JP7312245B2 - Exhaust heat recovery system and its operation method - Google Patents

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Description

本発明は、セメント製造プロセスの排ガスから熱を回収する排熱回収システム及びその運転方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust heat recovery system for recovering heat from exhaust gas in a cement manufacturing process, and an operating method thereof.

セメント製造プロセスは、大きく分けて、セメント原料を乾燥・粉砕・調合する原料工程、原料から中間製品であるクリンカを焼成する焼成工程、及び、クリンカに石こうを加えて粉砕してセメントに仕上げる仕上げ工程から成る。このうち焼成工程では、セメント原料は、先ず、プレヒータで予熱され、次いで、仮焼炉で仮焼され、続いて、キルン炉で焼成され、最後に、クーラで冷却される。このような焼成工程からの排ガスをボイラに導入して排熱を回収し、回収した熱で発電する排熱回収システムが知られている。特許文献1,2は、この種の排熱回収システムを開示する。 The cement manufacturing process can be broadly divided into the raw material process of drying, pulverizing, and blending the cement raw materials, the firing process of firing the raw materials into clinker, an intermediate product, and the finishing process of adding gypsum to the clinker and pulverizing it into cement. consists of In the firing step, the cement raw material is first preheated by a preheater, then calcined in a calcining furnace, then calcined in a kiln furnace, and finally cooled in a cooler. An exhaust heat recovery system is known that introduces exhaust gas from such a baking process into a boiler, recovers the exhaust heat, and generates power using the recovered heat. Patent Documents 1 and 2 disclose this type of exhaust heat recovery system.

特許文献1の図1には、従来の一般的なセメント焼成工程における排熱回収システムが開示されている。この排熱回収システムは、プレヒータの排ガス系統に、熱回収ボイラ、排気ファン及び原料ミルを備える。排気ファンの稼働によって排ガス系統に流れ出たプレヒータの排ガスは、熱回収ボイラに導かれて熱回収されたのち、原料ミルを通ってセメント原料の乾燥・粉砕に用いられる。 FIG. 1 of Patent Document 1 discloses an exhaust heat recovery system in a conventional general cement firing process. This exhaust heat recovery system includes a heat recovery boiler, an exhaust fan, and a raw material mill in an exhaust gas system of a preheater. Exhaust gas from the preheater flowing into the exhaust gas system by the operation of the exhaust fan is guided to the heat recovery boiler to recover heat, and then passed through the raw material mill to be used for drying and pulverizing the raw material for cement.

特許文献2には、セメント焼成工程における排熱回収システムが開示されている。この排熱回収システムは、プレヒータの第1の排ガス系統に熱回収ボイラ及び排気ファンを備え、プレヒータの第2の排ガス系統に原料ミル及び排気ファンを備える。第1の排ガス系統の熱回収ボイラの上流側と第2の排ガス系統の原料ミルの上流側とはガス導管で接続されている。ガス導管には制御弁が設けられており、制御弁で第1の排ガス系統から第2の排ガス系統へ流れる排ガスが調整されることにより、原料ミルに導入される排ガスの熱量は原料の乾燥に過不足の無いように一定に保たれる。 Patent Literature 2 discloses an exhaust heat recovery system in a cement firing process. This exhaust heat recovery system includes a heat recovery boiler and an exhaust fan in a first exhaust gas system of the preheater, and a raw material mill and an exhaust fan in a second exhaust gas system of the preheater. A gas pipe connects the upstream side of the heat recovery boiler in the first exhaust gas system and the upstream side of the raw material mill in the second exhaust gas system. A control valve is provided in the gas pipe, and the control valve adjusts the exhaust gas flowing from the first exhaust gas system to the second exhaust gas system, so that the amount of heat of the exhaust gas introduced into the raw material mill is sufficient for drying the raw material. It is kept constant so that there is no excess or deficiency.

特開昭58-194766号公報JP-A-58-194766 特開昭58-194767号公報JP-A-58-194767

原料ミルで乾燥・粉砕されるセメント原料には、石灰石、粘土、けい石、及び酸化鉄原料等が含まれる。これらの原料は、一般に屋外で保存されていることから、天候や季節によって水分量が変動する。セメント原料の水分量の変動に応じて、セメント原料の乾燥に要する熱量も変動する。また、セメント原料の処理量に応じて、セメント原料の乾燥に要する熱量が変動する。 Cement raw materials that are dried and ground in raw material mills include limestone, clay, silica, and iron oxide raw materials. Since these raw materials are generally stored outdoors, the moisture content varies depending on the weather and season. The amount of heat required for drying the cement raw material also fluctuates according to the change in the water content of the cement raw material. In addition, the amount of heat required for drying the cement raw material varies depending on the amount of cement raw material processed.

上記のように原料ミルにおけるセメント原料の乾燥に要する熱量は変動する。従って、特許文献2のように原料ミルに導入される排ガスの熱量が一定であれば、熱量の余剰が熱回収効率の低下をもたらし、熱量の不足がセメント原料の乾燥不足をもたらすおそれがある。 As described above, the amount of heat required for drying the cement raw material in the raw material mill fluctuates. Therefore, if the heat quantity of the exhaust gas introduced into the raw material mill is constant as in Patent Document 2, the surplus heat quantity may cause a decrease in heat recovery efficiency, and the shortage of heat quantity may cause insufficient drying of the cement raw material.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、ボイラとその後流に設けられた排風機及び乾燥機とを含むセメント焼成工程の排熱回収システム及びその運転方法であって、乾燥機における被乾燥物の乾燥不足を回避しつつ、ボイラの収熱量を高めるものを提案する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust heat recovery system in a cement firing process including a boiler and an exhaust fan and a dryer provided downstream thereof, and a method of operating the same. , to increase the heat absorption of the boiler while avoiding insufficient drying of the material to be dried in the dryer.

本発明の一態様に係る排熱回収システムは、
直列的に接続されたボイラ、排風機、及び乾燥機を含み、セメント原料を予熱するプレヒータの排ガスが流れる排ガスラインと、
前記排ガスラインと接続されて、前記排ガスを前記ボイラを迂回して前記排風機へ流すバイパスラインと、
前記排ガスライン又は前記バイパスラインに設けられて、前記バイパスラインに流れる前記排ガスの流量を調節する流量調節装置と、
前記乾燥機へ供給される被乾燥物の水分量を測定する水分測定装置と、
前記乾燥機から排出される乾燥機排ガスの温度を検出する温度計と、
前記被乾燥物の水分量、前記温度計で検出された温度、及び、前記排風機の送風量に基づいて前記乾燥機の熱量の過不足量を求め、求めた過不足量に基づいて前記バイパスラインに流れる前記排ガスの流量を決定し、決定した前記排ガスの流量が得られるように前記流量調節装置を動作させる制御装置と、を備えるものである。
An exhaust heat recovery system according to one aspect of the present invention includes:
an exhaust gas line including a boiler, an exhaust fan, and a dryer connected in series, through which exhaust gas from a preheater for preheating cement raw materials flows;
a bypass line connected to the exhaust gas line to flow the exhaust gas to the exhaust fan bypassing the boiler;
a flow rate adjusting device provided in the exhaust gas line or the bypass line for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line;
a moisture measuring device for measuring the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer;
a thermometer for detecting the temperature of dryer exhaust gas discharged from the dryer;
Based on the moisture content of the material to be dried, the temperature detected by the thermometer, and the airflow rate of the exhaust fan, the amount of excess or deficiency of the amount of heat of the dryer is determined, and the bypass is determined based on the determined amount of excess or deficiency. a control device that determines the flow rate of the exhaust gas flowing through the line and operates the flow control device so that the determined flow rate of the exhaust gas is obtained.

本発明の別の一態様に係る排熱回収システムは、
直列的に接続されたボイラ、排風機、及び乾燥機を含み、セメント原料を予熱するプレヒータの排ガスが流れる排ガスラインと、
前記排ガスラインと接続されて、前記排ガスを前記ボイラを迂回して前記排風機へ流すバイパスラインと、
前記排ガスライン又は前記バイパスラインに設けられて、前記バイパスラインに流れる前記排ガスの流量を調節する流量調節装置と、
前記乾燥機へ供給される被乾燥物の水分量を測定する水分測定装置と、
前記乾燥機から排出される乾燥機排ガスの温度を検出する温度計と、
前記水分測定装置で測定された前記被乾燥物の水分量に応じて前記セメント原料が過不足なく乾燥される原料ミル出口ガス温度の目標値を求め、前記温度計で検出された前記乾燥機排ガスの温度基づいて前記流量調節装置によって前記バイパスラインに流れる前記排ガスの流量を増減させることにより、前記乾燥機排ガスの温度を前記目標値に制御する制御装置と、を備えるものである。
An exhaust heat recovery system according to another aspect of the present invention includes:
an exhaust gas line including a boiler, an exhaust fan, and a dryer connected in series, through which exhaust gas from a preheater for preheating cement raw materials flows;
a bypass line connected to the exhaust gas line to flow the exhaust gas to the exhaust fan bypassing the boiler;
a flow rate adjusting device provided in the exhaust gas line or the bypass line for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line;
a moisture measuring device for measuring the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer;
a thermometer for detecting the temperature of dryer exhaust gas discharged from the dryer;
According to the moisture content of the material to be dried measured by the moisture measuring device, a target value of the raw material mill outlet gas temperature at which the cement raw material is dried just enough is determined, and the dryer exhaust gas detected by the thermometer is obtained. and a control device for controlling the temperature of the dryer exhaust gas to the target value by increasing or decreasing the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line by the flow control device based on the temperature of the dryer.

本発明の一態様に係る排熱回収システムの運転方法は、
直列的に接続されたボイラ、排風機、及び乾燥機を含み、セメント原料を予熱するプレヒータの排ガスが流れる排ガスラインと、前記排ガスラインと接続されて前記排ガスを前記ボイラを迂回して前記排風機へ流すバイパスラインとを備えた排熱回収システムの運転方法であって、
前記乾燥機へ供給される被乾燥物の水分量を測定すること、
前記乾燥機から排出される乾燥機排ガスの温度を検出すること、及び、
前記被乾燥物の水分量、前記乾燥機排ガスの温度、並びに、前記排風機の送風量に基づいて、前記乾燥機の熱量の過不足量を求め、求めた過不足量に基づいて前記バイパスラインに流れる前記排ガスの流量を決定し、決定した前記排ガスの流量が得られるように前記バイパスラインを流れる前記排ガスの流量を調節すること、を含むものである。
A method for operating an exhaust heat recovery system according to one aspect of the present invention includes:
an exhaust gas line through which exhaust gas from a preheater for preheating cement raw material flows, comprising a boiler, an exhaust fan, and a dryer connected in series; A method of operating an exhaust heat recovery system comprising a bypass line flowing to
measuring the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer;
detecting the temperature of dryer exhaust gas discharged from the dryer; and
Based on the moisture content of the material to be dried, the temperature of the exhaust gas from the dryer, and the air flow rate of the exhaust fan, the excess or deficiency of the heat quantity of the dryer is determined, and the bypass line is determined based on the determined excess or deficiency. determining the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line, and adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line to obtain the determined flow rate of the exhaust gas.

本発明の別の一態様に係る排熱回収システムの運転方法は、
直列的に接続されたボイラ、排風機、及び乾燥機を含み、セメント原料を予熱するプレヒータの排ガスが流れる排ガスラインと、前記排ガスラインと接続されて前記排ガスを前記ボイラを迂回して前記排風機へ流すバイパスラインとを備えた排熱回収システムの運転方法であって、
前記乾燥機へ供給される被乾燥物の水分量を測定すること、
前記乾燥機から排出される乾燥機排ガスの温度を検出すること、及び、
測定された前記被乾燥物の水分量に応じて前記セメント原料が過不足なく乾燥される前記乾燥機の出口の前記乾燥機排ガスの温度の目標値を求め検出された前記乾燥機排ガスの温度基づいて、前記乾燥機排ガスの温度が前記目標値となるように前記バイパスラインを流れる前記排ガスの流量を調節すること、を含むものである。
A method for operating an exhaust heat recovery system according to another aspect of the present invention comprises:
an exhaust gas line through which exhaust gas from a preheater for preheating cement raw material flows, comprising a boiler, an exhaust fan, and a dryer connected in series; A method of operating an exhaust heat recovery system comprising a bypass line flowing to
measuring the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer;
detecting the temperature of dryer exhaust gas discharged from the dryer; and
A target value for the temperature of the exhaust gas from the dryer at the outlet of the dryer where the cement raw material is dried just enough according to the measured moisture content of the material to be dried, and the detected temperature of the exhaust gas from the dryer . and adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line so that the temperature of the exhaust gas from the dryer becomes the target value.

上記排熱回収システムにおいて、乾燥機は、例えば、セメント原料を乾燥及び粉砕する原料ミルや、石炭を乾燥及び粉砕させる石炭ミルであってよい。乾燥機は、水分量が変動する可能性のある被乾燥物を十分に乾燥させねばならない。 In the exhaust heat recovery system, the dryer may be, for example, a raw material mill for drying and pulverizing cement raw materials, or a coal mill for drying and pulverizing coal. The dryer must sufficiently dry the material to be dried, whose moisture content may fluctuate.

そこで、上記排熱回収システム及びその運転方法では、被乾燥物が過不足なく乾燥され得るように、バイパスラインを流れる排ガスの流量が調節される。即ち、乾燥機で熱量が不足しているときには、バイパスラインを流れる前記排ガスの流量を増加させることにより、乾燥機に導入される熱量を増大させる。また、乾燥機で熱量が余っているときには、バイパスラインを流れる前記排ガスの流量を減少させることにより、乾燥機に導入される熱量を減少させる。 Therefore, in the exhaust heat recovery system and the operating method thereof, the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line is adjusted so that the material to be dried can be dried just enough. That is, when the amount of heat in the dryer is insufficient, the amount of heat introduced into the dryer is increased by increasing the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line. Further, when the dryer has excess heat, the amount of heat introduced into the dryer is reduced by reducing the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line.

バイパスラインはボイラを迂回しているので、バイパスラインを流れる排ガスの流量が大きいほど、ボイラの収熱量は低下する。本発明では、乾燥機で被乾燥物が過不足なく乾燥されるように、バイパスラインを流れる排ガスの流量が必要最小限に調節される。よって、乾燥機での被乾燥物の乾燥不足を回避しつつ、ボイラの収熱量を最大化させることができる。 Since the bypass line bypasses the boiler, the larger the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line, the lower the heat absorption amount of the boiler. In the present invention, the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line is adjusted to the minimum required so that the material to be dried is dried in the dryer just enough. Therefore, the amount of heat absorbed by the boiler can be maximized while avoiding insufficient drying of the material to be dried in the dryer.

本発明によれば、ボイラとその後流に設けられた排風機及び乾燥機とを含むセメント焼成工程の排熱回収システム及びその運転方法であって、乾燥機における被乾燥物の乾燥不足を回避しつつ、ボイラの収熱量を高めるものを提案できる。 According to the present invention, there is provided an exhaust heat recovery system for a cement firing process including a boiler, an exhaust fan and a dryer provided downstream thereof, and a method of operating the same, which avoids insufficient drying of the material to be dried in the dryer. It is possible to propose a method that increases the amount of heat absorbed by the boiler.

図1は、本発明の一実施形態に係る排熱回収システムを含むセメント焼成プラントの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cement burning plant including an exhaust heat recovery system according to one embodiment of the present invention. 図2は、排熱回収システムの制御系統の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the control system of the exhaust heat recovery system.

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は本実施形態に係る排熱回収システム8を含むセメント焼成プラント1の概略構成を示す図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cement burning plant 1 including an exhaust heat recovery system 8 according to this embodiment.

図1に示すセメント焼成プラント1は、プレヒータ21、仮焼炉22、ロータリキルン23、及びエアクエンチングクーラ24を備える。 A cement burning plant 1 shown in FIG.

プレヒータ21は、直列的に接続された複数段のサイクロンを備える。プレヒータ21では、ロータリキルン23からの排熱が最下段のサイクロンから最上段のサイクロンへ向けて順に移動し、セメント原料が最上段のサイクロンから最下段のサイクロンへ向けて順に移動する。プレヒータ21の最下段のサイクロンは、仮焼炉22と接続されている。仮焼炉22では、プレヒータ21を出たセメント原料が、約900℃の雰囲気で仮焼される。仮焼炉22の出口は、ロータリキルン23の入口と接続されている。ロータリキルン23は、横長の円筒型の回転窯であって、原料入口から原料出口へ向かって僅かに下る勾配を付けて設置されている。ロータリキルン23では、プレヒータ21及び仮焼炉22で予熱・仮焼されたセメント原料が、エアクエンチングクーラ24の排熱及びバーナの燃焼ガスによって焼成される。ロータリキルン23の出口は、エアクエンチングクーラ24の入口と接続されている。エアクエンチングクーラ24では、ロータリキルン23から出た高温の焼成物を冷風と接触させて、焼成物が急冷されてクリンカとなる。エアクエンチングクーラ24から出たクリンカは、図示されないクリンカコンベヤでクリンカサイロへ送られる。 The preheater 21 includes multiple stages of cyclones connected in series. In the preheater 21, exhaust heat from the rotary kiln 23 moves from the bottom cyclone to the top cyclone, and the cement raw material moves from the top cyclone to the bottom cyclone. The lowermost cyclone of the preheater 21 is connected to the calcining furnace 22 . In the calcining furnace 22, the cement raw material coming out of the preheater 21 is calcined in an atmosphere of about 900°C. The outlet of the calcining furnace 22 is connected to the inlet of the rotary kiln 23 . The rotary kiln 23 is a horizontally long cylindrical rotary kiln, and is installed with a slight slope from the raw material inlet toward the raw material outlet. In the rotary kiln 23, the cement raw material preheated and calcined by the preheater 21 and the calcining furnace 22 is calcined by exhaust heat from the air quenching cooler 24 and combustion gas from the burner. The outlet of rotary kiln 23 is connected to the inlet of air quenching cooler 24 . In the air quenching cooler 24, the hot sintered material coming out of the rotary kiln 23 is brought into contact with cold air, and the sintered material is rapidly cooled to become clinker. The clinker coming out of the air quenching cooler 24 is sent to a clinker silo by a clinker conveyor (not shown).

ロータリキルン23の高温の排ガスは、仮焼炉22及びプレヒータ21の順に流れる。プレヒータ21には、セメント焼成工程の排ガスが流れ出る排ガスライン4が接続されている。排ガスライン4には、プレヒータボイラ(以下、「PHボイラ51」と称する)、排風機52、原料ミル53、セパレータ54、集塵機55、排風機56、及び煙突57が、排ガスの流れの上流から下流に向けてこの順番に設けられている。 High-temperature exhaust gas from the rotary kiln 23 flows through the calcining furnace 22 and the preheater 21 in this order. The preheater 21 is connected to an exhaust gas line 4 through which exhaust gas from the cement baking process flows. The exhaust gas line 4 includes a preheater boiler (hereinafter referred to as "PH boiler 51"), an exhaust fan 52, a raw material mill 53, a separator 54, a dust collector 55, an exhaust fan 56, and a chimney 57 from upstream to downstream of the exhaust gas flow. are provided in this order for

排風機52及び排風機56の稼働により、プレヒータ21の排ガスが排ガスライン4へ流れ出る。排ガスライン4を流れる排ガスは、先ず、PHボイラ51でその熱の一部が回収される。PHボイラ51で過熱された蒸気は、蒸気タービン81に導入されて、蒸気タービン81と軸を介して連結された発電機82を駆動する。蒸気タービン81のタービン出力は、例えば、発電機82の発電量やPHボイラ51で発生した蒸気流量で評価することができる。本実施形態では、蒸気タービン81のタービン出力を、PHボイラ51に設けた蒸気流量計65で検出された蒸気流量で評価する。 By operating the exhaust fan 52 and the exhaust fan 56 , the exhaust gas from the preheater 21 flows out to the exhaust gas line 4 . Part of the heat of the exhaust gas flowing through the exhaust gas line 4 is first recovered by the PH boiler 51 . The steam superheated by the PH boiler 51 is introduced into a steam turbine 81 to drive a generator 82 connected to the steam turbine 81 via a shaft. The turbine output of the steam turbine 81 can be evaluated by, for example, the power generation amount of the generator 82 and the steam flow rate generated by the PH boiler 51 . In this embodiment, the turbine output of the steam turbine 81 is evaluated by the steam flow rate detected by the steam flow meter 65 provided in the PH boiler 51 .

排ガスライン4を流れる排ガスは、次に、原料ミル53でセメント原料の乾燥に利用される。原料ミル53には、排ガスに加えてセメント原料が導入される。原料ミル53へ供給されるセメント原料(被乾燥物)と、原料ミル53から排出されるセメント原料(乾燥物)とが定期的にサンプリングされ、夫々の質量が測定される。原料ミル53に供給されるセメント原料の水分量(水分率)は原料ミル53における被乾燥物の質量と乾燥物の質量との差、即ち、原料ミル53で減少した質量に基づいて求めることができる。本実施形態では、これらのセメント原料の質量測定器を、セメント原料の水分量を測定するための水分測定装置66とする。但し、水分測定装置66は上記に限定されず、赤外線吸収法、カールフィッシャー法、誘電率法などの公知の水分測定手法を用いた水分測定装置が用いられてよい。 The exhaust gas flowing through the exhaust gas line 4 is then used in the raw material mill 53 to dry cement raw materials. The cement raw material is introduced into the raw material mill 53 in addition to the exhaust gas. The cement raw material (dried material) supplied to the raw material mill 53 and the cement raw material (dried material) discharged from the raw material mill 53 are periodically sampled to measure the mass of each. The water content (moisture content) of the cement raw material supplied to the raw material mill 53 can be obtained based on the difference between the mass of the material to be dried and the mass of the dried material in the raw material mill 53, that is, the mass decreased in the raw material mill 53. can. In this embodiment, these cement raw material mass measuring devices are used as the water content measuring device 66 for measuring the water content of the cement raw material. However, the moisture measuring device 66 is not limited to the above, and a moisture measuring device using a known moisture measuring method such as an infrared absorption method, a Karl Fischer method, or a dielectric constant method may be used.

原料ミル53で粉砕及び乾燥されたセメント原料は、排ガスに同伴して排出されて、セパレータ54へ流入する。セパレータ54では、セメント原料が排ガスから分離されるとともに分級される。セパレータ54の排ガスは、集塵機55で粉塵が分離されたのち、煙突57から排出される。セパレータ54で分離・分級されたセメント原料は、サイロ58で混合及び貯蔵され、サイロ58からプレヒータ21へ供給される。また、セパレータ54で分級されたセメント原料のうち適切な粒度にないものは、原料ミル53の入口へ送られる。 The cement raw material pulverized and dried in the raw material mill 53 is discharged together with the exhaust gas and flows into the separator 54 . The separator 54 separates and classifies the cement raw material from the exhaust gas. The exhaust gas from the separator 54 is discharged from the chimney 57 after the dust is separated by the dust collector 55 . The cement raw materials separated and classified by the separator 54 are mixed and stored in the silo 58 and supplied from the silo 58 to the preheater 21 . Cement raw materials classified by the separator 54 that do not have an appropriate particle size are sent to the inlet of the raw material mill 53 .

プレヒータ21の出口とPHボイラ51の入口とは、第1導管41で接続されている。第1導管41には、PHボイラ51に入る排ガスの温度を検出するボイラ入口ガス温度計61が設けられている。PHボイラ51の出口と排風機52の入口とが第2導管42で接続されている。第2導管42には、PHボイラ51から出た排ガスの温度を検出するボイラ出口ガス温度計62が設けられている。また、第2導管42には、PHボイラ51から出た排ガスとバイパス管71を流れた排ガスとが合流した後の排ガスの温度を検出する排風機入口ガス温度計63が設けられている。排風機52の出口と原料ミル53の入口とは、第3導管43で接続されている。原料ミル53の出口とセパレータ54の入口とは、第4導管44で接続されている。第4導管44には、通過する排ガスの温度を検出するミル出口ガス温度計64が設けられている。なお、第4導管44を通過する排ガスは、粉砕されたセメント原料を同伴している。 The outlet of the preheater 21 and the inlet of the PH boiler 51 are connected by a first conduit 41 . The first conduit 41 is provided with a boiler inlet gas thermometer 61 that detects the temperature of the exhaust gas entering the PH boiler 51 . The outlet of the PH boiler 51 and the inlet of the exhaust fan 52 are connected by the second conduit 42 . The second conduit 42 is provided with a boiler outlet gas thermometer 62 for detecting the temperature of the exhaust gas emitted from the PH boiler 51 . Further, the second conduit 42 is provided with an exhaust fan inlet gas thermometer 63 for detecting the temperature of the exhaust gas after the exhaust gas from the PH boiler 51 and the exhaust gas flowing through the bypass pipe 71 are merged. The outlet of the exhaust fan 52 and the inlet of the raw material mill 53 are connected by a third conduit 43 . A fourth conduit 44 connects the outlet of the raw material mill 53 and the inlet of the separator 54 . The fourth conduit 44 is provided with a mill outlet gas thermometer 64 for detecting the temperature of the passing exhaust gas. In addition, the exhaust gas passing through the fourth conduit 44 accompanies pulverized cement raw materials.

排ガスライン4には、プレヒータ21の排ガスを、PHボイラ51を迂回して排風機52へ流すバイパスライン7が接続されている。具体的には、バイパスライン7は、PHボイラ51を迂回して、第1導管41と第2導管42との間を接続するバイパス管71を含む。バイパス管71には、バイパスダンパ72が設けられている。バイパスダンパ72は、バイパス管71を流れる排ガスの流量を調節する流量調節装置9の一例である。バイパスダンパ72に代えて、バルブや送風機等の公知の流量調節装置9が用いられてもよい。また、本実施形態においてバイパスダンパ72はバイパスライン7に設けられているが、バイパスダンパ72は排ガスライン4においてPHボイラ51の上流側に設けられていてもよい。 A bypass line 7 is connected to the exhaust gas line 4 to flow the exhaust gas from the preheater 21 to the exhaust fan 52 while bypassing the PH boiler 51 . Specifically, the bypass line 7 includes a bypass pipe 71 that bypasses the PH boiler 51 and connects between the first conduit 41 and the second conduit 42 . A bypass damper 72 is provided on the bypass pipe 71 . The bypass damper 72 is an example of the flow control device 9 that controls the flow rate of exhaust gas flowing through the bypass pipe 71 . A known flow control device 9 such as a valve or a blower may be used instead of the bypass damper 72 . Moreover, although the bypass damper 72 is provided in the bypass line 7 in this embodiment, the bypass damper 72 may be provided upstream of the PH boiler 51 in the exhaust gas line 4 .

本実施形態に係る排熱回収システム8は、上記構成のセメント焼成プラント1に構築されて、PHボイラ51から排ガスライン4を流れる排ガスの熱を回収するものである。より詳細には、排熱回収システム8は、直列的に接続されたPHボイラ51、排風機52及び原料ミル53を含む排ガスライン4と、排ガスライン4と接続されて、排ガスをPHボイラ51を迂回して排風機52へ流すバイパスライン7と、バイパスライン7(又は、排ガスライン4)に設けられて、バイパスライン7に流れる排ガスの流量を調節する流量調節装置9としてのバイパスダンパ72とを備える。 The exhaust heat recovery system 8 according to the present embodiment is constructed in the cement burning plant 1 configured as described above, and recovers the heat of the exhaust gas flowing through the exhaust gas line 4 from the PH boiler 51 . More specifically, the exhaust heat recovery system 8 is connected to an exhaust gas line 4 including a PH boiler 51, an exhaust fan 52, and a raw material mill 53, which are connected in series, and an exhaust gas line 4. A bypass line 7 that bypasses and flows to the exhaust fan 52, and a bypass damper 72 that is provided in the bypass line 7 (or the exhaust gas line 4) and functions as a flow rate adjusting device 9 that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7. Prepare.

排熱回収システム8の運転は、制御装置6によって制御される。図2は、排熱回収システム8の制御系統の構成を示すブロック図である。制御装置6は、PLC(プログラマブルコントローラ)などの、一種のコンピュータとして具現化されてよい。制御装置6は、プロセッサ60aと、揮発性及び不揮発性のメモリ60bとを備える。プロセッサ60aは、CPU、MPU、GPUなどで構成され、メモリ60bに格納された各種プログラムを読み出して実行することで、制御対象に応じた制御、及び、後述するような各種処理を実現する。制御装置6は、ネットワークを介してセメント焼成プラント1の各種機器と接続されるとともに、ネットワークを介して各種計器と接続される。制御装置6は、接続された機器との間でデータを遣り取りし、接続された計器から計測情報を取得する。 Operation of the exhaust heat recovery system 8 is controlled by the controller 6 . FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control system of the exhaust heat recovery system 8. As shown in FIG. The controller 6 may be embodied as a kind of computer, such as a PLC (Programmable Controller). The controller 6 comprises a processor 60a and volatile and non-volatile memory 60b. The processor 60a is composed of a CPU, an MPU, a GPU, etc., and reads out and executes various programs stored in the memory 60b to realize control according to a control target and various processes described later. The control device 6 is connected to various devices of the cement burning plant 1 via a network, and is also connected to various instruments via the network. The control device 6 exchanges data with connected devices and acquires measurement information from the connected meters.

制御装置6は、ボイラ入口ガス温度計61、ボイラ出口ガス温度計62、排風機入口ガス温度計63、ミル出口ガス温度計64、及び蒸気流量計65と接続されており、これらの計器から計測情報を取得する。水分測定装置66で計測されたセメント原料の水分量は、定期的に測定されて、制御装置6に記憶されるか逐次入力されてよい。また、制御装置6は、バイパスダンパ72及び排風機52,56と接続されている。制御装置6は、バイパスダンパ72に対し開度指令を出す。バイパスダンパ72は開度指令に応じてバイパス管71の開度を変化させる。バイパス管71の開度に比例してバイパスライン7を流れる排ガスの流量が増加する。 The control device 6 is connected to a boiler inlet gas thermometer 61, a boiler outlet gas thermometer 62, an exhaust fan inlet gas thermometer 63, a mill outlet gas thermometer 64, and a steam flow meter 65. Get information. The moisture content of the cement raw material measured by the moisture measuring device 66 may be measured periodically and stored in the control device 6 or input sequentially. The control device 6 is also connected to the bypass damper 72 and the exhaust fans 52 and 56 . The control device 6 issues an opening command to the bypass damper 72 . The bypass damper 72 changes the degree of opening of the bypass pipe 71 according to the degree-of-opening command. The flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 increases in proportion to the degree of opening of the bypass pipe 71 .

制御装置6は、排風機52,56に対し、送風量指令を出す。排風機52,56は、送風量指令に応じた送風量を実現するように、出力を変化させる。但し、排風機52,56は、一定出力であってオンオフの切り替えのみ可能なものであってもよい。制御装置6は、次の数1に示された式に基づいて送風量を求め、求めた送風量に基づいて排風機52,56へ出す送風量指令を生成してよい。但し、数1において、Vgは送風量[Nm3/h]、Fは蒸気流量計65で検出された蒸気流量[Kg/h]、Jg1は、PHボイラ51の入口における排ガスのエンタルピー[kJ/Nm3]、Jg2はPHボイラ51の出口における排ガスのエンタルピー[kJ/Nm3]、h1はPHボイラ51の伝熱管入口の水のエンタルピー[kJ/kg]、h2はPHボイラ51の伝熱管出口の水のエンタルピー[kJ/kg]、LはPHボイラ51の外表面からの熱損失[kJ/h]を、それぞれ表す。The control device 6 issues an air blow volume command to the exhaust fans 52 and 56 . The exhaust fans 52 and 56 change their output so as to achieve the air blow volume corresponding to the air blow volume command. However, the exhaust fans 52 and 56 may have a constant output and can only be switched on and off. The control device 6 may determine the air blow volume based on the following equation (1), and generate air volume commands to be sent to the exhaust fans 52 and 56 based on the determined air volume. However, in Equation 1, Vg is the air flow rate [Nm 3 /h], F is the steam flow rate detected by the steam flow meter 65 [Kg/h], Jg 1 is the enthalpy of exhaust gas at the inlet of the PH boiler 51 [kJ /Nm 3 ], Jg 2 is the enthalpy of exhaust gas at the outlet of the PH boiler 51 [kJ/Nm 3 ], h 1 is the enthalpy of water at the heat transfer tube inlet of the PH boiler 51 [kJ/kg], h 2 is the PH boiler 51 The enthalpy [kJ/kg] of water at the heat transfer tube outlet of , and L represents the heat loss [kJ/h] from the outer surface of the PH boiler 51, respectively.

Figure 0007312245000001
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セメント焼成プラント1の稼働中、PHボイラ51の排ガスはプロセス用空気として用いられることから、排風機52,56の送風量は望ましくは一定に保持される。制御装置6は、原料ミル53に供給されるセメント原料の水分量、ミル出口ガス温度計64で検出されたミル出口ガス温度、及び、排風機52の送風量を取得し、これらの値を監視する。ミル出口ガス温度は、原料ミル53から排出されるセメント原料の水分量に応じて変化する。そこで、制御装置6は、ミル出口ガス温度から推定される原料ミル53から排出されるセメント原料の水分量を、所定の値に維持されるように監視する。但し、制御装置6は、原料ミル53に供給されるセメント原料の水分量と同様の方法で直接的に測定された原料ミル53の出口のセメント原料の水分量を、監視してもよい。 Since the exhaust gas from the PH boiler 51 is used as process air during the operation of the cement burning plant 1, the blowing volumes of the exhaust fans 52 and 56 are desirably kept constant. The control device 6 acquires the water content of the cement raw material supplied to the raw material mill 53, the mill outlet gas temperature detected by the mill outlet gas thermometer 64, and the air blowing rate of the exhaust fan 52, and monitors these values. do. The mill outlet gas temperature changes according to the water content of the cement raw material discharged from the raw material mill 53 . Therefore, the control device 6 monitors the water content of the cement raw material discharged from the raw material mill 53, which is estimated from the mill outlet gas temperature, so as to be maintained at a predetermined value. However, the control device 6 may monitor the moisture content of the cement raw material at the outlet of the raw material mill 53 that is directly measured in the same manner as the water content of the cement raw material supplied to the raw material mill 53 .

制御装置6は、PHボイラ51の収熱量がより高まるように、排熱回収システム8の運転を制御する。以下、制御装置6による運転方法1及び運転方法2について説明する。制御装置6は、運転方法1及び運転方法2のうち一方を実施する。 The control device 6 controls the operation of the exhaust heat recovery system 8 so that the heat absorption amount of the PH boiler 51 is further increased. An operation method 1 and an operation method 2 by the control device 6 will be described below. The control device 6 implements one of the operating method 1 and the operating method 2 .

〔運転方法1〕
制御装置6は、セメント原料の水分量、原料ミル出口ガス温度、及び、送風量に基づいて、原料ミル53の熱量の過不足量を演算により求める。例えば、セメント原料の水分量から原料ミル53で必要な熱量が導出され、この必要な熱量に対する熱量の過不足量がミル出口ガス温度及び送風量から求まる。制御装置6は、原料ミル53の熱量の過不足量に基づいて、バイパスライン7に流れる排ガスの流量を決定する。例えば、熱量の過不足量、送風量、及び、バイパスライン7に流れる排ガスの流量の関係が予め制御装置6に記憶されており、制御装置6はそれを利用してバイパスライン7に流れる排ガスの流量を決定することができる。ここで、バイパスライン7に流れる排ガスの流量に代えて、バイパスダンパ72の開度、PHボイラ51に流れる排ガスの流量、及び、PHボイラ51とバイパスライン7との流量比のうち少なくとも一つが決定されてよい。
[Operating method 1]
The control device 6 calculates the amount of heat in the raw material mill 53 based on the water content of the cement raw material, the raw material mill outlet gas temperature, and the amount of air flow. For example, the amount of heat required in the raw material mill 53 is derived from the water content of the cement raw material, and the amount of excess or deficiency of the amount of heat with respect to this required amount of heat is determined from the temperature of the mill outlet gas and the air flow rate. The control device 6 determines the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 based on the amount of heat in the raw material mill 53 . For example, the control device 6 stores in advance the relationship between the amount of excess or deficiency in the amount of heat, the amount of air blown, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7. Flow rate can be determined. Here, instead of the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7, at least one of the degree of opening of the bypass damper 72, the flow rate of the exhaust gas flowing through the PH boiler 51, and the flow rate ratio between the PH boiler 51 and the bypass line 7 is determined. may be

制御装置6は、決定したバイパスライン7に流れる排ガスの流量を実現するバイパスダンパ72の開度を求める。求めたバイパスダンパ72の開度は、オペレータが視認できるように、例えば、制御装置6と接続された図示されないモニタに表示出力されてもよい。制御装置6は、求めたバイパスダンパ72の開度に基づいて、バイパスダンパ72に開度指令を出力する。これにより、原料ミル53の熱量が不足するときには、バイパスライン7を流れる排ガスの流量が増加することにより、原料ミル53に導入される熱量が増大する。また、原料ミル53の熱量が過剰なときには、バイパスライン7を流れる排ガスの流量が減少することにより、原料ミル53に導入される熱量が減少する。 The control device 6 obtains the opening degree of the bypass damper 72 that realizes the determined flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 . The obtained opening degree of the bypass damper 72 may be displayed on, for example, a monitor (not shown) connected to the control device 6 so that the operator can visually recognize it. The control device 6 outputs an opening degree command to the bypass damper 72 based on the obtained opening degree of the bypass damper 72 . As a result, when the amount of heat in the raw material mill 53 is insufficient, the amount of heat introduced into the raw material mill 53 is increased by increasing the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 . Further, when the amount of heat in the raw material mill 53 is excessive, the amount of heat introduced into the raw material mill 53 decreases due to the decrease in the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 .

〔運転方法2〕
制御装置6は、バイパスダンパ72の開度の変化によってバイパスライン7に流れる排ガスの流量を増減させることにより、原料ミル出口ガス温度を所定値に制御する。この所定値は、セメント原料が過不足なく乾燥され得る原料ミル出口ガス温度の目標値である。所定値は、予め制御装置6に記憶されていてもよいし、検出されたセメント原料の水分量に応じて予め与えられた演算式を利用して求められてもよい。制御装置6は、検出されたミル出口ガス温度の温度が所定値よりも低いときには、バイパスライン7を流れる排ガスの流量を増加させることにより、原料ミル53に導入される熱量を増大させて、原料ミル出口ガス温度を所定値とする。また、原料ミル出口ガス温度が所定値よりも高いときには、バイパスライン7を流れる排ガスの流量を減少させることにより、原料ミル53に導入される熱量を減少させて、原料ミル出口ガス温度を所定値とする。
[Operating method 2]
The control device 6 controls the raw material mill outlet gas temperature to a predetermined value by increasing or decreasing the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 according to the change in the degree of opening of the bypass damper 72 . This predetermined value is a target value of the raw material mill outlet gas temperature at which the cement raw material can be dried just enough. The predetermined value may be stored in advance in the control device 6, or may be obtained using an arithmetic expression given in advance according to the detected water content of the cement raw material. When the detected mill outlet gas temperature is lower than a predetermined value, the controller 6 increases the amount of heat introduced into the raw material mill 53 by increasing the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7, thereby Let the mill outlet gas temperature be a predetermined value. Further, when the raw material mill outlet gas temperature is higher than a predetermined value, the amount of heat introduced into the raw material mill 53 is reduced by reducing the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7, thereby reducing the raw material mill outlet gas temperature to the predetermined value. and

バイパスライン7はPHボイラ51を迂回しているので、バイパスライン7を流れる排ガスの流量が大きいほど、PHボイラ51の収熱量は低下する。上記の運転方法1及び2では、原料ミル53でセメント原料が過不足なく乾燥されるように、バイパスライン7を流れる排ガスの流量が必要最小限に調節される。よって、原料ミル53でのセメント原料の乾燥不足を回避しつつ、PHボイラ51の収熱量を最大化させることができる。 Since the bypass line 7 bypasses the PH boiler 51, the heat absorption amount of the PH boiler 51 decreases as the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 increases. In the above-described operation methods 1 and 2, the flow rate of exhaust gas flowing through the bypass line 7 is adjusted to the minimum required so that the cement raw material is dried in the raw material mill 53 just enough. Therefore, the heat absorption amount of the PH boiler 51 can be maximized while avoiding insufficient drying of the cement raw material in the raw material mill 53 .

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び/又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。上記の構成は、例えば、以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention may include modifications of the details of the specific structures and/or functions of the above embodiments without departing from the spirit of the present invention. . For example, the above configuration can be modified as follows.

例えば、上記実施形態に係る排熱回収システム8において、原料ミル53に代えて、石炭の粉砕と乾燥とを行う石炭ミルが用いられてもよい。つまり、原料ミル53に代えて、乾燥機5(広く乾燥機能を有する機器)が用いられてよい。原料ミル53に代えて乾燥機5が用いられた排熱回収システム8は、上記実施形態において、原料ミル53を「乾燥機」、セメント原料を「被乾燥物」、ミル出口ガス温度計64を「乾燥機出口ガス温度計」と夫々読み替えることによって説明される。 For example, in the exhaust heat recovery system 8 according to the above embodiment, instead of the raw material mill 53, a coal mill that pulverizes and dries coal may be used. That is, instead of the raw material mill 53, the dryer 5 (a device having a wide drying function) may be used. The exhaust heat recovery system 8 in which the dryer 5 is used in place of the raw material mill 53 in the above-described embodiment has the raw material mill 53 as the "dryer", the cement raw material as the "material to be dried", and the mill outlet gas thermometer 64 as It is explained by reading each as "dryer exit gas thermometer".

以上に説明したように、本実施形態に係る排熱回収システム8は、直列的に接続されたボイラ51、排風機52、及び乾燥機5(例えば、原料ミル53や石炭ミル)を含み、セメント原料を予熱するプレヒータ21の排ガスが流れる排ガスライン4と、排ガスライン4と接続されて、排ガスをボイラ51を迂回して排風機52へ流すバイパスライン7と、排ガスライン4又はバイパスライン7に設けられて、バイパスライン7に流れる排ガスの流量を調節する流量調節装置9(例えば、バイパスダンパ72)とを備える。 As described above, the exhaust heat recovery system 8 according to the present embodiment includes the boiler 51, the exhaust fan 52, and the dryer 5 (for example, the raw material mill 53 and the coal mill) connected in series, and the cement An exhaust gas line 4 through which the exhaust gas of the preheater 21 for preheating the raw material flows, a bypass line 7 connected to the exhaust gas line 4 and flowing the exhaust gas to the exhaust fan 52 bypassing the boiler 51, and provided in the exhaust gas line 4 or the bypass line 7 and a flow control device 9 (for example, a bypass damper 72 ) that controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 .

上記排熱回収システム8は、乾燥機5へ供給される被乾燥物の水分量を測定する水分測定装置66と、乾燥機5から排出される乾燥機排ガスの温度を検出する温度計64と、制御装置6とを、更に備える。 The exhaust heat recovery system 8 includes a moisture measuring device 66 for measuring the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer 5, a thermometer 64 for detecting the temperature of the dryer exhaust gas discharged from the dryer 5, and a controller 6 .

運転方法1を実施する場合の制御装置6は、乾燥機5へ供給される被乾燥物の水分量、温度計64で検出された温度、及び、排風機52の送風量に基づいて乾燥機5の熱量の過不足量を求め、求めた過不足量に基づいてバイパスライン7に流れる排ガスの流量を決定し、決定した排ガスの流量が得られるように流量調節装置9を動作させる。 The control device 6 when carrying out the operation method 1 controls the dryer 5 based on the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer 5, the temperature detected by the thermometer 64, and the air blowing volume of the exhaust fan 52. Then, the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 is determined based on the calculated excess and deficiency, and the flow control device 9 is operated so as to obtain the determined flow rate of the exhaust gas.

つまり、上記運転方法1は、乾燥機5へ供給される被乾燥物の水分量を測定すること、乾燥機5から排出される乾燥機排ガスの温度を検出すること、及び、被乾燥物の水分量、乾燥機排ガスの温度、並びに、排風機52の送風量に基づいて、乾燥機5の熱量の過不足量を求め、求めた過不足量に基づいてバイパスライン7に流れる排ガスの流量を決定し、決定した排ガスの流量が得られるようにバイパスライン7を流れる排ガスの流量を調節することを含む。 That is, the operation method 1 includes measuring the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer 5, detecting the temperature of the dryer exhaust gas discharged from the dryer 5, and measuring the moisture content of the material to be dried. Excess or deficiency of the amount of heat of the dryer 5 is obtained based on the quantity, the temperature of the exhaust gas from the dryer, and the airflow rate of the exhaust fan 52, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 is determined based on the obtained excess or deficiency. and adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 so that the determined flow rate of the exhaust gas is obtained.

また、運転方法2を実施する場合の制御装置6は、乾燥機5へ供給される被乾燥物の水分量、温度計64で検出された温度、及び、排風機52の送風量に基づいて、流量調節装置9によってバイパスライン7に流れる排ガスの流量を増減させることにより、乾燥機排ガスの温度を所定値に制御する。 In addition, the control device 6 when carrying out the operation method 2, based on the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer 5, the temperature detected by the thermometer 64, and the air blowing volume of the exhaust fan 52, The temperature of the dryer exhaust gas is controlled to a predetermined value by increasing or decreasing the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 using the flow control device 9 .

つまり、上記運転方法2は、乾燥機5へ供給される被乾燥物の水分量を測定すること、乾燥機5から排出される乾燥機排ガスの温度を検出すること、及び、被乾燥物の水分量、乾燥機排ガスの温度、並びに、排風機52の送風量に基づいて、乾燥機排ガスの温度が所定値となるようにバイパスライン7を流れる排ガスの流量を調節することを含む。 That is, the operation method 2 includes measuring the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer 5, detecting the temperature of the dryer exhaust gas discharged from the dryer 5, and measuring the moisture content of the material to be dried. It includes adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 so that the temperature of the dryer exhaust gas reaches a predetermined value based on the amount, the temperature of the dryer exhaust gas, and the blowing rate of the exhaust fan 52 .

乾燥機5は、水分量が変動する可能性のある被乾燥物を十分に乾燥させねばならない。そこで、上記排熱回収システム8及びその運転方法では、被乾燥物が過不足なく乾燥され得るように、バイパスライン7を流れる排ガスの流量が調節される。即ち、乾燥機5で熱量が不足しているときには、バイパスライン7を流れる排ガスの流量を増加させることにより、乾燥機5に導入される熱量を増大させる。また、乾燥機5で熱量が余っているときには、バイパスライン7を流れる排ガスの流量を減少させることにより、乾燥機5に導入される熱量を減少させる。 The dryer 5 must sufficiently dry the material to be dried, the moisture content of which may fluctuate. Therefore, in the exhaust heat recovery system 8 and its operation method, the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 is adjusted so that the material to be dried can be dried just enough. That is, when the amount of heat in the dryer 5 is insufficient, the amount of heat introduced into the dryer 5 is increased by increasing the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 . Further, when there is excess heat in the dryer 5, the amount of heat introduced into the dryer 5 is reduced by reducing the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7. - 特許庁

バイパスライン7はボイラ51を迂回しているので、バイパスライン7を流れる排ガスの流量が大きいほど、ボイラ51の収熱量は低下する。本発明では、乾燥機で被乾燥物が過不足なく乾燥されるように、バイパスライン7を流れる排ガスの流量が必要最小限に調節される。よって、乾燥機での被乾燥物の乾燥不足を回避しつつ、ボイラ51の収熱量を最大化させることができる。 Since the bypass line 7 bypasses the boiler 51, the heat absorption amount of the boiler 51 decreases as the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 increases. In the present invention, the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 is adjusted to the minimum required so that the material to be dried is dried in the dryer just enough. Therefore, the heat absorption amount of the boiler 51 can be maximized while avoiding insufficient drying of the material to be dried in the dryer.

1 :セメント焼成プラント
4 :排ガスライン
5 :乾燥機
6 :制御装置
7 :バイパスライン
8 :排熱回収システム
9 :流量調節装置
21 :プレヒータ
22 :仮焼炉
23 :ロータリキルン
24 :エアクエンチングクーラ
41~44 :導管
51 :PH(プレヒータ)ボイラ
52 :排風機
53 :原料ミル
54 :セパレータ
55 :集塵機
56 :排風機
57 :煙突
58 :サイロ
60a :プロセッサ
60b :メモリ
61 :ボイラ入口ガス温度計
62 :ボイラ出口ガス温度計
63 :排風機入口ガス温度計
64 :ミル出口ガス温度計(乾燥機出口温度計)
65 :蒸気流量計
66 :水分測定装置
71 :バイパス管
72 :バイパスダンパ
81 :蒸気タービン
82 :発電機
1: Cement firing plant 4: Exhaust gas line 5: Dryer 6: Control device 7: Bypass line 8: Exhaust heat recovery system 9: Flow control device 21: Preheater 22: Calcination furnace 23: Rotary kiln 24: Air quenching cooler 41 to 44: conduit 51: PH (preheater) boiler 52: exhaust fan 53: raw material mill 54: separator 55: dust collector 56: exhaust fan 57: chimney 58: silo 60a: processor 60b: memory 61: boiler inlet gas thermometer 62 : Boiler outlet gas thermometer 63 : Exhaust fan inlet gas thermometer 64 : Mill outlet gas thermometer (dryer outlet thermometer)
65: Steam flow meter 66: Water content measuring device 71: Bypass pipe 72: Bypass damper 81: Steam turbine 82: Generator

Claims (4)

直列的に接続されたボイラ、排風機、及び乾燥機を含み、セメント原料を予熱するプレヒータの排ガスが流れる排ガスラインと、
前記排ガスラインと接続されて、前記排ガスを前記ボイラを迂回して前記排風機へ流すバイパスラインと、
前記排ガスライン又は前記バイパスラインに設けられて、前記バイパスラインに流れる前記排ガスの流量を調節する流量調節装置と、
前記乾燥機へ供給される被乾燥物の水分量を測定する水分測定装置と、
前記乾燥機から排出される乾燥機排ガスの温度を検出する温度計と、
前記被乾燥物の水分量、前記温度計で検出された温度、及び、前記排風機の送風量に基づいて前記乾燥機の熱量の過不足量を求め、求めた過不足量に基づいて前記バイパスラインに流れる前記排ガスの流量を決定し、決定した前記排ガスの流量が得られるように前記流量調節装置を動作させる制御装置と、を備える、
排熱回収システム。
an exhaust gas line including a boiler, an exhaust fan, and a dryer connected in series, through which exhaust gas from a preheater for preheating cement raw materials flows;
a bypass line connected to the exhaust gas line to flow the exhaust gas to the exhaust fan bypassing the boiler;
a flow rate adjusting device provided in the exhaust gas line or the bypass line for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line;
a moisture measuring device for measuring the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer;
a thermometer for detecting the temperature of dryer exhaust gas discharged from the dryer;
Based on the moisture content of the material to be dried, the temperature detected by the thermometer, and the airflow rate of the exhaust fan, the amount of excess or deficiency of the amount of heat of the dryer is determined, and the bypass is determined based on the determined amount of excess or deficiency. a control device that determines the flow rate of the exhaust gas flowing through the line and operates the flow control device so that the determined flow rate of the exhaust gas is obtained;
Exhaust heat recovery system.
直列的に接続されたボイラ、排風機、及び乾燥機を含み、セメント原料を予熱するプレヒータの排ガスが流れる排ガスラインと、
前記排ガスラインと接続されて、前記排ガスを前記ボイラを迂回して前記排風機へ流すバイパスラインと、
前記排ガスライン又は前記バイパスラインに設けられて、前記バイパスラインに流れる前記排ガスの流量を調節する流量調節装置と、
前記乾燥機へ供給される被乾燥物の水分量を測定する水分測定装置と、
前記乾燥機から排出される乾燥機排ガスの温度を検出する温度計と、
前記水分測定装置で測定された前記被乾燥物の水分量に応じて前記セメント原料が過不足なく乾燥される原料ミル出口ガス温度の目標値を求め、前記温度計で検出された前記乾燥機排ガスの温度基づいて前記流量調節装置によって前記バイパスラインに流れる前記排ガスの流量を増減させることにより、前記乾燥機排ガスの温度を前記目標値に制御する制御装置と、を備える、
排熱回収システム。
an exhaust gas line including a boiler, an exhaust fan, and a dryer connected in series, through which exhaust gas from a preheater for preheating cement raw materials flows;
a bypass line connected to the exhaust gas line to flow the exhaust gas to the exhaust fan bypassing the boiler;
a flow rate adjusting device provided in the exhaust gas line or the bypass line for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line;
a moisture measuring device for measuring the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer;
a thermometer for detecting the temperature of dryer exhaust gas discharged from the dryer;
According to the moisture content of the material to be dried measured by the moisture measuring device, a target value of the raw material mill outlet gas temperature at which the cement raw material is dried just enough is determined, and the dryer exhaust gas detected by the thermometer is obtained. a control device that controls the temperature of the dryer exhaust gas to the target value by increasing or decreasing the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line by the flow rate adjusting device based on the temperature of
Exhaust heat recovery system.
直列的に接続されたボイラ、排風機、及び乾燥機を含み、セメント原料を予熱するプレヒータの排ガスが流れる排ガスラインと、前記排ガスラインと接続されて前記排ガスを前記ボイラを迂回して前記排風機へ流すバイパスラインとを備えた排熱回収システムの運転方法であって、
前記乾燥機へ供給される被乾燥物の水分量を測定すること、
前記乾燥機から排出される乾燥機排ガスの温度を検出すること、及び、
前記被乾燥物の水分量、前記乾燥機排ガスの温度、並びに、前記排風機の送風量に基づいて、前記乾燥機の熱量の過不足量を求め、求めた過不足量に基づいて前記バイパスラインに流れる前記排ガスの流量を決定し、決定した前記排ガスの流量が得られるように前記バイパスラインを流れる前記排ガスの流量を調節すること、を含む、
排熱回収システムの運転方法。
an exhaust gas line through which exhaust gas from a preheater for preheating cement raw material flows, comprising a boiler, an exhaust fan, and a dryer connected in series; A method of operating an exhaust heat recovery system comprising a bypass line flowing to
measuring the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer;
detecting the temperature of dryer exhaust gas discharged from the dryer; and
Based on the moisture content of the material to be dried, the temperature of the exhaust gas from the dryer, and the air flow rate of the exhaust fan, the excess or deficiency of the heat quantity of the dryer is determined, and the bypass line is determined based on the determined excess or deficiency. determining the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line, and adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line to obtain the determined flow rate of the exhaust gas;
A method of operating an exhaust heat recovery system.
直列的に接続されたボイラ、排風機、及び乾燥機を含み、セメント原料を予熱するプレヒータの排ガスが流れる排ガスラインと、前記排ガスラインと接続されて前記排ガスを前記ボイラを迂回して前記排風機へ流すバイパスラインとを備えた排熱回収システムの運転方法であって、
前記乾燥機へ供給される被乾燥物の水分量を測定すること、
前記乾燥機から排出される乾燥機排ガスの温度を検出すること、及び、
測定された前記被乾燥物の水分量に応じて前記セメント原料が過不足なく乾燥される前記乾燥機の出口の前記乾燥機排ガスの温度の目標値を求め検出された前記乾燥機排ガスの温度基づいて、前記乾燥機排ガスの温度が前記目標値となるように前記バイパスラインを流れる前記排ガスの流量を調節すること、を含む、
排熱回収システムの運転方法。
an exhaust gas line through which exhaust gas from a preheater for preheating cement raw material flows, comprising a boiler, an exhaust fan, and a dryer connected in series; A method of operating an exhaust heat recovery system comprising a bypass line flowing to
measuring the moisture content of the material to be dried supplied to the dryer;
detecting the temperature of dryer exhaust gas discharged from the dryer; and
A target value for the temperature of the exhaust gas from the dryer at the outlet of the dryer where the cement raw material is dried just enough according to the measured moisture content of the material to be dried, and the detected temperature of the exhaust gas from the dryer . Based on , adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line so that the temperature of the dryer exhaust gas reaches the target value,
A method of operating an exhaust heat recovery system.
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