CN2286302Y - 带组合腰风装置的水泥立窑 - Google Patents
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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
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 (9)
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。
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CN 96248450 CN2286302Y (zh) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 带组合腰风装置的水泥立窑 |
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CN 96248450 CN2286302Y (zh) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 带组合腰风装置的水泥立窑 |
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CN2286302Y true CN2286302Y (zh) | 1998-07-15 |
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CN (1) | CN2286302Y (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN1109662C (zh) * | 1999-07-21 | 2003-05-28 | 赵玉明 | 立筒式窑水泥熟料干法煅烧系统 |
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1996
- 1996-11-28 CN CN 96248450 patent/CN2286302Y/zh not_active Expired - Fee Related
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