CN114993060A - 一种窑头余热节能利用及安全生产系统 - Google Patents

一种窑头余热节能利用及安全生产系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种窑头余热节能利用及安全生产系统,包括煤磨烘干低温风引风管、篦冷机尾风旁路风管和双向功能风管,所述的煤磨烘干低温风引风管设置在篦冷机至窑头袋收尘低温风管与煤磨旋风分离器入口之间,所述篦冷机尾风旁路风管设置在篦冷机至窑头袋收尘低温风管上,所述双向功能风管设置在篦冷机至窑头袋收尘进风管路上。本发明能够实现熟料煅烧自动化、智能化、数字化控制;消除煤粉制备系统安全隐患,也消除风口温度过高对旋风分离器、相关管道等材质耐受温度的不利影响;提高篦冷机废气的热能利用率,将篦冷机中温风最大限度的提供给余热发电;杜绝主风管阀门调整带来的热能损失或篦冷机尾部冒灰的问题。

Description

一种窑头余热节能利用及安全生产系统
技术领域
本发明涉及一种生产系统,尤其涉及一种窑头余热节能利用及安全生产系统。
背景技术
目前水泥生产中窑头废气处理采用袋收尘处理废气。熟料篦冷机上壳体内热气体通过不同的渠道分为二次风、三次风、余热发电用风、煤磨烘干用风、篦冷机尾部低温废气五部分,窑头废气通过窑头袋收尘净化排入大气。烧成用二次风、三次风均取风自窑头罩,煤磨烘干用风、余热发电用风、篦冷机尾部低温废气均由独立的取风管取自篦冷机上壳体。为确保窑头袋收尘安全,篦冷机设有喷水系统,袋收尘进口设有冷风阀。
二次风、三次风、煤磨烘干用风、余热发电用风、篦冷机尾部低温废气从篦冷机壳体上抽取时存在气流交叉流动现象,风量、风温主要通过相关管道上阀门开度控制,在实际生产中调节手段非常有限。由于篦冷机上壳体内各区段风温受窑头罩负压、冷却风机供风量、系统产量等等多方面因素影响,煤磨烘干用风在篦冷机壳体的取风口的温度存在较大波动,取风口温度过高对煤粉制备系统安全存在隐患,导致旋风分离器、相关管道等材质耐受温度超标的可能。煤磨烘干用风从篦冷机上壳体抽取的风温为中温风,煤粉制备系统存在安全隐患的同时,导致部分中温风不能被余热发电充分利用。
篦冷机尾风通过阀门调节控制,开度过大,会导致尾风温度偏高,同时该部分风被抽取进入窑头袋收尘,无法得到再利用,对窑头袋收尘造成安全隐患;篦冷机尾风阀门开度过小,会导致篦冷机尾部正压冒灰。
煤磨运行工况与窑运行工艺制度不一致,会因煤磨系统的开停导致窑头罩负压波动,导致窑头二次风和三次风量、风温均出现波动,对熟料品质造成不利影响。煤磨抽风口风速较高,熟料颗粒会进入取风管,造成煤质贫化的可能。采用雾化喷水方式对篦冷机内高温气体降温,虽然降温效果显著,但是对熟料品质会造成不利影响,同时水蒸气与熟料粉尘会在篦冷机壳体内造成结皮,一段时间后会导致篦冷机运行故障,增加系统维护工作量。篦冷机喷水系统的流量调节较为滞后,如果烧成系统出现瞬间温度过高等异常工况,对窑头袋收尘带来安全隐患。篦冷机喷水系统的喷头开口过大会出现水雾化效果不好,如果开孔较小,容易出现喷孔堵塞的现象,并不易发觉。袋收尘器进风口冷风阀存在温度调节效果有限,且冷热风混风不匀的可能,对窑头袋收尘安全造成隐患。对水资源缺乏地区,该方式对水资源浪费较大;篦冷机喷水降温的方式将对熟料品质产生不利影响,导致篦冷机内维护工作量加大。
发明内容
发明目的:本发明目的是提供一种窑头余热节能利用及安全生产系统,能够应对多种工况及瞬间波动较大对窑头袋收尘安全造成隐患,减少煤磨工况变化对窑头罩负压的影响,实现窑头二次风、三次风的风温、风量稳定;消除煤粉制备系统安全隐患。
技术方案:本发明包括篦冷机、窑头袋收尘、余热锅炉、煤磨旋风分离器、煤磨烘干低温风引风管、篦冷机尾风旁路风管和双向功能风管,所述的煤磨烘干低温风引风管设置在篦冷机至窑头袋收尘低温风管与煤磨旋风分离器入口之间,所述篦冷机尾风旁路风管设置在篦冷机至窑头袋收尘低温风管上,所述双向功能风管设置在篦冷机至窑头袋收尘进风管路上。
所述篦冷机的尾部上壳体与煤磨旋风分离器入口之间连接有煤磨烘干中温风引风管,所述煤磨烘干中温风引风管内设有第一流量控制阀和第一温度及压力测点。
所述篦冷机至窑头袋收尘低温风管内设有第二流量控制阀和第一温度测点。
所述窑头袋收尘进口冷风处设有第三流量控制阀,所述窑头袋收尘入口设有第三温度及压力测点。
所述煤磨烘干低温风引风管设有第四流量控制阀。
所述双向功能风管设有第五流量控制阀。
所述篦冷机尾风旁路风管设有第六流量控制阀。
所述篦冷机至余热发电进风管设有第七流量控制阀和第三温度测点。
所述余热发电冷风管设有第八流量控制阀,余热发电出风管设有第九流量控制阀。
所述煤磨旋风分离器入口处设有第二温度测点,煤磨旋风分离器出口设有第二温度及压力测点。
有益效果:本发明能够实现熟料煅烧自动化、智能化、数字化控制;消除煤粉制备系统安全隐患,也消除风口温度过高对旋风分离器、相关管道等材质耐受温度的不利影响;提高篦冷机废气的热能利用率,将篦冷机中温风最大限度的提供给余热发电;杜绝主风管阀门调整带来的热能损失或篦冷机尾部冒灰的问题;减少煤磨工况变化对窑头罩负压的影响,实现窑头二次风、三次风的风温、风量稳定;杜绝了熟料颗粒随气流进入煤磨系统造成煤质贫化的可能;减少进袋收尘气体降温对篦冷机喷水的依赖,消除喷水对熟料品质的不利影响,减少篦冷机设备故障的隐患;当工况不稳定时,避免篦冷机喷水量调整滞后对窑头袋收尘带来的安全隐患;减少篦冷机喷水系统无法正常工作带来的隐患;可以应对多种工况及瞬间波动较大对窑头袋收尘安全造成的隐患;节省水资源。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为当余热发电运行、煤磨系统运行时的气流走向图;
图3为当余热发电运行、煤磨系统不运行时的气流走向图;
图4为当余热发电不运行、煤磨系统运行时的气流走向图;
图5为当余热发电不运行、煤磨不运行时的气流走向图;
图6为当余热发电不运行、煤磨不运行的气流走向图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,本发明包括煤磨烘干低温风引风管18、篦冷机尾风旁路风管19和双向功能风管20,其中,煤磨烘干低温风引风管18设置在篦冷机至窑头袋收尘低温风管与煤磨旋风分离器入口之间,篦冷机尾风旁路风管19设置在篦冷机至窑头袋收尘低温风管上,双向功能风管20设置在篦冷机至窑头袋收尘进风管路上。篦冷机尾部上壳体与煤磨旋风分离器入口之间连接有煤磨烘干中温风引风管21,煤磨烘干中温风引风管21内设有第一流量控制阀1和第一温度及压力测点10,篦冷机至窑头袋收尘低温风管内设有第二流量控制阀2和第一温度测点11,窑头袋收尘进口冷风处设有第三流量控制阀3,煤磨烘干低温风引风管18设有第四流量控制阀4,双向功能风管20设有第五流量控制阀5,篦冷机尾风旁路风管19设有第六流量控制阀6,篦冷机至余热发电进风管设有第七流量控制阀7和第三温度测点14,余热发电冷风管设有第八流量控制阀8,余热发电出风管设有第九流量控制阀9,煤磨旋风分离器入口处设有第二温度测点12,煤磨旋风分离器出口设有第二温度及压力测点13,窑头袋收尘入口设有第三温度及压力测点15,窑头罩内二次风设有第四温度及压力测点16,三次风设有第五温度及压力测点17。
由于窑头废气处理系统的操作模式受到余热发电、煤磨运行工况的影响,在此,操作模式结合着两个系统是否运行的不同工况来分别论述。
当余热发电运行、煤磨系统运行时,其气流走向如图2所示,余热发电相关电动流量控制阀按照发电运行控制要求执行,正常情况下第七流量控制阀7和第九流量控制阀9全开,第八流量控制阀8关闭;第二流量控制阀2、第三流量控制阀3、第五流量控制阀5关闭;第一流量控制阀1、第四流量控制阀4、第六流量控制阀6部分开启。其中,第一流量控制阀1、第四流量控制阀4的开度由煤磨烘干混合风温度调整,即根据第二温度测点12的温度调整,确保进入煤磨系统的风温满足煤磨烘干需要的同时控制在安全范围内。当第二温度测点12风温偏低时,增大第一流量控制阀1开度,关小第四流量控制阀4开度;当第二温度测点12风温偏高时,关小第一流量控制阀1开度,增大第四流量控制阀4开度。
在窑头排风机转速一定,第二流量控制阀2关闭的情况下,依据第四温度及压力测点16,即窑头罩内负压调整第六流量控制阀6的开度,确保煅烧二次风、三次风温度、压力稳定。当窑头罩内负压值增大时,关小第六流量控制阀6,当窑头罩内负压值减小,窑头罩冒正压时,开大阀门6的开度。
当余热发电运行、煤磨系统不运行时,其气流走向如图3所示,余热发电相关电动流量控制阀按照发电运行控制要求执行,正常情况下第七流量控制阀7和第九流量控制阀9全开,第八流量控制阀8关闭;第一流量控制阀1、第二流量控制阀2、第三流量控制阀3、第四流量控制阀4、第五流量控制阀5关闭,第六流量控制阀6部分开启。
在窑头排风机转速一定,流量控制阀1~5关闭的情况下,依据第四温度及压力测点16即窑头罩内负压调整第六流量控制阀6开度,确保煅烧二次风、三次风温度、压力稳定。当窑头罩内负压值增大时,减小第六流量控制阀6的开度,当窑头罩内负压值减小窑头罩冒正压时,增大第六流量控制阀6的开度。
当余热发电不运行、煤磨系统运行时,其气流走向如图4所示,余热发电相关电动流量控制阀按照发电运行控制要求执行,第七流量控制阀7、第八流量控制阀8、第九流量控制阀9全关闭;第二流量控制阀2、第五流量控制阀5全部开启;第三流量控制阀3部分开启;第一流量控制阀1、第四流量控制阀4部分开启。
依据第三温度及压力测点15,即窑头袋收尘入口温度调整第三流量控制阀3开度,确保进入袋收尘温度合理安全。当第三温度及压力测点15温度偏高时,增大第三流量控制阀3的开度;当第三温度及压力测点15温度偏低时,关小第三流量控制阀3的开度。
依据第二温度测点12的温度调整第一流量控制阀1、第四流量控制阀4开度,确保进入煤磨系统风温满足煤磨烘干需要的同时控制在安全范围内。当第二温度测点12风温偏低时,增大第一流量控制阀1开度,关小第四流量控制阀4开度;当第二温度测点12风温偏高时,关小第一流量控制阀1开度,增大第四流量控制阀4开度。
适当加大窑头排风机的转速,依据第四温度及压力测点16,即窑头罩内负压调整第六流量控制阀6的开度,确保煅烧二次风、三次风温度、压力稳定。当窑头罩内负压值增大时,关小第六流量控制阀6的开度,当窑头罩内负压值减小窑头罩冒正压时,开大第六流量控制阀6的开度。
当余热发电不运行、煤磨不运行时,其气流走向如图5所示,余热发电相关电动流量控制阀按照发电运行控制要求执行,第七流量控制阀7、第八流量控制阀8、第九流量控制阀9全关闭;第一流量控制阀1、第四流量控制阀4关闭,第二流量控制阀2、第五流量控制阀5全部开启,第三流量控制阀3部分开启,第六流量控制阀6部分开启。
依据第三温度及压力测点15,即窑头袋收尘入口温度调整第三流量控制阀3开度,确保进入袋收尘温度合理安全。当第三温度及压力测点15温度偏高时,增大第三流量控制阀3的开度;当第三温度及压力测点15温度偏低时,关小第三流量控制阀3的开度。
适当加大窑头排风机的转速,依据第四温度及压力测点16,即窑头罩内负压调整第六流量控制阀6的开度,确保煅烧二次风、三次风温度、压力稳定。当窑头罩内负压值增大时,关小第六流量控制阀6的开度,当窑头罩内负压值减小窑头罩冒正压时,开大第六流量控制阀6的开度。
当余热发电不运行、煤磨不运行,系统出现异常情况瞬间篦冷机上壳体温度升高时,其气流走向如图6所示。由于是瞬间出现的窑况异常情况,各种调节模式无法应对突发状况,这时大量的热气体在进入窑头袋收尘时受到管道弯头及第三流量控制阀3进入冷风的阻挠,同时由于热气体动力向上的特点,篦冷机尾部高温热气体会瞬间通过垂直风管上的第五流量控制阀5排出系统,确保窑头袋收尘的安全。
熟料烧成窑头是关系到熟料品质的关键环节,篦冷机上壳体内热气体负责熟料煅烧的二次风、三次风、余热发电、煤磨烘干用风,是影响熟料综合电耗和热耗的关键环节。本发明切实解决了生产及安全管理中遇到的诸多问题,通过极小投资实现了窑头废气利用和处理各环节的有效、安全、可靠。结合智能化测点对各点温度和压力反馈,为窑头生产管理数字化、自动化、智能化创造了条件。解决了气体温度调整对篦冷机喷水的依赖,消除喷水对熟料品质的影响、对篦冷机设备的隐患及水资源的浪费;煤磨烘干用热风在篦冷机取风采取煤磨烘干中温风引风管21结合煤磨烘干低温风引风管18的双点取风模式,煤磨系统充分利用篦冷机尾部低温风热源,将篦冷机中温风最大限度的提供给余热发电,也实现煤磨安全生产,降低了煤质贫化的可能;篦冷机至窑头袋收尘低温风管旁增设篦冷机尾风旁路风管19,两根风管结合生产需要灵活调节,减少煤磨工况对窑头罩负压的影响,实现窑头二次风、三次风的风温、风量稳定;系统简单,设备维护量小,故障率低;测点数据配合阀门开度调整真正实现自动化控制回路,成为熟料烧成智能化的一部分;篦冷机至窑头袋收尘进风管路在两个不同位置分别设置电动流量调节阀控制冷风,杜绝工况波动,喷水量调整、阀门开度调整、窑头排风机转速调整滞后带来的窑头袋收尘安全隐患,真正实现不同工况下的窑头袋收尘安全。

Claims (10)

1.一种窑头余热节能利用及安全生产系统,包括篦冷机、窑头袋收尘、余热锅炉和煤磨旋风分离器,其特征在于,还包括煤磨烘干低温风引风管(18)、篦冷机尾风旁路风管(19)和双向功能风管(20),所述的煤磨烘干低温风引风管(18)设置在篦冷机至窑头袋收尘低温风管与煤磨旋风分离器入口之间,所述篦冷机尾风旁路风管(19)设置在篦冷机至窑头袋收尘低温风管上,所述双向功能风管(20)设置在篦冷机至窑头袋收尘进风管路上。
2.根据权利要求1所述的一种窑头余热节能利用及安全生产系统,其特征在于,所述篦冷机的尾部上壳体与煤磨旋风分离器入口之间连接有煤磨烘干中温风引风管(21),所述煤磨烘干中温风引风管(21)内设有第一流量控制阀(1)和第一温度及压力测点(10)。
3.根据权利要求1或2所述的一种窑头余热节能利用及安全生产系统,其特征在于,所述篦冷机至窑头袋收尘低温风管内设有第二流量控制阀(2)和第一温度测点(11)。
4.根据权利要求1所述的一种窑头余热节能利用及安全生产系统,其特征在于,所述窑头袋收尘的进口冷风处设有第三流量控制阀(3),所述窑头袋收尘的入口设有第三温度及压力测点(15)。
5.根据权利要求1所述的一种窑头余热节能利用及安全生产系统,其特征在于,所述煤磨烘干低温风引风管设有第四流量控制阀(4)。
6.根据权利要求1所述的一种窑头余热节能利用及安全生产系统,其特征在于,所述双向功能风管设有第五流量控制阀(5)。
7.根据权利要求1所述的一种窑头余热节能利用及安全生产系统,其特征在于,所述篦冷机尾风旁路风管设有第六流量控制阀(6)。
8.根据权利要求1所述的一种窑头余热节能利用及安全生产系统,其特征在于,所述篦冷机至余热发电进风管设有第七流量控制阀(7)和第三温度测点(14)。
9.根据权利要求1所述的一种窑头余热节能利用及安全生产系统,其特征在于,所述余热锅炉的余热发电冷风管设有第八流量控制阀(8),余热锅炉的余热发电出风管设有第九流量控制阀(9)。
10.根据权利要求1所述的一种窑头余热节能利用及安全生产系统,其特征在于,所述煤磨旋风分离器的入口处设有第二温度测点(12),煤磨旋风分离器的出口设有第二温度及压力测点(13)。
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CN116067163A (zh) * 2023-01-10 2023-05-05 中国中材国际工程股份有限公司 一种窑头中低温废气烘干含氯粉体除氯滤渣的系统与工艺
CN116067163B (zh) * 2023-01-10 2024-05-10 中国中材国际工程股份有限公司 一种窑头中低温废气烘干含氯粉体除氯滤渣的系统与工艺

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