專利名稱：一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)的制作方法
一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及一種水泥窯燃燒裝置。
背景技術(shù)：
水泥窯是高耗能設(shè)備，有很多水泥生產(chǎn)線排掉的工藝廢氣沒(méi)有被充分利用，浪費(fèi)了能源，因而節(jié)能尤其是降低煤耗對(duì)降低水泥成本至關(guān)重要。采用富氧燃燒具有提高火焰溫度、降低燃料的燃點(diǎn)、加快燃燒速度、增加熱量利用率、降低空氣過(guò)剩系數(shù)、減少燃燒后的煙氣排氣量、提高水泥質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。水泥窯富氧燃燒節(jié)煤率可達(dá)到2% 15%，節(jié)能效果非常顯著。富氧空氣溫度不僅影響火焰溫度、燃燒速度等，還影響節(jié)能效果。在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能提高富氧空氣的溫度。由于富氧發(fā)生裝置不同以及水泥窯現(xiàn)場(chǎng)狀況不同，有的富氧發(fā)生裝置直接通過(guò)管路分別與水泥窯各需供氧機(jī)構(gòu)如煤粉燃燒器、窯尾分解爐、燃燒器一次風(fēng)和窯頭二次風(fēng)入口相連，該采用不加熱富氧空氣的方法，噴入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的富氧空氣溫度是常溫，它會(huì)降低煤粉的燃燒速度；也有的采用電或煤氣加熱空氣，再將熱空氣與富氧空氣混合來(lái)提高富氧空氣溫度，其雖然能加快燃燒速度，但也會(huì)額外消耗大量能源。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可充分利用水泥窯煙氣的余熱，實(shí)現(xiàn)水泥窯能源的梯級(jí)利用、高溫?zé)嵩窗l(fā)電及低溫?zé)嵩粗?，在余熱能源充分利用的同時(shí)提高燃燒效率、降低煤粉消耗量、提高火焰溫度及提高熟料產(chǎn)品質(zhì)量的水泥窯富氧助燃系統(tǒng)。本發(fā)明主要包括有富氧發(fā)生裝置、混風(fēng)裝置、空氣預(yù)熱器。其中，富氧發(fā)生裝置可以是深冷富氧發(fā)生裝置、膜法富氧發(fā)生裝置或變壓吸附富氧發(fā)生裝置。上述富氧發(fā)生裝置的富氧出口通過(guò)管路與混風(fēng)裝置的富氧入口相連，該混風(fēng)裝置的空氣入口與空氣預(yù)熱器空氣出口相連，該空氣預(yù)熱器空氣入口可以與鼓風(fēng)機(jī)出口相連，也可以通過(guò)空氣過(guò)濾裝置直接與大氣相連；該空氣預(yù)熱器熱介質(zhì)進(jìn)口與廢氣源的出口相連，該廢氣源可以是旁路放風(fēng)余熱鍋爐、窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐的出口煙氣或其它廢氣資源，如煤粉風(fēng)等。上述混風(fēng)裝置的出口分別與水泥窯各需供氧機(jī)構(gòu)相連。由于水泥窯各需供氧機(jī)構(gòu)所需氧的含量不同，最好混風(fēng)裝置為η個(gè)，I < η < 4，可以混合成不同濃度的富氧空氣，每個(gè)混風(fēng)裝置出口可與一個(gè)所需氧機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)，也可與幾個(gè)所需氧機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)。本發(fā)明的工作過(guò)程如下:廢氣源通過(guò)空氣預(yù)熱器將普通空氣加熱到約100°C或更高，與富氧發(fā)生裝置產(chǎn)生的富氧空氣經(jīng)混風(fēng)裝置混合后分別進(jìn)入到水泥窯各需供氧機(jī)構(gòu)，進(jìn)行助燃。本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、利用水泥窯余熱鍋爐排放的煙氣的余熱，進(jìn)行助燃空氣的預(yù)熱，可以進(jìn)一步提高富氧燃燒的效率，減少煤耗，通過(guò)計(jì)算水泥廠可綜合節(jié)煤疒15%左右，從而節(jié)約成本。2、由于利用了水泥窯余熱鍋爐排放的煙氣余熱進(jìn)行助燃空氣的預(yù)熱，替代了現(xiàn)有技術(shù)通常采用電加熱進(jìn)行助燃空氣的預(yù)熱，避免了電能損耗，節(jié)約了運(yùn)行成本。以2500t/d水泥生產(chǎn)線為例，窯頭助燃空氣為90000Nm3/h，窯尾助燃空氣量為135000 Nm3/h，如果采用電加熱，將該部分助燃空氣由25°C加熱至100°C左右，每天耗費(fèi)的電能為1946.6度，每年按工作300天計(jì)，加熱助燃空氣耗費(fèi)的電量為583983度，每度電按0.6元計(jì)，每年可節(jié)省費(fèi)用35萬(wàn)元。
3、可以提聞富氧空氣溫度,進(jìn)而提聞火焰溫度,提聞熟料廣品質(zhì)量。4、可以降低煤粉消耗量，降低水泥成本，降低熟料能耗。5、系統(tǒng)設(shè)備高度低、重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝便利。6、可以降低煤粉燃點(diǎn)、有利于燃燒。7、運(yùn)行及維護(hù)成本低。8、投資回收期短。


圖1為本發(fā)明例I的流程示意簡(jiǎn)圖。圖2為圖1中煤粉燃燒器主視示意簡(jiǎn)圖 圖3為本發(fā)明例2的流程示意簡(jiǎn)圖。圖4為本發(fā)明例3的流程示意簡(jiǎn)圖。圖5為本發(fā)明例4的流程示意簡(jiǎn)圖。圖6為本發(fā)明例5的流程示意簡(jiǎn)圖。圖7為本發(fā)明例6的流程示意簡(jiǎn)圖。附圖標(biāo)號(hào):1_深冷富氧發(fā)生裝置、2-混風(fēng)裝置A、3_粉煤燃燒器、4-窯頭、5-回轉(zhuǎn)窯、6-分解爐、7-空氣預(yù)熱器、8-鼓風(fēng)機(jī)、9-油槍(氣)管、10- —次風(fēng)、11-富氧噴嘴、12- 二次風(fēng)、13-混風(fēng)裝置B、14-旁路放風(fēng)余熱鍋爐、15-窯頭余熱鍋爐、16-窯尾余熱鍋爐、17-水泥窯旋風(fēng)預(yù)熱器、18-膜法富氧發(fā)生裝置、19-變壓吸附富氧發(fā)生裝置、20-富氧支管、21-篦冷機(jī)。
具體實(shí)施例方式在圖1所示的一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)流程示意簡(jiǎn)圖中，回轉(zhuǎn)窯前部的窯頭上設(shè)有粉煤燃燒器，回轉(zhuǎn)窯后部的窯尾上設(shè)有分解爐。深冷富氧發(fā)生裝置的富氧出口通過(guò)管路與混風(fēng)裝置A的富氧入口相連，該混風(fēng)裝置A的空氣入口通過(guò)設(shè)有控制閥的管路與空氣預(yù)熱器空氣出口相連，該空氣預(yù)熱器空氣入口與鼓風(fēng)機(jī)出口相連，該空氣預(yù)熱器煙氣進(jìn)口與設(shè)有控制閥的旁路放風(fēng)余熱鍋爐煙氣出口相連，該旁路放風(fēng)余熱鍋爐入口煙氣來(lái)自水泥窯窯尾分解爐。粉煤燃燒器如圖2所示，中心帶有控制閥的油槍(氣)管接一個(gè)帶有控制閥的富氧支管，上述混風(fēng)裝置A的出口與該富氧支管相連，為其提供氧濃度約為35 40%的富氧空氣。點(diǎn)火時(shí)，開(kāi)啟油槍(氣)管上的控制閥，關(guān)閉油槍(氣)管富氧支管上的控制閥。燃燒器正常燃燒后，開(kāi)啟油槍(氣)管富氧支管上的控制閥，關(guān)閉油槍(氣)管上的控制閥。上述富氧發(fā)生裝置的出口同時(shí)還與混風(fēng)裝置B的富氧入口相連，該混風(fēng)裝置B的空氣入口通過(guò)設(shè)有控制閥的管路與空氣預(yù)熱器空氣出口相連，該混風(fēng)裝置B的出口分別與幾個(gè)需氧機(jī)構(gòu)即燃燒器一次風(fēng)、窯頭二次風(fēng)及設(shè)置在窯頭、分解爐上的富氧噴嘴相連，為其提供氧濃度約為25 30%的富氧空氣。窯頭二次風(fēng)來(lái)源于篦冷機(jī)冷卻風(fēng)。在圖3所示的一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)的流程示意簡(jiǎn)圖中，回轉(zhuǎn)窯前部的窯頭上設(shè)有粉煤燃燒器，回轉(zhuǎn)窯后部的窯尾上設(shè)有分解爐。膜法富氧發(fā)生裝置的富氧出口通過(guò)管路與混風(fēng)裝置A的富氧入口相連，該混風(fēng)裝置的空氣入口通過(guò)設(shè)有控制閥的管路與空氣預(yù)熱器空氣出口相連，該空氣預(yù)熱器空氣入口與鼓風(fēng)機(jī)出口相連，該空氣預(yù)熱器煙氣進(jìn)口與設(shè)有控制閥的窯頭余熱鍋爐煙氣出口相連，該窯頭余熱鍋爐入口煙氣來(lái)自窯頭篦冷機(jī)冷卻風(fēng)。粉煤燃燒器中心帶有控制閥的油槍(氣)管接一個(gè)帶有控制閥的富氧支管，上述混風(fēng)裝置A的出口與該富氧支管相連，為其提供氧濃度約為35 40%的富氧空氣。在圖4所示的一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)的流程示意簡(jiǎn)圖中，回轉(zhuǎn)窯前部的窯頭上設(shè)有粉煤燃燒器，回轉(zhuǎn)窯后部的窯尾上設(shè)有分解爐、水泥窯旋風(fēng)預(yù)熱器。變壓吸附富氧發(fā)生裝置的富氧出口通過(guò)管路與混風(fēng)裝置B的富氧入口相連，該混風(fēng)裝置的空氣入口通過(guò)設(shè)有控制閥的管路與空氣預(yù)熱器空氣出口相連，該空氣預(yù)熱器空氣入口與鼓風(fēng)機(jī)出口相連，該空氣預(yù)熱器煙氣進(jìn)口與設(shè)有控制閥的窯尾余熱鍋爐煙氣出口相連，該窯尾余熱鍋爐入口煙氣來(lái)自水泥窯旋風(fēng)預(yù)熱器出口。上述混風(fēng)裝置B的出口與粉煤燃燒器一次風(fēng)相連，為其提供氧濃度約為25 30%的富氧空氣。在圖5所示的一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)的流程示意簡(jiǎn)圖中，回轉(zhuǎn)窯前部的窯頭上設(shè)有粉煤燃燒器，回轉(zhuǎn)窯后部的窯尾上設(shè)有分解爐、水泥窯旋風(fēng)預(yù)熱器。變壓吸附富氧發(fā)生裝置的富氧出口通過(guò)管路與混風(fēng)裝置B的富氧入口相連，該混風(fēng)裝置的空氣入口通過(guò)設(shè)有控制閥的管路與空氣預(yù)熱器空氣出口相連，該空氣預(yù)熱器空氣入口與鼓風(fēng)機(jī)出口相連，該空氣預(yù)熱器煙氣進(jìn)口與設(shè)有控制閥的窯尾余熱鍋爐煙氣出口相連，該窯尾余熱鍋爐入口煙氣來(lái)自水泥窯旋風(fēng)預(yù)熱器出口。上述混風(fēng)裝置B的出口與冷卻篦冷機(jī)的窯頭二次風(fēng)相連，為其提供氧濃度約為25 30%的富氧空氣。窯頭二次風(fēng)來(lái)源于篦冷機(jī)冷卻風(fēng)。在圖6所示的一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)的流程示意簡(jiǎn)圖中，回轉(zhuǎn)窯前部的窯頭上設(shè)有粉煤燃燒器，回轉(zhuǎn)窯后部的窯尾上設(shè)有分解爐、水泥窯旋風(fēng)預(yù)熱器。變壓吸附富氧發(fā)生裝置的富氧出口通過(guò)管路與混風(fēng)裝置B的富氧入口相連，該混風(fēng)裝置的空氣入口通過(guò)設(shè)有控制閥的管路與空氣預(yù)熱器空氣出口相連，該空氣預(yù)熱器空氣入口與鼓風(fēng)機(jī)出口相連，該空氣預(yù)熱器煙氣進(jìn)口與設(shè)有控制閥的窯尾余熱鍋爐煙氣出口相連，該窯尾余熱鍋爐入口煙氣來(lái)自水泥窯旋風(fēng)預(yù)熱器。上述混風(fēng)裝置B的出口與窯尾分解爐相連，為其提供氧濃度約為25 30%的富氧空氣。在圖7所示的一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)的流程示意簡(jiǎn)圖中，回轉(zhuǎn)窯前部的窯頭上設(shè)有粉煤燃燒器，回轉(zhuǎn)窯后部的窯尾上設(shè)有分解爐、水泥窯旋風(fēng)預(yù)熱器。變壓吸附富氧發(fā)生裝置的富氧出口通過(guò)管路與混風(fēng)裝置B的富氧入口相連，該混風(fēng)裝置的空氣入口通過(guò)設(shè)有控制閥的管路與空氣預(yù)熱器空氣出口相連，該空氣預(yù)熱器空氣入口與鼓風(fēng)機(jī)出口相連，該空氣預(yù)熱器煙氣進(jìn)口與設(shè)有控制閥的窯尾余熱鍋爐煙氣出口相連，該窯尾余熱鍋爐入口煙氣來(lái)自水泥窯旋風(fēng)預(yù)熱器。上述混風(fēng)裝置B的出口與富氧噴嘴相連，為其提供氧濃度約為25 30%的富氧空氣。
權(quán)利要求
1.一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)，其特征在于:富氧發(fā)生裝置的富氧出口通過(guò)管路與混風(fēng)裝置的富氧入口相連，該混風(fēng)裝置的空氣入口與空氣預(yù)熱器空氣出口相連，該空氣預(yù)熱器熱介質(zhì)進(jìn)口與廢氣源的出口相連，上述混風(fēng)裝置的出口分別與水泥窯各需供氧機(jī)構(gòu)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)，其特征在于:富氧發(fā)生裝置可以是深冷富氧發(fā)生裝置、膜法富氧發(fā)生裝置或變壓吸附富氧發(fā)生裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)，其特征在于:該廢氣源可以是旁路放風(fēng)余熱鍋爐、窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐的出口煙氣或煤粉風(fēng)廢氣資源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)，其特征在于:混風(fēng)裝置為η個(gè)，I < η < 4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)，其特征在于:所述的每個(gè)混風(fēng)裝置出口可與一個(gè)所需氧機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)，也可與幾個(gè)所需氧機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)。
全文摘要
一種水泥窯富氧助燃系統(tǒng)，其主要是富氧發(fā)生裝置的富氧出口通過(guò)管路與混風(fēng)裝置的富氧入口相連，該混風(fēng)裝置的空氣入口與空氣預(yù)熱器空氣出口相連，該空氣預(yù)熱器熱介質(zhì)進(jìn)口與廢氣源的出口相連，上述混風(fēng)裝置的出口分別與水泥窯各需氧機(jī)構(gòu)相連。本發(fā)明充分利用了水泥窯煙氣的余熱，實(shí)現(xiàn)了水泥窯能源的梯級(jí)利用、高溫?zé)嵩窗l(fā)電及低溫?zé)嵩粗?，在余熱能源充分利用的同時(shí)提高了燃燒效率、降低煤粉消耗量、提高火焰溫度及提高熟料產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)F23L7/00GK103175211SQ20131006561
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者金萬(wàn)金, 唐金泉, 劉峰, 孫明朗 申請(qǐng)人:大連易世達(dá)新能源發(fā)展股份有限公司