CN2286302Y

CN2286302Y - 带组合腰风装置的水泥立窑

Info

Publication number: CN2286302Y
Application number: CN 96248450
Authority: CN
Inventors: 王宗光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1998-07-15
Anticipated expiration: 2006-11-28

Abstract

本实用新型提供了一种带组合腰风装置的新型水泥立窑。它是在传统水泥立窑上增设了由中心腰风系统(1)、调偏火腰风系统(2)以及辅助鼓风机(3)所构成的组合腰风装置。中心腰风系统用以加强窑内中心通风,并促使熟料速冷;调偏火系统用以调整立窑偏火。该新型立窑消除了传统立窑通风不均的固有缺陷,可提高立窑台时产量30%以上,节电15—20%,节煤10%左右,以及明显提高熟料质量。本实用新型可用于现有各种立窑的技术改造、煅烧特种水泥,以及设计与制造大直径新型立窑。

Description

带组合腰风装置的水泥立窑

本实用新型涉及一种水泥立窑，特别是一种高效节能型的新型机械化水泥立窑。

现有的机械化水泥立窑(以下简称传统立窑)，由于其结构的特点所限制，主要存在着窑内中心通风不良，经常发生偏火和熟料冷却不良等缺陷。它使熟料在还原气氛下煅烧，不但影响了立窑的产、质量，而且阻碍了立窑生产技术的进一步发展。这主要表现在以下几方面：

1.限制了立窑生产的进一步优质、高产与节能

在传统立窑的横断面上，中心部位的通风阻力最大，使该部位料球中的燃料得不到充足的氧气，燃料燃烧不完全，窑内形成还原气氛。在还原气氛下煅烧容易产生还原大块熟料，同时还会促使贝利特转变为γ-C₂S，部分阿利特分解成贝利特与二次游离石灰，降低了熟料的强度。一般立窑燃料的化学及机械不完全燃烧热损失约占熟料总热耗的20--30％，造成能源浪费，热耗增加。由于熟料煅烧过程不完全，出窑熟料中的游离氧化钙含量一般较高，造成熟料质量不稳定。同时，由于中部通风不良，也限制水泥立窑煅烧能力的进一步提高。

在传统立窑内，由于生料成分不均、配煤不均等所造成的窑内结大块、炼窑，以及加料不均、料球破碎多等原因，都会造成立窑横断面上的流体阻力不均匀，从而形成偏火。偏火会使窑内煅烧情况恶化，造成一边结大块熟料，另一边漏生，甚至出现严重塌边、塌窑现象，降低了熟料的产量和质量，并影响立窑的安全生产。立窑的直径愈大，窑内的风量分布愈不均匀，中心通风愈差，偏火发生愈频繁。此外，传统立窑的熟料冷却速度缓慢。在慢冷条件下，熟料中部分高强度的β-C₂S晶型转变成水硬性很低的γ-C₂S晶型，使得熟料强度下降。

2.限制了大型水泥立窑的发展

当传统立窑的内径超过一定限度时，窑内中心通风不良及风量分布不均的状况更加严重，立窑偏火也将频繁发生，使大直径立窑难以正常生产，从而限制了立窑内径的进一步扩大，即限制了大型立窑的发展。这使得立窑的劳动生产率和规模经济效益难以进一步提高，严重影响了水泥立窑发展的生命力。目前国内外传统立窑的内径一般不超过3米(最大生产能力为年产10万吨水泥)。因此，要建造年产15--20万吨水泥的大型水泥立窑生产线，首先要解决窑内中心通风不良及经常发生偏火的工艺问题。

3.限制了立窑对某些特种水泥的生产

某些特种水泥，例如硫铝酸盐水泥，必须在氧化气氛下进行煅烧。它一般是在回转窑中煅烧的。这是因为硫铝酸盐水泥熟料在还原气氛下煅烧时，水泥生料球中的煤和二水石膏非常容易产生还原反应，导致石膏分解，三氧化硫挥发，难以满足形成主要矿物无水硫铝酸钙的需要，并且部分已生成的硫铝酸钙也易分解，因此煅烧出的熟料质量低劣。只有在氧化气氛下，才可以煅烧出高质量的特种水泥熟料。

综上所述，产生以上种种缺陷的根本原因，主要是传统立窑缺乏对熟料煅烧过程进行有效控制的手段，未能解决立窑中心通风不良和窑内风量分布不均这个关键工艺问题。

本实用新型的目的就是提供一种新型水泥立窑。由于它增加了组合腰风装置，从而具有了控制与调节立窑煅烧过程的手段。组合腰风能够加强立窑的中心通风，促使熟料进行速冷，并有效地调整偏火，稳定立窑底火，使熟料的煅烧过程能够在氧化气氛下进行，从而为立窑的进一步优质、节能、高产创造了条件，并为立窑扩径改造、设计与制造大直径水泥立窑，以及生产高质量的特种水泥提供了必要条件。

本实用新型的任务是这样实现的：在传统水泥立窑上，增设由中心腰风系统、调偏火腰风系统以及辅助鼓风机构成的组合腰风装置。现将它们的结构与功能分述如下：

1).中心腰风系统

在立窑窑体上部的适当位置，环周均匀安装一排或者数排(每排4--16个)用以加强窑内中心通风和对熟料进行速冷的中心腰风风咀。各风咀与其环形风管相联通，由单独的辅助鼓风机供风；如立窑主鼓风机富余能力较大时，也可由主鼓风机统一供风。在中心腰风环形风管的前面，安装一个总阀门，用以调节中心腰风的总风量。中心腰风风咀的位置，一般在距窑面2.0--5.0米处；风咀的风速一般为20--120米/秒，风咀的直径为20--100毫米。风咀的形状可以是圆形、椭圆形或偏平形。

2).调偏火腰风系统

在立窑窑体中部的适当位置，环周均匀安装一排(6--12个)用以调整立窑偏火的风咀。每个风咀均单独安装一个阀门，各风咀通过其环形风管与立窑主鼓风机相联。调偏火腰风风咀的位置，一般在距窑面4.0--6.0米处；风咀的风速一般较低，风咀直径为80--120毫米。

3).辅助鼓风机

辅助鼓风机单独用来给中心腰风系统供风。它可使用罗茨鼓风机，也可使用新型高压离心式鼓风机，风机的风量一般可在40--200立方米/分。

在立窑高温带下面的窑壁上，环周均匀安装一排(4--8只)热电偶，用于检测立窑高温带的温度变化。当立窑发生偏火时，启动偏火方位下的调偏火风咀阀门，用以调整偏火；当底火恢复正常后，该风咀的阀门关闭。中心腰风的总阀门在生产时是常开的，持续不断地向窑内均匀鼓风。另外，根据热电偶的温度变化，可控制与稳定底火的位置。

组合腰风系统可由人工手动控制，也可由计算机自动控制，即以热电偶为检测元件，以电动阀为执行元件，计算机根据窑内高温带温度的变化，自动调节中心腰风系统的总阀门及调偏火腰风系统的风咀阀门，及时调整窑内的通风状况。当所检测的系统参数发生异常时，计算机系统立即报警，并采取相应措施，以保障立窑的安全生产。

综上所述，组合腰风装置可解决立窑通风不良、熟料不能速冷和立窑经常发生偏火的问题。它能稳定立窑的热工制度，具有节电、节煤、优质、高产和保障安全生产的良好效果。

组合腰风装置的组合方式通常有三种：1)双风机、双环形风管方式。即中心腰风风咀通过其环形风管由辅助鼓风机供风，调偏火腰风风咀通过其环形风管由立窑主鼓风机供风，这种方式主要适用于大、中型水泥立窑。2)单风机、双环形风管方式。即中心腰风风咀通过其环形风管由立窑主鼓风机供风，调偏火腰风风咀通过其环形风管也由同一鼓风机供风，这种方式主要适用于中、小型水泥立窑。3)单风机、单环形风管方式。即中心腰风风咀与调偏火腰风风咀均通过同一个环形风管，由同一个立窑主鼓风机供风，这种方式主要适用于小型水泥立窑。

组合腰风系统的风咀位置、风速、风量分布的均匀性及腰风量与底风量的比例关系，是组合腰风系统的重要参数。应根据立窑的规格大小和立窑的具体生产工艺状况来确定。这些参数如选择使用不当，则会影响立窑的正常煅烧。

该实用新型的应用实践表明，中心腰风可有效地加强立窑窑内的中心通风，使窑内风量分布均匀。它使立窑窑面中心部位废气中的CO含量由原来的17.0％降低至7.4％，O₂含量由1.6％提高至4.5％，空气过剩系数由0.71提高到1.05；从而使立窑煅烧由还原性气氛变为氧化性气氛，料球中的燃料得到比较充分的燃烧，烧成煤耗降低10％左右。使用中心腰风后，相对减少了入窑底风的风量，从而降低了立窑窑内中下部的流体阻力，使立窑鼓风机的电流降低15％左右。同时，中心腰风对窑内的熟料进行了速冷，降低了出窑熟料的温度，并提高了熟料质量。熟料28天耐压强度大于60MPa；熟料中游离氧化钙含量低于2.5％。特别是中心腰风可有效地提高立窑的煅烧能力，立窑单位截面积的生产能力由1500--1700kg/m²提高到2000--2200kg/m²，3×11米机立窑的熟料台时产量由10.8T/H提高到14T/H以上，提高幅达30％以上。

本实用新型具有简单易行、安全可靠、投入少、产出大、经济效益显著的特点，它的适用范围如下：

1).适用于现有各种立窑的优质、高产、节能的技术改造。

2).适用于煅烧高质量的普通水泥熟料，以及煅烧高质量的硫铝酸盐等特种水泥的熟料。

3).适用于现有3×11米机立窑的扩径改造(扩至3.2--3.4米)，使现有的年产10万吨水泥的立窑达到年产15万吨水泥的生产能力。

4).适用于设计与制造大直径(内径大于3米)的新型水泥立窑。

下面结合附图及实施例对本实用新型作祥细描述。

图1是本实用新型的双风机、双环形风管方式结构示意图。

参照图1，在立窑窑体(1)上部的适当位置，环周均匀安装一排中心腰风风咀(2)，各风咀与其环形风管(3)相联通，由立窑辅助鼓风机(9)供风。在环形风管与辅助鼓风机之间的管道上，安装一个总阀门(8)，用于调节中心腰风的总风量。在立窑窑体中部的适当位置，环周均匀安装一排调偏火腰风风咀(5)，每个调偏火风咀均安装一个阀门(6)。各风咀与其环形风管(7)相联通，由立窑主鼓风机(10)供风。在立窑冷却带上部的窑壁上，环周均匀安装一排热电偶(4)，用于检测立窑高温带的温度变化。

Claims

1.一种高效节能型水泥立窑，其特征是在传统水泥立窑上增设了由中心腰风系统、调偏火腰风系统以及辅助鼓风机构成的组合腰风装置。

2.根据权利要求1所述的水泥立窑，特征是在立窑窑体上部的适当位置，环周均匀安装一排或数排(每排4-16个)用以加强中心通风的风咀，各风咀与其环形风管相联通，由单独的辅助鼓风机供风；如立窑主鼓风机富余能力较大时，也可由主鼓风机统一供风。

3.根据权利要求1所述的水泥立窑，特征是在中心腰风环形风管的前面安装一个总阀门，用以调节中心腰风的总风量。

4.根据权利要求1所述的水泥立窑，特征是中心腰风风咀的位置，一般在距窑面2.0--5.0米处，风咀的风速一般为20--120米/秒，风咀的直径为20--100毫米，风咀的形状可以是圆形、椭圆形或偏平形。

5.根据权利要求1所述的水泥立窑，特征是在立窑窑体中部的适当位置，环周均匀安装一排(6--12个)用以调整立窑偏火的风咀，每个风咀单独安装一个阀门，并通过其环形风管与立窑主鼓风机相联通。

6.根据权利要求1所述的水泥立窑，特征是调偏火腰风风咀的位置，一般在距窑面4.0--6.0米处，风咀的风速一般较低，风嘴的直径为80--120毫米。

7.根据权利要求1所述的水泥立窑，特征是辅助鼓风机可使用罗茨鼓风机，也可使用新型高压离心风机，风机风量一般可在40--200立方米/分。

8.根据权利要求1所述的水泥立窑，特征是组合腰风系统可由人工手动控制，也可由计算机自动控制。

9.根据权利要求1所述的水泥立窑，特征是组合腰风装置的组合方式可以为双风机、双环形风管方式，单风机、双环形风管方式，以及单风机、单环形风管方式。