門(mén)31。為監(jiān)控各進(jìn)風(fēng)氣體的氧氣濃度，在直流風(fēng)富氧管道11的中間設(shè)有直流風(fēng)富氧濃度傳感器22 ;在旋流風(fēng)管道12的中間設(shè)有旋流風(fēng)富氧濃度傳感器24 ;在中心風(fēng)管道13的中間設(shè)有中心風(fēng)富氧濃度傳感器23 ;在分解爐富氧管道15中間設(shè)有分解爐富氧濃度傳感器25。
[0026]本實(shí)用新型可遠(yuǎn)程采集4個(gè)傳感器數(shù)據(jù)，即直流風(fēng)富氧濃度傳感器22、旋流風(fēng)富氧濃度傳感器24、中心風(fēng)富氧濃度傳感器23和分解爐富氧濃度傳感器25的數(shù)據(jù)。
[0027]窯頭火焰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)7非接觸性的采集紅外采集窯頭燃燒器17的火焰溫度等參數(shù)，通過(guò)以太網(wǎng)線路連接到富氧環(huán)境下全局優(yōu)化控制與管理系統(tǒng)18。
[0028]所述的富氧環(huán)境下全局優(yōu)化控制與管理系統(tǒng)18主要采集回轉(zhuǎn)窯DCS系統(tǒng)21的以下參數(shù):廢氣中的02、Nox, CO、預(yù)熱器、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、蓖冷機(jī)各部分的溫度、生料在線檢測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)、窯頭和分解爐的喂煤量、喂料量等參數(shù)。
[0029]富氧濃度傳感器22、旋流風(fēng)富氧濃度傳感器24、中心風(fēng)富氧濃度傳感器23和分解爐富氧濃度傳感器25分別連接到回轉(zhuǎn)窯DCS系統(tǒng)21中。
[0030]根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，本實(shí)用新型可遠(yuǎn)程控制8個(gè)閥門(mén)，即直流風(fēng)富氧空氣閥門(mén)26、直流風(fēng)普通空氣閥門(mén)27、旋流風(fēng)富氧空氣閥門(mén)28、旋流風(fēng)普通空氣閥門(mén)29、中心風(fēng)富氧空氣閥門(mén)30、中心風(fēng)普通空氣閥門(mén)31、分解爐富氧空氣閥門(mén)32、分解爐普通空氣閥門(mén)33。由窯頭燃燒控制模型19分別控制直流風(fēng)富氧空氣閥門(mén)26和直流風(fēng)普通空氣閥門(mén)27、旋流風(fēng)富氧空氣閥門(mén)28和旋流風(fēng)普通空氣閥門(mén)29、中心風(fēng)富氧空氣閥門(mén)30和中心風(fēng)普通空氣閥門(mén)
31的開(kāi)度。2#壓力儲(chǔ)罐3通過(guò)密閉管道與分解爐富氧空氣閥門(mén)32和分解爐普通空氣閥門(mén)33相連接，由分解爐燃燒控制模型20分別控制分解爐富氧空氣閥門(mén)32和分解爐普通空氣閥門(mén)33的開(kāi)度。
[0031]本實(shí)用新型的工作原理及工作過(guò)程是:
[0032]由制氧機(jī)生產(chǎn)的濃度為50% -80%富氧空氣，通過(guò)管道輸送到制氧機(jī)附近的1#壓力儲(chǔ)罐中，再通過(guò)引風(fēng)機(jī)輸送到距離回轉(zhuǎn)窯和分解爐較近的2#壓力儲(chǔ)罐中，2#壓力儲(chǔ)罐有兩個(gè)輸出口，一個(gè)連接到窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)，另一個(gè)連接到分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)。窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氧氣出口分成三路，分別進(jìn)入1#羅茨風(fēng)機(jī)及直流風(fēng)通道、2#羅茨風(fēng)機(jī)及旋流風(fēng)通道、3#羅茨風(fēng)機(jī)及中心風(fēng)通道，窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氧氣可以通過(guò)富氧空氣閥門(mén)和普通空氣閥門(mén)調(diào)整濃度，1#_3#羅茨風(fēng)機(jī)可以調(diào)整富氧空氣的射速，富氧空氣分別以不同的濃度和射速進(jìn)入窯頭燃燒器，形成有力的火焰形狀助燃；分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氧氣出口連接到4#羅茨風(fēng)機(jī)及分解爐通道，分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氧氣可以通過(guò)富氧空氣閥門(mén)和普通空氣閥門(mén)調(diào)整濃度，4#羅茨風(fēng)機(jī)可以調(diào)整富氧空氣的射速，富氧空氣以不同的濃度和射速進(jìn)入分解爐的合適位置與分解爐的型號(hào)有關(guān)。
[0033]在窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)中裝有直流風(fēng)富氧空氣閥門(mén)和直流風(fēng)普通空氣閥門(mén)、旋流風(fēng)富氧空氣閥門(mén)和旋流風(fēng)普通空氣閥門(mén)、中心風(fēng)富氧空氣閥門(mén)和中心風(fēng)普通空氣閥門(mén)；在直流風(fēng)管道的末端進(jìn)入燃燒器多通道管道的中間，設(shè)有直流風(fēng)富氧濃度傳感器；在旋流風(fēng)管道的末端進(jìn)入燃燒器多通道管道的中間，設(shè)有旋流風(fēng)富氧濃度傳感器；在中心風(fēng)管道的末端進(jìn)入燃燒器多通道管道的中間，設(shè)有中心風(fēng)富氧濃度傳感器。變壓吸附法制氧機(jī)為產(chǎn)生富氧氣的氣源。
[0034]富氧環(huán)境下全局優(yōu)化控制與管理系統(tǒng)由窯頭燃燒控制模型、分解爐燃燒控制模型、窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)、分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)及計(jì)算機(jī)硬件、軟件組成，結(jié)合窯頭火焰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)窯DCS系統(tǒng)完成全局優(yōu)化控制；通過(guò)回轉(zhuǎn)窯DCS系統(tǒng)完成本系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集，并完成數(shù)據(jù)分類、處理和分析，產(chǎn)生產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗、指標(biāo)方面的生產(chǎn)報(bào)表。工作原理是:系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集窯頭火焰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)窯DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)前原料、燃料的情況和工藝要求，分析回轉(zhuǎn)窯和分解爐的主要溫度參數(shù)，并根據(jù)窯頭燃燒控制模型、分解爐燃燒控制模型計(jì)算控制參數(shù)，分別向窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)、分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令，既調(diào)整不同通道的富氧濃度和射速，優(yōu)化全局的燃燒效率。
[0035]窯頭燃燒控制模型和分解爐燃燒控制模型是由水泥生產(chǎn)控制專家系統(tǒng)提供的，模型對(duì)回轉(zhuǎn)窯的溫度、壓力、能耗等參數(shù)進(jìn)行分析，按照生產(chǎn)效率最大化原則計(jì)算出當(dāng)前各設(shè)備的最優(yōu)控制參數(shù)。
[0036]窯頭火焰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)提取電視圖像中攜帶的火焰輻射信息，量化火焰溫度分布，計(jì)算火焰輻射能信號(hào)，監(jiān)視燃燒器工作狀態(tài)，可量化判斷燒成帶的溫度場(chǎng)，它還可以提供火焰溫度變化趨勢(shì)、火焰長(zhǎng)度直徑變化趨勢(shì)的歷史曲線，分析火焰溫度、火焰剛性與風(fēng)煤配比的關(guān)系等?目息。
[0037]水泥企業(yè)安裝有回轉(zhuǎn)窯DCS系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)，按照“分散控制、分散操作、集中調(diào)度管理”的原則，系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)、在線工藝狀態(tài)顯示及歷史參數(shù)曲線記錄等功能。
[0038]本實(shí)用新型中的4個(gè)富氧濃度傳感器接入回轉(zhuǎn)窯DCS系統(tǒng)反饋數(shù)據(jù)，8個(gè)進(jìn)氣閥、4個(gè)羅茨風(fēng)機(jī)可以獨(dú)立控制，也可以連接到DCS系統(tǒng)，由中控來(lái)統(tǒng)一控制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.水泥富氧優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，其特征在于:主要由制氧機(jī)、富氧空氣1#壓力儲(chǔ)罐、富氧空氣2#壓力儲(chǔ)罐、引風(fēng)機(jī)、窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)、分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)、窯頭火焰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、1#羅茨風(fēng)機(jī)、2#羅茨風(fēng)機(jī)、3#羅茨風(fēng)機(jī)、4#羅茨風(fēng)機(jī)、窯頭燃燒器和主控系統(tǒng)組成；制氧機(jī)為產(chǎn)生富氧氣的氣源，制氧機(jī)與1#壓力儲(chǔ)罐的入口通過(guò)富氧空氣管道連接；1#壓力儲(chǔ)罐的出口與引風(fēng)機(jī)相連接、并將富氧空氣引入2#壓力儲(chǔ)罐中；2#壓力儲(chǔ)罐的出口通過(guò)富氧空氣管道分別連接到窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)和分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)；窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別通過(guò)管道連接到1#羅茨風(fēng)機(jī)、2#羅茨風(fēng)機(jī)和3#羅茨風(fēng)機(jī)；1#羅茨風(fēng)機(jī)與直流風(fēng)富氧管道相連接，向回轉(zhuǎn)窯輸送直流風(fēng).’2#羅茨風(fēng)機(jī)與旋流風(fēng)富氧管道相連接，向回轉(zhuǎn)窯輸送旋流風(fēng).’3#羅茨風(fēng)機(jī)與中心風(fēng)富氧管道相連接，向回轉(zhuǎn)窯輸送中心風(fēng)；直流風(fēng)富氧管道、旋流風(fēng)富氧管道和中心風(fēng)富氧管道分別接入到回轉(zhuǎn)窯的窯頭燃燒器；分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接到4#羅茨風(fēng)機(jī)，4#羅茨風(fēng)機(jī)與分解爐富氧管道相連接，并接入到分解爐。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥富氧優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，其特征在于:主控系統(tǒng)包括富氧環(huán)境下全局優(yōu)化控制與管理系統(tǒng)、窯頭燃燒控制模型、分解爐燃燒控制模型和回轉(zhuǎn)窯DCS系統(tǒng)；富氧環(huán)境下全局優(yōu)化控制與管理系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)分別與窯頭火焰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、窯頭燃燒控制模型、窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)、分解爐燃燒控制模型、分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)窯DCS系統(tǒng)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥富氧優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，其特征在于:在窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)和1#羅茨風(fēng)機(jī)、2#羅茨風(fēng)機(jī)、3#羅茨風(fēng)機(jī)之間的管道上分別設(shè)有直流風(fēng)富氧空氣閥門(mén)和直流風(fēng)普通空氣閥門(mén)，旋流風(fēng)富氧空氣閥門(mén)和旋流風(fēng)普通空氣閥門(mén)，中心風(fēng)富氧空氣閥門(mén)和中心風(fēng)普通空氣閥門(mén)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥富氧優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，其特征在于:分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由分解爐富氧空氣閥門(mén)、分解爐普通空氣閥門(mén)、分解爐燃燒控制模型組成，分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)分解爐富氧空氣閥門(mén)和分解爐普通空氣閥門(mén)連接到4#羅茨風(fēng)機(jī)，由分解爐燃燒控制模型分別控制分解爐富氧空氣閥門(mén)和分解爐普通空氣閥門(mén)的開(kāi)度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥富氧優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，其特征在于:在直流風(fēng)富氧管道的中間設(shè)有直流風(fēng)富氧濃度傳感器，在旋流風(fēng)管道的中間設(shè)有旋流風(fēng)富氧濃度傳感器，在中心風(fēng)管道的中間設(shè)有中心風(fēng)富氧濃度傳感器；在分解爐富氧管道中間設(shè)有分解爐富氧濃度傳感器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泥富氧優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，其特征在于:直流風(fēng)富氧濃度傳感器、中心風(fēng)富氧濃度傳感器、旋流風(fēng)富氧濃度傳感器和分解爐富氧濃度傳感器分別連接到回轉(zhuǎn)窯DCS系統(tǒng)中。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水泥富氧優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，由制氧機(jī)產(chǎn)生的富氧空氣連接到1#壓力儲(chǔ)罐，經(jīng)管道及引風(fēng)機(jī)連接到2#壓力儲(chǔ)罐，再分別由管道連接到窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)、分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)。窯頭供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)的出口通過(guò)1#羅茨風(fēng)機(jī)和直流風(fēng)管道、2#羅茨風(fēng)機(jī)和旋流風(fēng)管道、3#羅茨風(fēng)機(jī)和中心風(fēng)管道分別連接到燃燒器多通道管道上。分解爐供氧執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)4#羅茨風(fēng)機(jī)連接到分解爐中，為分解爐助燃。本實(shí)用新型在富氧環(huán)境下全局優(yōu)化控制與管理系統(tǒng)的主控下，通過(guò)窯頭燃燒控制模型和分解爐燃燒控制模型的優(yōu)化控制，優(yōu)化燃燒過(guò)程，合理運(yùn)用原料，提高能量利用率，節(jié)省燃料，有效地減少氮氧化物、煙塵和硫氧化物的排放，降低成本同時(shí)提高了水泥的質(zhì)量。
【IPC分類】F23L7/00, F23N3/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204806436
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520448070
【發(fā)明人】劉國(guó)忠
【申請(qǐng)人】劉國(guó)忠
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年6月29日