CN204345706U - 一种回转窑燃烧控制装置 - Google Patents

Abstract

一种回转窑燃烧控制装置，属于回转窑燃烧控制设备技术领域，用于钒生产过程中的回转窑燃烧控制。其技术方案是：回转窑煤气管道上依次安装煤气成分、煤气流量、煤气压力、煤气温度等测量装置和煤气流量调节装置，助燃风管道上依次安装助燃风流量、助燃风压力、助燃风温度等测量装置和助燃风流量调节装置，在回转窑的外壁上安装有回转窑无线测温装置，烟道上依次安装烟道温度和烟道含氧量测量装置。本实用新型的回转窑燃烧采用煤气单回路控制，可以使回转窑燃烧过程处于全自动控制状态，真正实现回转窑的空气与煤气自动配比，可以将回转窑温度偏差控制在±5℃的范围内，降低转炉煤气消耗3%，提高钒的转化率3%以上，带来可观的经济效益。

Description

一种回转窑燃烧控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种生产钒的回转窑燃烧控制装置，属于回转窑燃烧控制设备技术领域。

背景技术

回转窑是钒生产的重要设备之一，回转窑的生产过程的关键是自动控制的程度和水平，这关系到回转窑在同等生产条件下能否实现钒的高转化率、窑的稳定运行、杜绝有害物排放和煤气能耗高低。在回转窑的生产过程中，实现节能减排和提高转化率是回转窑生产追求的目标，其中特别重要的是煤气的合理燃烧，使能量得到充分利用。但是在实际生产中，由于煤气热值波动、压力不稳定、空燃比设定不合理等原因，经常造成回转窑温度波动大、钒渣的转化率低、能耗增加等问题。

炉窑的燃烧控制与优化问题一直被称为是世界性难题，很多公司为此进行过长期的研究，国外普遍基于物料平衡和能量平衡的复杂数学模型，而我国基本思路是采用先进的控制理论和以废气含氧量等为优化目标。但由于控制思想和数学模型复杂、实施难度大、对现场条件要求苛刻和严重偏离现场实际情况等原因，很难使燃烧装置运行达到最佳。燃烧控制基本依靠操作人员经验手工操作，由于操作员控制水平参差不齐，造成回转窑煤气消耗增大，钒的烧损增加、转化率降低，结块严重，这种情况至今没有得到有效解决，对钒的稳定生产是非常不利的。因此开发一种适合国情、易于实施的回转窑控制装置具有重大的现实意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种回转窑燃烧控制装置，这种装置可以使转炉回转窑燃烧过程处于全自动控制状态，实现回转窑的空气与煤气自动配比，以达到节能减排和提高钒转化率的目的。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种回转窑燃烧控制装置，它的回转窑煤气管道、助燃风管道、烟道分别与回转窑连接，回转窑煤气管道上依次安装煤气成分测量装置、煤气流量测量装置、煤气流量调节装置、煤气压力测量装置、煤气温度测量装置，助燃风管道上依次安装助燃风流量测量装置、助燃风流量调节装置、助燃风压力测量装置、助燃风温度测量装置，在回转窑的外壁上安装有回转窑无线测温装置，烟道上依次安装烟道温度测量装置和烟道含氧量测量装置，上述煤气流量测量装置、煤气流量调节装置、煤气压力测量装置、煤气温度测量装置、助燃风流量测量装置、助燃风流量调节装置、助燃风压力测量装置、助燃风温度测量装置、回转窑无线测温装置、烟道温度测量装置、烟道含氧量测量装置和煤气成分测量装置的输出电信号与输入模件连接，煤气流量调节装置、助燃风流量调节装置的输入电信号与输出模件连接，输入模件、输出模件、电源模件、CPU控制器件、接口模件通过总线底板模件连接并安装在总线底板模件上。

上述回转窑燃烧控制装置，所述煤气流量测量装置和助燃风流量测量装置分别为标准节流装置，煤气压力测量装置和助燃风压力测量装置分别为压力变送器，煤气温度测量装置、助燃风温度测量装置和烟道温度测量装置分别为热电偶或热电阻，煤气流量调节装置和助燃风流量调节装置分别为调节阀或变频器、烟道含氧量测量装置为氧化锆分析仪、煤气成分测量装置为煤气分析专用气相色谱仪或煤气在线分析仪。

上述回转窑燃烧控制装置，所述回转窑无线测温装置由温度测量装置、发射装置和接收装置组成，温度测量装置与发射装置连接并且安装在回转窑的外壁上，接收装置安装在操作室。

上述回转窑燃烧控制装置，所述接口模件与显示器件连接，接口模件为工业交换机、以太网模板、现场总线模板，显示器件为工业计算机或工业触摸屏。

本实用新型的有益之处在于：

本实用新型利用煤气成分在线或离线分析仪表及烟气含氧量测量仪表，构建空燃比自动计算模型，使空燃比实时自动计算，并将操作工人工经验所获得的空燃比值同时引入自动控制系统中，预防分析仪表出现故障时，系统可以继续自动控制，做到真正的回转窑智能优化控制系统。回转窑燃烧自动控制方式采用煤气单回路控制，克服现有燃烧控制采用交叉限幅或前馈等复杂控制方式，参数不宜整定、不宜投用，系统稳定时间长等缺点。本装置简单实用、易于实现。实际运行表明，可以将回转窑温度偏差控制在±5℃的范围内，降低转炉煤气消耗3%，提高钒的转化率3%以上，带来可观的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记如下：煤气管道1、煤气流量测量装置2、煤气流量调节装置3、煤气压力测量装置4、煤气温度测量装置5、助燃风管道6、助燃风流量测量装置7、助燃风流量调节装置8、助燃风压力测量装置9、助燃风温度测量装置10、回转窑无线测温装置11、烟道温度测量装置12、烟道含氧量测量装置13、煤气成分测量装置14、输入模件15、输出模件16、电源模件17、CPU控制器件18、接口模件19、总线底板模件20、显示器件21、回转窑22、烟道23。

具体实施方式

图中显示，本实用新型包括煤气流量测量装置2、煤气流量调节装置3、煤气压力测量装置4、煤气温度测量装置5、助燃风流量测量装置7、助燃风流量调节装置8、助燃风压力测量装置9、助燃风温度测量装置10、回转窑无线测温装置11、烟道温度测量装置12、烟道含氧量测量装置13和煤气成分测量装置14。本实用新型还包括输入模件15、输出模件16、电源模件17、CPU控制器件18、接口模件19、总线底板模件20和显示器件21。其中：输入模件15、输出模件16、电源模件17、CPU控制器件18、接口模件19、总线底板模件20和显示器件21均为PLC或DCS标准硬件。

图中显示，煤气管道1、助燃风管道6分别与回转窑22连接，煤气管道1上依次安装煤气成分测量装置14、煤气流量测量装置2、煤气流量调节装置3、煤气压力测量装置4、煤气温度测量装置5，以上装置根据煤气管道1实际长度留足安装距离。煤气流量测量装置2、煤气压力测量装置4和煤气温度测量装置5组成具有温压补偿功能的煤气流量测量系统，煤气流量调节装置3是煤气管道1的煤气流量调节的执行单元。煤气成分测量装置14可以安装在化验室，为化验室煤气分析仪，或为安装在煤气管道1上的煤气在线分析仪表。

图中显示，助燃风管道6上依次安装助燃风流量测量装置7、助燃风流量调节装置8、助燃风压力测量装置9、助燃风温度测量装置10，以上装置根据助燃风管道6实际长度留足安装距离。助燃风流量测量装置2、助燃风压力测量装置4和助燃风温度测量装置5组成具有温压补偿功能的助燃风流量测量系统，助燃风流量调节装置3是助燃风管道6的助燃风流量调节的执行单元。

图中显示，回转窑无线测温装置11由温度测量装置、发射装置和接收装置组成，温度测量装置与发射装置连接并且安装在回转窑22的外壁上，与回转窑22一同旋转，接收装置安装在操作室或地面其他合适位置，发射装置和接收装置之间通过无线方式传输数据。

图中显示，烟道23与回转窑22连接，烟道23上依次安装烟道温度测量装置12和烟道含氧量测量装置13。

图中显示，煤气成分测量装置14、煤气流量测量装置2、煤气流量调节装置3、煤气压力测量装置4、煤气温度测量装置5、助燃风流量测量装置7、助燃风流量调节装置8、助燃风压力测量装置9、助燃风温度测量装置10、回转窑无线测温装置11的接收装置、烟道温度测量装置12、烟道含氧量测量装置13和煤气成分测量装置14的输出电信号与输入模件15连接。煤气流量调节装置3、助燃风流量调节装置8的输入电信号与输出模件16连接。输入模件15、输出模件16、电源模件17、CPU控制器件18、接口模件19通过总线底板模件20连接并安装在总线底板模件20上。

图中显示，煤气流量测量装置2和助燃风流量测量装置7分别为标准节流装置，煤气压力测量装置4和助燃风压力测量装置9分别为压力变送器，煤气温度测量装置5、助燃风温度测量装置10和烟道温度测量装置12分别为热电偶或热电阻，煤气流量调节装置3和助燃风流量调节装置8分别为调节阀或变频器、烟道含氧量测量装置13为氧化锆分析仪、煤气成分测量装置14为煤气分析专用气相色谱仪或煤气分析仪，煤气在线分析仪安装在煤气管道1上。

图中显示，接口模件19与显示器件21连接，接口模件19为工业交换机、以太网模板、现场总线，显示器件21为工业计算机或工业触摸屏。

本实用新型的一个实施例中的部分器件型号如下：

煤气管道1的规格为焊接钢管φ416*8；助燃风管道2的规格为焊接钢管φ520*10；煤气流量测量装置2为环形孔板配差压变送器，孔板型号为LGH，差压变送器为EJA110A；煤气流量调节装置3为ZKJW-0.6S型电动调节蝶阀，DN400；煤气压力测量装置4为EJA530A型压力变送器；煤气温度测量装置5为WZP-240型热电阻；助燃风流量测量装置7为标准节流装置配差压变送器，孔板型号为LGB，差压变送器为EJA110A；助燃风流量调节装置8为ZKJW-0.6S型电动调节蝶阀，DN500；助燃风压力测量装置9为EJA530A型压力变送器；助燃风温度测量装置10为WZP-240型热电阻；回转窑无线测温装置11的温度测量装置为WRN-130型热电偶，发射装置和接收装置为LDT-2003型仪表；烟道温度测量装置12为WRK-240型热电偶；烟道含氧量测量装置13为RHO-702型高温直插氧分析仪；煤气成分测量装置14为GS-101M 煤气自动分析仪。

输入模件15的型号为AI810和DI810；输出模件16的型号为AO810和DO810；电源模件17的型号为SA811F；CPU 控制器件18的型号为PM803F；接口模件19的型号为Moxa EDS-G205、CI840、EI813F和FI830F；总线底板模件20的型号为RLM01、TU847和TU810V1；显示器件21的型号为研华IPC-610H 型工控机。

以上部分器件均为市场上成型的仪表设备、PLC或DCS系统成熟产品。

Claims (4)

1.一种回转窑燃烧控制装置，它的回转窑煤气管道（1）、助燃风管道（6）、烟道（23）分别与回转窑（22）连接，其特征在于：回转窑煤气管道（1）上依次安装煤气成分测量装置（14）、煤气流量测量装置（2）、煤气流量调节装置（3）、煤气压力测量装置（4）、煤气温度测量装置（5），助燃风管道（6）上依次安装助燃风流量测量装置（7）、助燃风流量调节装置（8）、助燃风压力测量装置（9）、助燃风温度测量装置（10），在回转窑（22）的外壁上安装有回转窑无线测温装置（11），烟道（23）上依次安装烟道温度测量装置（12）和烟道含氧量测量装置（13），上述煤气流量测量装置（2）、煤气流量调节装置（3）、煤气压力测量装置（4）、煤气温度测量装置（5）、助燃风流量测量装置（7）、助燃风流量调节装置（8）、助燃风压力测量装置（9）、助燃风温度测量装置（10）、回转窑无线测温装置（11）、烟道温度测量装置（12）、烟道含氧量测量装置（13）和煤气成分测量装置（14）的输出电信号与输入模件（15）连接，煤气流量调节装置（3）、助燃风流量调节装置（8）的输入电信号与输出模件（16）连接，输入模件（15）、输出模件（16）、电源模件（17）、CPU控制器件（18）、接口模件（19）通过总线底板模件（20）连接并安装在总线底板模件（20）上。

2. 根据权利要求1所述的回转窑燃烧控制装置，其特征在于：所述煤气流量测量装置（2）和助燃风流量测量装置（7）分别为标准节流装置，煤气压力测量装置（4）和助燃风压力测量装置（9）分别为压力变送器，煤气温度测量装置（5）和助燃风温度测量装置（10）分别为热电偶或热电阻，煤气流量调节装置（3）和助燃风流量调节装置（8）分别为调节阀或变频器、烟道含氧量测量装置（13）为氧化锆分析仪、煤气成分测量装置（14）为煤气分析专用气相色谱仪或煤气分析仪。

3. 根据权利要求1或2所述的回转窑燃烧控制装置，其特征在于：所述回转窑无线测温装置（11）由温度测量装置、发射装置和接收装置组成，温度测量装置与发射装置连接并且安装在回转窑（22）的外壁上，接收装置安装在操作室。

4.根据权利要求3所述的回转窑燃烧控制装置，其特征在于：所述接口模件（19）与显示器件（21）连接，接口模件（19）为工业交换机、以太网模板、现场总线模板，显示器件（21）为工业计算机或工业触摸屏。