CN103175211A - 一种水泥窑富氧助燃系统 - Google Patents
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Abstract
一种水泥窑富氧助燃系统，其主要是：富氧发生装置的富氧出口通过管路与混风装置的富氧入口相连，该混风装置的空气入口与空气预热器空气出口相连，该空气预热器热介质进口与废气源的出口相连，上述混风装置的出口分别与水泥窑各需氧机构相连。本发明充分利用了水泥窑烟气的余热，实现了水泥窑能源的梯级利用、高温热源发电及低温热源助燃，在余热能源充分利用的同时提高了燃烧效率、降低煤粉消耗量、提高火焰温度及提高熟料产品质量。
Description
技术领域 本发明涉及一种水泥窑燃烧装置。
背景技术 水泥窑是高耗能设备，有很多水泥生产线排掉的工艺废气没有被充分利用，浪费了能源，因而节能尤其是降低煤耗对降低水泥成本至关重要。采用富氧燃烧具有提高火焰温度、降低燃料的燃点、加快燃烧速度、增加热量利用率、降低空气过剩系数、减少燃烧后的烟气排气量、提高水泥质量等优点。水泥窑富氧燃烧节煤率可达到2%～15%，节能效果非常显著。富氧空气温度不仅影响火焰温度、燃烧速度等，还影响节能效果。在条件允许的情况下，应尽可能提高富氧空气的温度。由于富氧发生装置不同以及水泥窑现场状况不同，有的富氧发生装置直接通过管路分别与水泥窑各需供氧机构如煤粉燃烧器、窑尾分解炉、燃烧器一次风和窑头二次风入口相连，该采用不加热富氧空气的方法，喷入回转窑内的富氧空气温度是常温，它会降低煤粉的燃烧速度；也有的采用电或煤气加热空气，再将热空气与富氧空气混合来提高富氧空气温度，其虽然能加快燃烧速度，但也会额外消耗大量能源。
发明内容 本发明的目的是提供一种可充分利用水泥窑烟气的余热，实现水泥窑能源的梯级利用、高温热源发电及低温热源助燃，在余热能源充分利用的同时提高燃烧效率、降低煤粉消耗量、提高火焰温度及提高熟料产品质量的水泥窑富氧助燃系统。
本发明主要包括有富氧发生装置、混风装置、空气预热器。其中，富氧发生装置可以是深冷富氧发生装置、膜法富氧发生装置或变压吸附富氧发生装置。上述富氧发生装置的富氧出口通过管路与混风装置的富氧入口相连，该混风装置的空气入口与空气预热器空气出口相连，该空气预热器空气入口可以与鼓风机出口相连，也可以通过空气过滤装置直接与大气相连；该空气预热器热介质进口与废气源的出口相连，该废气源可以是旁路放风余热锅炉、窑头余热锅炉、窑尾余热锅炉的出口烟气或其它废气资源，如煤粉风等。上述混风装置的出口分别与水泥窑各需供氧机构相连。由于水泥窑各需供氧机构所需氧的含量不同，最好混风装置为n个，1≤n≤4，可以混合成不同浓度的富氧空气，每个混风装置出口可与一个所需氧机构对应，也可与几个所需氧机构对应。
本发明的工作过程如下：废气源通过空气预热器将普通空气加热到约100℃或更高，与富氧发生装置产生的富氧空气经混风装置混合后分别进入到水泥窑各需供氧机构，进行助燃。
本发明与已有技术相比具有如下优点：
1、利用水泥窑余热锅炉排放的烟气的余热，进行助燃空气的预热，可以进一步提高富氧燃烧的效率，减少煤耗，通过计算水泥厂可综合节煤2~15%左右，从而节约成本。
2、由于利用了水泥窑余热锅炉排放的烟气余热进行助燃空气的预热，替代了现有技术通常采用电加热进行助燃空气的预热，避免了电能损耗，节约了运行成本。以2500t/d水泥生产线为例，窑头助燃空气为90000Nm3/h，窑尾助燃空气量为135000 Nm3/h，如果采用电加热，将该部分助燃空气由25℃加热至100℃左右，每天耗费的电能为1946.6度，每年按工作300天计，加热助燃空气耗费的电量为583983度，每度电按0.6元计，每年可节省费用35万元。
3、可以提高富氧空气温度，进而提高火焰温度，提高熟料产品质量。
4、可以降低煤粉消耗量，降低水泥成本，降低熟料能耗。
5、系统设备高度低、重量轻、体积小、结构紧凑、安装便利。
6、可以降低煤粉燃点、有利于燃烧。
7、运行及维护成本低。
8、投资回收期短。
附图说明
图1为本发明例1的流程示意简图。
图2为图1中煤粉燃烧器主视示意简图
图3为本发明例2的流程示意简图。
图4为本发明例3的流程示意简图。
图5为本发明例4的流程示意简图。
图6为本发明例5的流程示意简图。
图7为本发明例6的流程示意简图。
附图标号：1-深冷富氧发生装置、2-混风装置A、3-粉煤燃烧器、4-窑头、5-回转窑、6-分解炉、7-空气预热器、8-鼓风机、9-油枪（气）管、10-一次风、11-富氧喷嘴、12-二次风、13-混风装置B、14-旁路放风余热锅炉、15-窑头余热锅炉、16-窑尾余热锅炉、17-水泥窑旋风预热器、18-膜法富氧发生装置、19-变压吸附富氧发生装置、20-富氧支管、21-篦冷机。
具体实施方式
在图1所示的一种水泥窑富氧助燃系统流程示意简图中，回转窑前部的窑头上设有粉煤燃烧器，回转窑后部的窑尾上设有分解炉。深冷富氧发生装置的富氧出口通过管路与混风装置A的富氧入口相连，该混风装置A的空气入口通过设有控制阀的管路与空气预热器空气出口相连，该空气预热器空气入口与鼓风机出口相连，该空气预热器烟气进口与设有控制阀的旁路放风余热锅炉烟气出口相连，该旁路放风余热锅炉入口烟气来自水泥窑窑尾分解炉。粉煤燃烧器如图2所示，中心带有控制阀的油枪（气）管接一个带有控制阀的富氧支管，上述混风装置A的出口与该富氧支管相连，为其提供氧浓度约为35～40%的富氧空气。点火时，开启油枪（气）管上的控制阀，关闭油枪（气）管富氧支管上的控制阀。燃烧器正常燃烧后，开启油枪（气）管富氧支管上的控制阀，关闭油枪（气）管上的控制阀。上述富氧发生装置的出口同时还与混风装置B的富氧入口相连，该混风装置B的空气入口通过设有控制阀的管路与空气预热器空气出口相连，该混风装置B的出口分别与几个需氧机构即燃烧器一次风、窑头二次风及设置在窑头、分解炉上的富氧喷嘴相连，为其提供氧浓度约为25～30%的富氧空气。窑头二次风来源于篦冷机冷却风。
在图3所示的一种水泥窑富氧助燃系统的流程示意简图中，回转窑前部的窑头上设有粉煤燃烧器，回转窑后部的窑尾上设有分解炉。膜法富氧发生装置的富氧出口通过管路与混风装置A的富氧入口相连，该混风装置的空气入口通过设有控制阀的管路与空气预热器空气出口相连，该空气预热器空气入口与鼓风机出口相连，该空气预热器烟气进口与设有控制阀的窑头余热锅炉烟气出口相连，该窑头余热锅炉入口烟气来自窑头篦冷机冷却风。粉煤燃烧器中心带有控制阀的油枪（气）管接一个带有控制阀的富氧支管，上述混风装置A的出口与该富氧支管相连，为其提供氧浓度约为35～40%的富氧空气。
在图4所示的一种水泥窑富氧助燃系统的流程示意简图中，回转窑前部的窑头上设有粉煤燃烧器，回转窑后部的窑尾上设有分解炉、水泥窑旋风预热器。变压吸附富氧发生装置的富氧出口通过管路与混风装置B的富氧入口相连，该混风装置的空气入口通过设有控制阀的管路与空气预热器空气出口相连，该空气预热器空气入口与鼓风机出口相连，该空气预热器烟气进口与设有控制阀的窑尾余热锅炉烟气出口相连，该窑尾余热锅炉入口烟气来自水泥窑旋风预热器出口。上述混风装置B的出口与粉煤燃烧器一次风相连，为其提供氧浓度约为25～30%的富氧空气。
在图5所示的一种水泥窑富氧助燃系统的流程示意简图中，回转窑前部的窑头上设有粉煤燃烧器，回转窑后部的窑尾上设有分解炉、水泥窑旋风预热器。变压吸附富氧发生装置的富氧出口通过管路与混风装置B的富氧入口相连，该混风装置的空气入口通过设有控制阀的管路与空气预热器空气出口相连，该空气预热器空气入口与鼓风机出口相连，该空气预热器烟气进口与设有控制阀的窑尾余热锅炉烟气出口相连，该窑尾余热锅炉入口烟气来自水泥窑旋风预热器出口。上述混风装置B的出口与冷却篦冷机的窑头二次风相连，为其提供氧浓度约为25～30%的富氧空气。窑头二次风来源于篦冷机冷却风。
在图6所示的一种水泥窑富氧助燃系统的流程示意简图中，回转窑前部的窑头上设有粉煤燃烧器，回转窑后部的窑尾上设有分解炉、水泥窑旋风预热器。变压吸附富氧发生装置的富氧出口通过管路与混风装置B的富氧入口相连，该混风装置的空气入口通过设有控制阀的管路与空气预热器空气出口相连，该空气预热器空气入口与鼓风机出口相连，该空气预热器烟气进口与设有控制阀的窑尾余热锅炉烟气出口相连，该窑尾余热锅炉入口烟气来自水泥窑旋风预热器。上述混风装置B的出口与窑尾分解炉相连，为其提供氧浓度约为25～30%的富氧空气。
在图7所示的一种水泥窑富氧助燃系统的流程示意简图中，回转窑前部的窑头上设有粉煤燃烧器，回转窑后部的窑尾上设有分解炉、水泥窑旋风预热器。变压吸附富氧发生装置的富氧出口通过管路与混风装置B的富氧入口相连，该混风装置的空气入口通过设有控制阀的管路与空气预热器空气出口相连，该空气预热器空气入口与鼓风机出口相连，该空气预热器烟气进口与设有控制阀的窑尾余热锅炉烟气出口相连，该窑尾余热锅炉入口烟气来自水泥窑旋风预热器。上述混风装置B的出口与富氧喷嘴相连，为其提供氧浓度约为25～30%的富氧空气。
Claims (5)
1.一种水泥窑富氧助燃系统，其特征在于：富氧发生装置的富氧出口通过管路与混风装置的富氧入口相连，该混风装置的空气入口与空气预热器空气出口相连，该空气预热器热介质进口与废气源的出口相连，上述混风装置的出口分别与水泥窑各需供氧机构相连。
2.根据权利要求1所述的一种水泥窑富氧助燃系统，其特征在于：富氧发生装置可以是深冷富氧发生装置、膜法富氧发生装置或变压吸附富氧发生装置。
3.根据权利要求1所述的一种水泥窑富氧助燃系统，其特征在于：该废气源可以是旁路放风余热锅炉、窑头余热锅炉、窑尾余热锅炉的出口烟气或煤粉风废气资源。
4.根据权利要求1所述的一种水泥窑富氧助燃系统，其特征在于：混风装置为n个，1≤n≤4。
5.根据权利要求1所述的一种水泥窑富氧助燃系统，其特征在于：所述的每个混风装置出口可与一个所需氧机构对应，也可与几个所需氧机构对应。
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