CN102435068A - 一种水泥熟料烧成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥熟料烧成系统，包括预热器、分解炉、窑尾烟室、回转窑、塔架内三次风管、窑中三次风管、篦冷机以及窑头罩，其中，预热器、分解炉、窑尾烟室、塔架内三次风管、窑中三次风管、篦冷机以及窑头罩的均设有工作层和隔热层，所述的工作层设在所述的隔热层的内壁上。采用上述技术方案，考虑热工设备的具体结构特点，在水泥热工设备内部衬砌耐火及隔热材料，科学、合地的配置耐火材料，使热工设备表面温度明显降低，热工设备表面平均温度比同类型其他生产线低26.7℃左右，减少系统散热损失，起到了较好的节能效果；将设备壳体与高温气体隔离，有效避免了高温碱性气体对热工设备的侵蚀，延长其使用寿命。

Description

一种水泥熟料烧成系统
技术领域
本发明属于水泥生产设备的技术领域，具体地说，本发明涉及一种水泥熟料烧成系统，主要涉及其耐火及隔热材料的配置方案。
背景技术
目前，水泥熟料生产技术以新型干法水泥技术为主，该技术的主要热工设备为预热器、分解炉、回转窑和篦冷机。
水泥熟料生产过程中，按一定比例配置好的水泥生料由窑尾喂料系统进入预热器，在各级预热器内与高温气体进行热交换，然后在分解炉内980℃左右的高温环境下大量分解，分解后的水泥生料经窑尾烟室进入回转窑煅烧。煅烧好的水泥熟料进入篦冷机快速冷却、破碎，经拉链机输送至熟料库储存。
由于整个水泥熟料烧成过程都是在高温环境下完成的，且高温环境影响热工设备的机械性能和使用寿命，因此必须在热工设备内砌筑耐火材料，以保护设备免受高温气体的侵蚀。
对于不同的热工设备，由于其所处的工艺阶段不同，因此其内部温度和气体成分也不同。在对各热工设备进行耐火材料设计时，也需要根据其内部具体情况进行针对性设计。
目前，从总体上来看，各水泥熟料生产线的耐火材料配置思想基本相同，但对于具体设备使用的耐火材料品种及衬砌方案却有所不同。
发明内容
本发明提供一种水泥熟料烧成系统，其目的是形成合理、科学的耐火材料配置方案，减少系统散热损失及高温对设备的影响。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明所提供的水泥熟料烧成系统，包括预热器、分解炉、窑尾烟室、回转窑、塔架内三次风管、窑中三次风管、篦冷机以及窑头罩，均设有用耐火材料砌筑的衬砌，所述的预热器、分解炉、窑尾烟室、塔架内三次风管、窑中三次风管、篦冷机以及窑头罩的衬砌均设有工作层和隔热层，所述的工作层设在所述的隔热层的内壁上。
所述的预热器包括一级至五级旋风筒，其中：四级旋风筒和五级旋风筒的锥体底部和下料管的工作层，采用的抗结皮浇注料；四级旋风筒和五级旋风筒的其余部分的工作层，以及一级至三级旋风筒的工作层采用耐热及耐碱性能优良的高强耐碱浇注料和高强耐碱砖；除二级旋风筒和三级旋风筒的下料管外，所述的一级至五级旋风筒其余各部分均设置隔热层，所述的隔热层的材料采用优质硅酸钙板；连接风管的隔热层采用优质硅酸钙板。
所述的分解炉的顶部、出风口、三次风入口、下部锥体的工作层，采用高热高耐磨浇注料；所述的分解炉的主体的工作层采用抗剥落高铝砖；所述的分解炉的上部缩口、中部缩口的工作层采用高铝低水泥浇注料；所述的分解炉与窑尾烟室的连接风管的工作层采用抗结皮浇注料；所述的分解炉的隔热层采用优质硅酸钙板。
所述的窑尾烟室的工作层采用抗结皮浇注料；所述的窑尾烟室的隔热层采用优质硅酸钙板。
所述的回转窑自前至后分别为：前窑口、冷却带、烧成带、下过渡带、上过渡带、安全带、后窑口，其内衬材料分别为：窑口浇注料、高耐磨砖、镁铁尖晶石砖、镁铝尖晶石砖、硅莫红I型或1680硅莫砖、硅莫红II型或1650硅莫砖、高铝质浇注料。
所述的篦冷机的工作层：入料口前墙、侧墙、矮墙以及高温段顶盖、侧墙、入口至挡风墙区域采用高热高耐磨浇注料；中温段顶盖、挡风墙以后区域的侧墙采用高强耐碱浇注料；中温段矮墙采用高热高耐磨浇注料；煤磨和余热发电取风口迎风面采用超高强耐磨浇注料。
所述的篦冷机的隔热层：入料口前墙、侧墙采用陶瓷纤维机制板，高温段顶盖及侧墙采用高温型硅酸钙板，中温段顶盖及侧墙采用优质硅酸钙板。
所述的窑头罩的工作层采用高热高耐磨浇注料；所述的窑头罩的隔热层采用高温型硅酸钙板。
所述的窑中三次风管的工作层按窑头至窑尾方向，分别采用5m硅莫复合砖、10m硅莫砖、抗剥落高铝砖；所述的窑中三次风管的隔热层采用弧形硅酸钙板。
所述的塔架内三次风管的工作层的材料分别为：其直段采用高热高耐磨浇注料，弯头及膨胀节内部采用超高强耐磨浇注料；所述的塔架内三次风管5的隔热层采用优质硅酸钙板。
本发明采用上述技术方案，考虑热工设备的具体结构特点，在水泥热工设备内部衬砌耐火及隔热材料，科学、合理地配置耐火材料，使热工设备表面温度明显降低，热工设备表面平均温度比同类型其他生产线低26.7℃左右，减少系统散热损失，起到了较好的节能效果；将设备壳体与高温气体隔离，有效避免了高温碱性气体对热工设备的侵蚀，延长其使用寿命。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的旋风筒结构示意图；
图3为本发明中的下料管的结构示意图；
图4为本发明中的分解炉的结构示意图；
图5为本发明中的回转窑的结构示意图；
图6为本发明中的篦冷机的结构示意图。
图中标记为：
1、预热器，2、分解炉，3、窑尾烟室，4、回转窑，5、塔架内三次风管，6、窑中三次风管，7、篦冷机，8、窑头罩，9、锥体底部，10、下料管，11、顶部，12、上部缩口，13、炉主体，14、中部缩口，15、三次风入口，16、下部锥体，17、连接风管，18、入料口，19、高温段，20、中温段，21、前窑口，22、冷却带，23、烧成带，24、下过渡带，25、上过渡带，26、安全带，27、后窑口。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所表达的本发明的结构，本发明为一种水泥熟料烧成系统。该系统采用水泥熟料生产热工设备保护及节能设计方案。本发明适用于5000t/d熟料线项目。该系统包括预热器1、分解炉2、窑尾烟室3、回转窑4、塔架内三次风管5、窑中三次风管6、篦冷机7以及窑头罩8。本发明基于目前的技术现状，深入分析各耐火材料生产使用性能，根据水泥热工设备内部工况和结构特点，对耐火材料方案进行针对性设计，形成本发明的耐火材料配置方案。
为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现，减少系统散热损失及高温对设备的影响的发明目的，本发明采取的技术方案为：
本发明所提供的水泥熟料烧成系统，其中的预热器1、分解炉2、窑尾烟室3、塔架内三次风管5、窑中三次风管6、篦冷机7以及窑头罩8的衬砌均设有工作层和隔热层，所述的工作层设在所述的隔热层的内壁上。
本发明的技术方案系统总结了现有水泥熟料烧成系统多年来的耐火材料使用经验，同时与热工设备具体结构特点相结合，使热工设备表面温度明显降低，起到了较好的节能效果。在水泥热工设备内部衬砌耐火及隔热材料，将设备壳体与高温气体隔离，有效避免了高温碱性气体对热工设备的侵蚀，并降低了设备表面温度，减少系统散热损失。通过实际热工测试，使用该方案的热工设备表面平均温度比同类型其他生产线低26.7℃左右。
本耐火材料配置方案，针对各热工设备内部实际运行工况和设备结构特点进行针对性设计，主要配置方案如下：
预热器系统的耐火及隔热材料的配置方案：
如图2和图3所示，所述的预热器1包括一级至五级旋风筒，其中：四级旋风筒和五级旋风筒的锥体底部9和下料管10的工作层，采用的抗结皮浇注料；四级旋风筒和五级旋风筒的其余部分的工作层，以及一级至三级旋风筒的工作层采用耐热及耐碱性能优良的高强耐碱浇注料或高强耐碱砖；除二级旋风筒和三级旋风筒的下料管10外，所述的一级至五级旋风筒其余各部分均设置隔热层，所述的隔热层的材料采用优质硅酸钙板；连接风管17的隔热层采用优质硅酸钙板。
工作层：总体以耐热及耐碱性能优良的高强耐碱浇注料和高强耐碱砖为主，另外在C4、C5旋风筒锥体底部9和下料管10采用抗结皮浇注料。
隔热层：对于旋风筒及连接风管17采用优质硅酸钙板，C2、C3下料管10内不设计隔热材料。
分解炉的耐火及隔热材料的配置方案：
如图4所示，工作层：顶部11、出风口、三次风入口15、下部锥体16采用耐磨性较好的高热高耐磨浇注料，炉主体采用抗剥落高铝砖，上部缩口12、中部缩口14采用高铝低水泥浇注料，分解炉与烟室连接风管17采用抗结皮浇注料。
隔热层：采用优质硅酸钙板。
所述的分解炉2的顶部、出风口、三次风入口15、下部锥体16的工作层，采用高热高耐磨浇注料；所述的分解炉2的主体的工作层采用抗剥落高铝砖；所述的分解炉2的上部缩口、中部缩口14的工作层采用高铝低水泥浇注料；所述的分解炉2与窑尾烟室3的连接风管17的工作层采用抗结皮浇注料；所述的分解炉2的隔热层采用优质硅酸钙板。
窑尾烟室的耐火及隔热材料的配置方案：
所述的窑尾烟室3的工作层采用抗结皮浇注料；所述的窑尾烟室3的隔热层采用优质硅酸钙板。
回转窑的耐火及隔热材料的配置方案：
表1、回转窑的耐火及隔热材料的配置方案：
如表1及图5所示，所述的回转窑4自前至后分别为：前窑口21、冷却带22、烧成带23、下过渡带24、上过渡带25、安全带26、后窑口27，其内衬材料分别为：窑口浇注料、高耐磨砖、镁铁尖晶石砖、镁铝尖晶石砖、硅莫红I型或1680硅莫砖、硅莫红II型或1650硅莫砖、高铝质浇注料。
篦冷机耐火及隔热材料的配置方案：
如图6所示，采用中间辊破第四代篦冷机。
所述的篦冷机7的工作层：入料口18前墙、侧墙、矮墙以及高温段19顶盖、侧墙、入口至挡风墙区域采用高热高耐磨浇注料；中温段20顶盖、挡风墙以后区域的侧墙采用高强耐碱浇注料；中温段20矮墙采用高热高耐磨浇注料；煤磨和余热发电取风口迎风面采用超高强耐磨浇注料。
所述的篦冷机7的隔热层：入料口18前墙、侧墙采用陶瓷纤维机制板，高温段19顶盖及侧墙采用高温型硅酸钙板，中温段20顶盖及侧墙采用优质硅酸钙板。
窑头罩的耐火及隔热材料的配置方案：
所述的窑头罩8的工作层采用高热高耐磨浇注料；所述的窑头罩8的隔热层采用高温型硅酸钙板。
窑中三次风管的耐火及隔热材料的配置方案
所述的窑中三次风管6的工作层按窑头至窑尾方向，分别采用5m硅莫复合砖、10m硅莫砖、抗剥落高铝砖；所述的窑中三次风管6的隔热层采用弧形硅酸钙板。
塔架内三次风管的耐火及隔热材料的配置方案：
所述的塔架内三次风管5的工作层：其直段采用高热高耐磨浇注料，弯头及膨胀节内部采用超高强耐磨浇注料；所述的塔架内三次风管5的隔热层采用优质硅酸钙板。
以下各表给出了上述技术方案中涉及的部分耐火及隔热材料的成分、理化性能指标的技术参数，其应用于本发明能获得很好的技术效果。
表2、耐火砖成分：
Figure BDA0000088280430000081
表3、耐火砖理化指标：
表4、浇注料成分：
Figure BDA0000088280430000083
表5、浇注料理化指标：
  序号   材料名称   代号   最高使用温度(℃)   体积密度(kg/m3)
  1   高强耐碱浇注料   L1   1300   ≥2100
  2   高铝低水泥浇注料   L2   1600   ≥2650
  3   抗结皮浇注料   L3   1400   ≥2500
  4   刚玉质浇注料   L4   1750   ≥3000
  5   高热高耐磨浇注料   L5   1600   ≥2700
  6   超高强耐磨浇注料   L6   1500   ≥3000
  7   窑口专用浇注料   L7   1700   ≥2850
表6、硅酸钙板成分：
Figure BDA0000088280430000091
表7、硅酸钙板理化指标：
Figure BDA0000088280430000092
表8、热工设备实测表面温度对比表：
Figure BDA0000088280430000101
表中，C1～C5分别为一级至五级旋风筒。表8表明了热工设备表面温度明显降低，其平均温度比同类型其他生产线低26.7℃左右，减少系统散热损失，起到了较好的节能效果；
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水泥熟料烧成系统，包括预热器(1)、分解炉(2)、窑尾烟室(3)、回转窑(4)、塔架内三次风管(5)、窑中三次风管(6)、篦冷机(7)以及窑头罩(8)，均设有用耐火材料砌筑的衬砌，其特征在于：所述的预热器(1)、分解炉(2)、窑尾烟室(3)、塔架内三次风管(5)、窑中三次风管(6)、篦冷机(7)以及窑头罩(8)的衬砌均设有工作层和隔热层。
2.按照权利要求1所述的水泥熟料烧成系统，其特征在于：所述的预热器(1)包括一级至五级旋风筒，其中：四级旋风筒和五级旋风筒的锥体底部(9)和下料管(10)的工作层，采用抗结皮浇注料；四级旋风筒和五级旋风筒的其余部分的工作层，以及一级至三级旋风筒的工作层采用耐热及耐碱性能优良的高强耐碱浇注料或高强耐碱砖；除二级旋风筒和三级旋风筒的下料管(10)外，所述的一级至五级旋风筒其余各部分均设置隔热层，所述的隔热层的材料采用优质硅酸钙板；连接风管(17)的隔热层采用优质硅酸钙板。
3.按照权利要求1所述的水泥熟料烧成系统，其特征在于：所述的分解炉(2)的顶部(11)、出风口、三次风入口(15)、下部锥体(16)的工作层，采用高热高耐磨浇注料；所述的分解炉(2)的主体的工作层采用抗剥落高铝砖；所述的分解炉(2)的上部缩口(12)、中部缩口(14)的工作层采用高铝低水泥浇注料；所述的分解炉(2)与窑尾烟室(3)的连接风管(17)的工作层采用抗结皮浇注料；所述的分解炉(2)的隔热层采用优质硅酸钙板。
4.按照权利要求1所述的水泥熟料烧成系统，其特征在于：所述的窑尾烟室(3)的工作层采用抗结皮浇注料；所述的窑尾烟室(3)的隔热层采用优质硅酸钙板。
5.按照权利要求1所述的水泥熟料烧成系统，其特征在于：所述的回转窑(4)自前至后分别为：前窑口(21)、冷却带(22)、烧成带(23)、下过渡带(24)、上过渡带(25)、安全带(26)、后窑口(27)，其内衬材料分别为：窑口浇注料、高耐磨砖、镁铁尖晶石砖、镁铝尖晶石砖、硅莫红I型或1680硅莫砖、硅莫红II型或1650硅莫砖、高铝质浇注料。
6.按照权利要求1所述的水泥熟料烧成系统，其特征在于：
所述的篦冷机(7)各部分的工作层材料分别为：入料口(18)前墙、侧墙、矮墙以及高温段(19)顶盖、侧墙、入口至挡风墙区域采用高热高耐磨浇注料；中温段(20)顶盖、挡风墙以后区域的侧墙采用高强耐碱浇注料；中温段(20)矮墙采用高热高耐磨浇注料；煤磨和余热发电取风口迎风面采用超高强耐磨浇注料。
所述的篦冷机(7)各部分的隔热层材料分别为：入料口(18)前墙、侧墙采用陶瓷纤维机制板，高温段(19)顶盖及侧墙采用高温型硅酸钙板，中温段(20)顶盖及侧墙采用优质硅酸钙板。
7.按照权利要求1所述的水泥熟料烧成系统，其特征在于：所述的窑头罩(8)的工作层采用高热高耐磨浇注料；所述的窑头罩(8)的隔热层采用高温型硅酸钙板。
8.按照权利要求1所述的水泥熟料烧成系统，其特征在于：所述的窑中三次风管(6)的工作层按窑头至窑尾方向，分别采用5m硅莫复合砖、10m硅莫砖、抗剥落高铝砖；所述的窑中三次风管(6)的隔热层采用弧形硅酸钙板。
9.按照权利要求1所述的水泥熟料烧成系统，其特征在于：所述的塔架内三次风管(5)的工作层：其直段采用高热高耐磨浇注料，弯头及膨胀节内部采用超高强耐磨浇注料；所述的塔架内三次风管(5)的隔热层采用优质硅酸钙板。
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