CN204224470U - 一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，其系统包括窑头原煤粉磨系统和窑尾原煤粉磨系统，所述窑头原煤粉磨系统与窑头燃烧器连接，所述窑尾原煤粉磨系统与窑尾燃烧器连接。其方法包括将烟煤或无烟煤经窑头原煤粉磨系统粉磨后，添加到窑头燃烧器作为回转窑用煤；将褐煤经窑尾原煤粉磨系统粉磨后，添加到窑尾燃烧器作为分解炉用煤。本实用新型的优点在于，大量利用褐煤煅烧水泥熟料，大大降低生产成本；本实用新型通过设置CO2防爆设施可以消灭明火，真正做到预防爆炸；取消冷风阀，这样减少新鲜空气进入系统的可能性，提高了安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种煅烧水泥熟料的系统，特别是涉及一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统。
背景技术
煤炭是新型干法水泥生产最主要的能源，在其中兼具燃料与原料的作用，在烧成系统煤炭的使用分为两部分，一部分为分解炉用煤，占系统总煤炭用量的60％左右；一部分为回转窑用煤，占系统总煤炭用量的40％左右。水泥生产是一个高耗能的行业，随着煤炭资源的减少，能源紧张的加剧，新型干法煤炭资源越来越少，价格越来越高，严重制约着新型干法水泥生产，据统计能源成本己经占到新型干法水泥生产成本的60％左右，成了水泥生产成本的主要构成部分。
目前，国内外新型干法窑煅烧水泥熟料使用褐煤的企业，都是将褐煤简单的掺入其它优质煤中。由于褐煤和其它煤的燃点不同，掺烧后会出现火焰拉长，甚至两个火焰的情况，不可避免的会影响热力强度及煅烧工艺。
煤尘爆炸必须同时具备的四个因素是：18％以上含氧量、高温热源、40g/m3到2000g/m3的煤尘浓度、较高的挥发分。粉磨褐煤时，在启动磨机和停磨机过程中煤尘浓度必然会经过40g/m3到2000g/m3可造成煤尘爆炸浓度范围。再加上合适的含氧量，遇见明火等就会发生爆炸，因此，一直以来褐煤安全粉磨的安全问题难以解决，制约了褐煤大量用于水泥生产线。表现出的具体安全问题如下：
(一)现有水泥熟料生产线的燃煤粉磨工艺主要有两种：一种为窑头取风，另一种是窑尾取风，上述两种工艺的差别主要就是用来烘干煤粉的热源不同，适合粉磨烟煤、无烟煤等燃点高、挥发分低的原煤，不适合烘干褐煤的原因主要有以下两个：其一，上述两种工艺中所取热风温度过高，在300℃以上。而褐煤燃点在250℃左右，会导致积存在下料口处的原煤自燃，是一个安全隐患；其二，上述工艺中的冷风阀是用于启动磨机初期和停磨机时降温用的，冷风直接取大气，含氧量21％。(二)按水泥行业通用煤磨系统除尘器配置的标准，脉冲布袋除尘器的布袋采用防油、防静电、防结露的涤纶针刺毡布袋。但防结露能力只能适合10％原煤水分的粉磨系统，工作温度要求低于70℃。热风温度受脉冲布袋除尘器布袋耐温能力限制，出磨热风温度必须低于70℃。温度的调节靠调节冷风阀实现，这样就会导致系统含氧量上升，为煤尘爆炸提供了条件，因此，冷风阀的存在，是粉磨褐煤的一个重要安全隐患。(三)脉冲布袋除尘器清灰采用压缩空气清灰，存在瞬间脉冲布袋除尘器局部含氧量达到煤尘爆炸所需含氧量，存在爆炸安全隐患。(四)煤粉仓、脉冲布袋除尘器集灰斗设置的CO2灭火装置，是靠仓壁的测温电缆控制的，这两个部位起火后或爆炸后才动作。为此，现有技术不适合褐煤粉磨，满足不了安全的需求，安全事故频发。因此没有长期使用的成功案例。即使勉强使用，使用量不会超过30％。
另外，热力型氮氧化物是在燃烧过程中，空气中的氮气和空气中的氧气发生反应，生成一氧化氮。该反应最重要的条件是温度必须高于1350℃；燃料型氮氧化物是燃料中的氮元素在一定温度和氧含量条件下生成一氧化氮。燃料型氮氧化物生成温度在1000℃开始，1400℃达到最高峰。按原800mg/m3氮氧化物排放标准推算，水泥行业一吨标准煤可以生成19.2kg以上氮氧化物。因此，氮氧化物是一种主要的大气污染物。水泥行业的氮氧化物排放量是继火电、汽车尾气之后，第三位的行业。。因此，氮氧化物是水泥行业排放的一种主要的大气污染物。目前国内外还没有适合水泥行业的降低氮氧化物排放的技术。
实用新型内容
根据窑头回转窑内和窑尾分解炉内不同热力强度需求，使用不同的煤质。回转窑内需要1700℃以上热力强度，而窑尾分解炉内只需要一个900-1000℃的温度场就满足工艺需求，因此，窑尾分解炉可以使用100％的褐煤。窑头和窑尾分解炉用煤量为1:2，所以，分烧工艺可以使用褐煤量超过60％。
本实用新型的目的在于提供一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统。
本实用新型的目的由如下技术方案实施，一种利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，其包括窑头原煤粉磨系统和窑尾原煤粉磨系统，所述窑头原煤粉磨系统与窑头燃烧器连接，所述窑尾原煤粉磨系统与窑尾燃烧器连接。
具体的，所述窑头原煤粉磨系统包括窑头煤堆场、窑头煤原煤仓、熟料篦冷机、窑头煤定量给料机、标准配置磨机、窑头煤磨脉冲布袋除尘器、窑头煤粉仓、窑头煤粉秤、窑头燃烧器和窑头煤磨排风机；所述窑头煤堆场通过输送皮带与所述窑头煤原煤仓进料口连接，所述窑头煤原煤仓出料口与所述窑头煤定量给料机的进料口连接，所述窑头煤定量给料机的出料口与所述标准配置磨机的进料口连接，所述熟料篦冷机出风口通过管道与所述标准配置磨机的进风口连接，所述标准配置磨机的进风口处设有冷风阀，所述标准配置磨机的出料口通过管道与所述窑头煤磨脉冲布袋除尘器的进料口连接，所述窑头煤磨脉冲布袋除尘器的出料口与所述窑头煤粉仓的进料口连接，所述窑头煤粉仓的出料口与所述窑头煤粉秤的进料口连接，所述窑头煤粉秤出料口通过管道与所述窑头燃烧器的进料口连接，所述窑头煤磨脉冲布袋除尘器出风口通过管道与所述窑头煤磨排风机连接。标准配置磨机为辊式磨，其选用直径1.7米的磨盘，配置与直径1.7米磨盘相匹配的选粉机。
更优的，所述的一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，还包括有窑头二氧化碳防爆装置，所述窑头二氧化碳防爆装置包括一氧化碳检测仪、中央控制器和二氧化碳灭火瓶，所述窑头煤磨脉冲布袋除尘器与所述窑头煤粉仓的顶部均设有所述一氧化碳检测仪，所述一氧化碳检测仪的信号输出端与所述中央控制器的信号输入端连接。
具体的，所述窑尾原煤粉磨系统包括窑尾原煤堆场、窑尾煤原煤仓、窑尾煤定量给料机、特制磨机、预热器、余热锅炉、高温风机、窑尾煤磨旋风除尘器、窑尾煤磨脉冲布袋除尘器、窑尾煤粉仓、窑尾煤粉秤和窑尾煤磨排风机；所述窑尾煤堆场通过输送皮带与所述窑尾煤原煤仓进料口连接，所述窑尾煤原煤仓出料口与所述窑尾煤定量给料机的进料口连接，所述窑尾煤定量给料机的出料口与所述特制磨机的进料口连接，所述预热器的热风出口与所述余热锅炉的进风口连接，所述余热锅炉的出风口与所述高温风机的进风口连接，所述高温风机的出风口与所述窑尾煤磨旋风除尘器的进风口通过管道连接，所述窑尾煤磨旋风除尘器的出风口与所述特制磨机的进风口连接，所述特制磨机的出风口与所述窑尾煤磨脉冲布袋除尘器的进风口连接，所述窑尾煤磨脉冲布袋除尘器的出料口与所述窑尾煤粉仓的进料口连接，所述窑尾煤粉仓的出料口与所述窑尾煤粉秤的进料口连接，所述窑尾煤粉秤的出料口与所述窑尾燃烧器的进料口连接，所述窑尾煤磨脉冲布袋除尘器出风口通过管道与所述窑尾煤磨排风机连接。
具体的，所述特制磨机为辊式磨，所述辊式磨选用直径1.9米的磨盘，配置与直径2.2米磨盘相匹配的选粉机。
连接所述高温风机的出风口与所述窑尾煤磨旋风除尘器的进风口之间的管道上设有热风阀。
更优的，所述的一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，还包括有窑尾二氧化碳防爆装置，所述窑尾二氧化碳防爆装置包括一氧化碳检测仪、中央控制器和二氧化碳灭火瓶，所述窑尾煤磨脉冲布袋除尘器与所述窑尾煤粉仓的顶部均设有所述一氧化碳检测仪，所述一氧化碳检测仪的信号输出端与所述中央控制器的信号输入端连接。
本实用新型的优点在于，(1)热源虽然也取自高温风机出口，但要求是带窑尾余热锅炉的生产线。这种类型生产线，出窑尾预热器350℃热风经过余热锅炉后，温度在180℃—200℃之间，含氧量低于10％，这样可以解决煤尘爆炸风险，同时也降低煤粉自燃的机会；(2)由于脉冲布袋除尘器的布袋选择PPS防油、防静电、防结露布料，耐温超过170℃，而入磨温度在180℃-200℃，脉冲布袋除尘器内最高也不会超过170℃，因此，取消冷风阀，这样减少新鲜空气进入系统的可能性，提高了安全性；(3)脉冲布袋除尘器采用氮气喷吹，消灭了清灰过程中因局部含氧量高存在的爆炸隐患；(4)脉冲布袋除尘器集灰斗和煤粉仓设置CO2防爆设施，是靠检测脉冲布袋除尘器集灰斗、煤粉仓顶部CO浓度来控制CO2装置动作的，由于出现明火，势必会出现CO，因此就可以消灭明火，真正做到预防爆炸；(5)由于热风温度较低，系统用风量相应也要增加，尤其是褐煤含水量一般在30％以上。而标准配置的磨机要求水分在10％以下，为了解决烘干高水分褐煤问题，本实用新型选用直径1.9米磨盘，配置2.2米磨机的选粉机的辊式磨，通风量可以达到130000Nm3/h，比标准配置通风量50000Nm3/h的直径1.7米辊式磨的通风量高出160％，满足了烘干能力的需要；(6)启动磨机和停磨机过程中，通过调整原煤仓下定量给料秤，逐渐增加或减少给煤量，同时要调整热风阀开度，保证系统适宜温度；(7)本实用新型系统使得煅烧水泥所产生的氮氧化物大幅度降低，其主要原因是由于褐煤的大规模使用，煤粉水分提高，发热量低，导致热力强度降低，影响了氮氧化物的生成。入分解炉煤粉发热量维持在4000kcal至4400kcal范围内，分解炉燃烧器点火温度在1000℃-1300℃就可以满足窑尾分解炉温度场需求。此时不生成热力型氮氧化物，燃料型氮氧化物生产相对较少；(8)本实用新型可以实现利用大量褐煤煅烧水泥熟料，大量节省烟煤或无烟煤用量，大大降低生产成本。
附图说明
图1一种利用褐煤煅烧水泥熟料的系统结构示意图。
图2为窑头二氧化碳防爆装置结构示意图。
图3为窑尾二氧化碳防爆装置结构示意图。
窑头煤堆场1，窑头煤原煤仓2，熟料篦冷机3，窑头煤定量给料机4，标准配置磨机5，窑头煤磨脉冲布袋除尘器6，窑头煤粉仓7，窑头煤粉秤8，窑头燃烧器9，窑头煤磨排风机10，一氧化碳检测仪11，中央控制器12，二氧化碳灭火瓶13，窑尾原煤堆场14，窑尾煤原煤仓15，窑尾煤定量给料机16，特制磨机17，预热器18，余热锅炉19，高温风机20，窑尾煤磨旋风除尘器21，窑尾煤磨脉冲布袋除尘器22，窑尾煤粉仓23，窑尾煤粉秤24，窑尾煤磨排风机25，窑尾燃烧器26，回转窑27，分解炉28，窑头二氧化碳防爆装置29，窑尾二氧化碳防爆装置30。
具体实施方式：
实施例1：一种利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，其包括窑头原煤粉磨系统和窑尾原煤粉磨系统。
所述窑头原煤粉磨系统包括窑头煤堆场1、窑头煤原煤仓2、熟料篦冷机3、窑头煤定量给料机4、标准配置磨机5、窑头煤磨脉冲布袋除尘器6、窑头煤粉仓7、窑头煤粉秤8、窑头燃烧器9、窑头煤磨排风机10和窑头二氧化碳防爆装置29；窑头煤堆场1通过输送皮带与窑头煤原煤仓2进料口连接，窑头煤原煤仓2出料口与窑头煤定量给料机4的进料口连接，窑头煤定量给料机4的出料口与标准配置磨机5的进料口连接，熟料篦冷机3出风口通过管道与标准配置磨机5的进风口连接，标准配置磨机5的进风口处设有冷风阀，标准配置磨机5的出料口通过管道与窑头煤磨脉冲布袋除尘器6的进料口连接，窑头煤磨脉冲布袋除尘器6的出料口与窑头煤粉仓7的进料口连接，窑头煤粉仓7的出料口与窑头煤粉秤8的进料口连接，窑头煤粉秤8出料口通过管道与窑头燃烧器9的进料口连接，窑头煤磨脉冲布袋除尘器6出风口通过管道与窑头煤磨排风机10连接。标准配置磨机5为辊式磨，其选用直径1.7米的磨盘，配置与直径1.7米磨盘相匹配的选粉机。窑头二氧化碳防爆装置29包括一氧化碳检测仪11、中央控制器12和二氧化碳灭火瓶13，窑头煤磨脉冲布袋除尘器6与窑头煤粉仓7的顶部均设有一氧化碳检测仪11，一氧化碳检测仪11的信号输出端与中央控制器12的信号输入端连接。
窑尾原煤粉磨系统包括窑尾原煤堆场14、窑尾煤原煤仓15、窑尾煤定量给料机16、特制磨机17、预热器18、余热锅炉19、高温风机20、窑尾煤磨旋风除尘器21、窑尾煤磨脉冲布袋除尘器22、窑尾煤粉仓23、窑尾煤粉秤24、窑尾煤磨排风机25和窑尾二氧化碳防爆装置30；特制磨机17为辊式磨，辊式磨选用直径1.9米的磨盘，配置与直径2.2米磨盘相匹配的选粉机。窑尾煤堆场14通过输送皮带与窑尾煤原煤仓15进料口连接，窑尾煤原煤仓15出料口与窑尾煤定量给料机16的进料口连接，窑尾煤定量给料机16的出料口与特制磨机17的进料口连接，预热器18的热风出口与余热锅炉19的进风口连接，余热锅炉19的出风口与高温风机20的进风口连接，高温风机20的出风口与窑尾煤磨旋风除尘器21的进风口通过管道连接，连接高温风机20的出风口与窑尾煤磨旋风除尘器21的进风口之间的管道上设有热风阀。窑尾煤磨旋风除尘器21的出风口与特制磨机17的进风口连接，特制磨机17的出风口与窑尾煤磨脉冲布袋除尘器22的进风口连接，窑尾煤磨脉冲布袋除尘器22的出料口与窑尾煤粉仓23的进料口连接，窑尾煤粉仓23的出料口与窑尾煤粉秤24的进料口连接，窑尾煤粉秤24的出料口与窑尾燃烧器26的进料口连接，窑尾煤磨脉冲布袋除尘器22出风口通过管道与窑尾煤磨排风机25连接。窑尾二氧化碳防爆装置30包括一氧化碳检测仪11、中央控制器12和二氧化碳灭火瓶13，窑尾煤磨脉冲布袋除尘器22与窑尾煤粉仓23的顶部均设有一氧化碳检测仪11，一氧化碳检测仪11的信号输出端与中央控制器12的信号输入端连接。
Claims (7)
1.一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，其特征在于，其包括窑头原煤粉磨系统和窑尾原煤粉磨系统，所述窑头原煤粉磨系统与窑头燃烧器连接，所述窑尾原煤粉磨系统与窑尾燃烧器连接。
2.根据权利要求1所述的一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，其特征在于，所述窑头原煤粉磨系统包括窑头煤堆场、窑头煤原煤仓、熟料篦冷机、窑头煤定量给料机、标准配置磨机、窑头煤磨脉冲布袋除尘器、窑头煤粉仓、窑头煤粉秤、窑头燃烧器和窑头煤磨排风机；所述窑头煤堆场通过输送皮带与所述窑头煤原煤仓进料口连接，所述窑头煤原煤仓出料口与所述窑头煤定量给料机的进料口连接，所述窑头煤定量给料机的出料口与所述标准配置磨机的进料口连接，所述熟料篦冷机出风口通过管道与所述标准配置磨机的进风口连接，所述标准配置磨机的进风口处设有冷风阀，所述标准配置磨机的出料口通过管道与所述窑头煤磨脉冲布袋除尘器的进料口连接，所述窑头煤磨脉冲布袋除尘器的出料口与所述窑头煤粉仓的进料口连接，所述窑头煤粉仓的出料口与所述窑头煤粉秤的进料口连接，所述窑头煤粉秤出料口通过管道与所述窑头燃烧器的进料口连接，所述窑头煤磨脉冲布袋除尘器出风口通过管道与所述窑头煤磨排风机连接。
3.根据权利要求2所述的一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，其特征在于，其还包括有窑头二氧化碳防爆装置，所述窑头二氧化碳防爆装置包括一氧化碳检测仪、中央控制器和二氧化碳灭火瓶，所述窑头煤磨脉冲布袋除尘器与所述窑头煤粉仓的顶部均设有所述一氧化碳检测仪，所述一氧化碳检测仪的信号输出端与所述中央控制器的信号输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，其特征在于，所述窑尾原煤粉磨系统包括窑尾原煤堆场、窑尾煤原煤仓、窑尾煤定量给料机、特制磨机、预热器、余热锅炉、高温风机、窑尾煤磨旋风除尘器、窑尾煤磨脉冲布袋除尘器、窑尾煤粉仓、窑尾煤粉秤和窑尾煤磨排风机；所述窑尾煤堆场通过输送皮带与所述窑尾煤原煤仓进料口连接，所述窑尾煤原煤仓出料口与所述窑尾煤定量给料机的进料口连接，所述窑尾煤定量给料机的出料口与所述特制磨机的进料口连接，所述预热器的热风出口与所述余热锅炉的进风口连接，所述余热锅炉的出风口与所述高温风机的进风口连接，所述高温风机的出风口与所述窑尾煤磨旋风除尘器的进风口通过管道连接，所述窑尾煤磨旋风除尘器的出风口与所述特制磨机的进风口连接，所述特制磨机的出风口与所述窑尾煤磨脉冲布袋除尘器的进风口连接，所述窑尾煤磨脉冲布袋除尘器的出料口与所述窑尾煤粉仓的进料口连接，所述窑尾煤粉仓的出料口与所述窑尾煤粉秤的进料口连接，所述窑尾煤粉秤的出料口与所述窑尾燃烧器的进料口连接，所述窑尾煤磨脉冲布袋除尘器出风口通过管道与所述窑尾煤磨排风机连接。
5.根据权利要求4所述的一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，其特征在于，所述特制磨机为辊式磨，所述辊式磨选用直径1.9米的磨盘，配置与直径2.2米磨盘相匹配的选粉机。
6.根据权利要求5所述的一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，其特征在于，连接所述高温风机的出风口与所述窑尾煤磨旋风除尘器的进风口之间的管道上设有热风阀。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，其特征在于，其还包括有窑尾二氧化碳防爆装置，所述窑尾二氧化碳防爆装置包括一氧化碳检测仪、中央控制器和二氧化碳灭火瓶，所述窑尾煤磨脉冲布袋除尘器与所述窑尾煤粉仓的顶部均设有所述一氧化碳检测仪，所述一氧化碳检测仪的信号输出端与所述中央控制器的信号输入端连接。
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