6 ）系統測溫、測壓裝置是否穩定可靠；
（ 7 ）分解爐燃燒器燃燒有無異常；
（ 8 ）系統安全防護措施是否完備。
六、停窯檢修時預熱器及分解爐的檢查
（ 1 ）檢查旋風筒及分解爐內有無掉磚或異物，內筒是否完好；水平管道內有無掉磚、結料，結料過多應及時清理；上升管道內有無掉磚；導流板、撒料板是否完好。
（ 2 ）檢查各排灰閥軸承的潤滑情況，必要時進行清洗、加油；檢查各排灰閥閥面是否完好，如出現閥面磨損嚴重或嚴重變形，應及時進行更換。
（ 3 ）檢查分解爐燃燒器是否完好，如發現有磨損嚴重或變形時應予以更換。
（ 4 ）檢查窯尾縮口、煙室、下料舌頭有無結皮現象，如有結皮應及時進行清理。
（ 5 ）系統檢修結束后應徹底檢查系統各部位是否暢通，有無異物，排灰閥活動是否靈活，檢查結束后應關閉所有的觀察孔及入孔門，做好系統的密封工作。
