WO2020203247A1 - 排熱回収システム及びその運転方法 - Google Patents

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dryer
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boiler
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幸弘 竹中
寛太 宮内
健良 槇
修示 山本
拓朗 野副
田中　寿典
敦史 雪岡
大明 李
晧 張
寧 汪
杰玉 肖
偉 方
健 周
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川崎重工業株式会社
安徽海螺川崎工程有限公司
安徽海螺川崎節能設備製造有限公司
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust heat recovery system that recovers heat from exhaust gas in a cement manufacturing process and an operation method thereof.
  • the cement manufacturing process is roughly divided into a raw material process of drying, crushing, and blending cement raw materials, a firing process of firing clinker, which is an intermediate product from raw materials, and a finishing process of adding clinker to clinker and crushing it to make cement. Consists of.
  • the cement raw material is first preheated in a preheater, then calcined in a calcining furnace, then fired in a kiln furnace, and finally cooled in a cooler.
  • an exhaust heat recovery system in which exhaust gas from such a firing process is introduced into a boiler to recover exhaust heat, and the recovered heat is used to generate electricity.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose this type of waste heat recovery system.
  • 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 the exhaust gas system of the preheater.
  • the exhaust gas from the preheater that has flowed into the exhaust gas system due to the operation of the exhaust fan is guided by a heat recovery boiler to recover heat, and then is used for drying and crushing the cement raw material through a raw material mill.
  • Patent Document 2 discloses an exhaust heat recovery system in the cement firing process.
  • This exhaust heat recovery system includes a heat recovery boiler and an exhaust fan in the first exhaust gas system of the preheater, and a raw material mill and an exhaust fan in the second exhaust gas system of the preheater.
  • the upstream side of the heat recovery boiler of the first exhaust gas system and the upstream side of the raw material mill of the second exhaust gas system are connected by a gas conduit.
  • a control valve is provided in the gas conduit, and the control valve adjusts the exhaust gas flowing from the first exhaust gas system to the second exhaust gas system, so that the calorific value of the exhaust gas introduced into the raw material mill is used to dry the raw material. It is kept constant so that there is no excess or deficiency.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-194766 Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-194767
  • Cement raw materials that are dried and crushed by a raw material mill include limestone, clay, silica stone, and iron oxide raw materials. Since these raw materials are generally stored outdoors, the water content varies depending on the weather and seasons. The amount of heat required to dry the cement raw material also fluctuates according to the fluctuation of the water content of the cement raw material. In addition, the amount of heat required to dry the cement raw material varies depending on the amount of the cement raw material processed.
  • the amount of heat required to dry the cement raw material in the raw material mill fluctuates. Therefore, if the amount of heat of the exhaust gas introduced into the raw material mill is constant as in Patent Document 2, the excess amount of heat may cause a decrease in heat recovery efficiency, and the insufficient amount of heat may cause insufficient drying of the cement raw material.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is an exhaust heat recovery system and an operation method thereof in a cement firing process including a boiler and a blower and a dryer provided in a wake.
  • the waste heat recovery system is An exhaust gas line through which the exhaust gas of the preheater that preheats the cement raw material, including the boiler, blower, and dryer connected in series, flows.
  • a bypass line that is connected to the exhaust gas line and allows the exhaust gas to bypass the boiler and flow to the blower.
  • a flow rate adjusting device provided in the exhaust gas line or the bypass line to adjust the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line.
  • a moisture measuring device that measures the moisture content of the object to be dried supplied to the dryer, and A thermometer that detects the temperature of the dryer exhaust gas discharged from the dryer, and The excess or deficiency amount of the heat amount of the dryer is obtained based on the water content of the object to be dried, the temperature detected by the thermometer, and the air blower amount of the blower, and the bypass is obtained based on the obtained excess or deficiency amount. It is provided with a control device that determines the flow rate of the exhaust gas flowing through the line and operates the flow rate adjusting device so that the determined flow rate of the exhaust gas is obtained.
  • the waste heat recovery system is An exhaust gas line through which the exhaust gas of the preheater that preheats the cement raw material, including the boiler, blower, and dryer connected in series, flows.
  • a bypass line that is connected to the exhaust gas line and allows the exhaust gas to bypass the boiler and flow to the blower.
  • a flow rate adjusting device provided in the exhaust gas line or the bypass line to adjust the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line.
  • a moisture measuring device that measures the moisture content of the object to be dried supplied to the dryer, and A thermometer that detects the temperature of the dryer exhaust gas discharged from the dryer, and The drying is performed 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 water content of the object to be dried, the temperature detected by the thermometer, and the air volume of the blower. It is provided with a control device for controlling the temperature of the machine exhaust gas to a predetermined value.
  • the method of operating the waste heat recovery system is as follows.
  • An exhaust gas line that includes a boiler, a blower, and a dryer connected in series and through which the exhaust gas of a preheater that preheats a cement raw material flows, and the exhaust gas that is connected to the exhaust gas line and bypasses the boiler to bypass the boiler. It is an operation method of an exhaust heat recovery system equipped with a bypass line to flow to.
  • the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line is determined, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line is adjusted so that the determined flow rate of the exhaust gas is obtained.
  • the method of operating the waste heat recovery system is as follows.
  • An exhaust gas line that includes a boiler, a blower, and a dryer connected in series and through which the exhaust gas of a preheater that preheats a cement raw material flows, and the exhaust gas that is connected to the exhaust gas line and bypasses the boiler to bypass the boiler. It is an operation method of an exhaust heat recovery system equipped with a bypass line to flow to.
  • Measuring the amount of water in the object to be dried supplied to the dryer Detecting the temperature of the dryer exhaust gas discharged from the dryer, and Based on the amount of water in the object to be dried, the temperature of the exhaust gas from the dryer, and the amount of air blown by the blower, the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line so that the temperature of the exhaust gas from the dryer becomes a predetermined value. It involves adjusting.
  • the dryer may be, for example, a raw material mill for drying and crushing cement raw materials, or a coal mill for drying and crushing coal.
  • the dryer must sufficiently dry the object to be dried, which may have a variable amount of water.
  • the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line is adjusted so that the object to be dried can be dried without excess or deficiency. That is, when the amount of heat is insufficient in the dryer, 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 amount of heat is surplus in the dryer, the amount of heat introduced into the dryer is reduced by reducing the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line.
  • the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line is adjusted to the minimum necessary so that the object to be dried is dried in just proportion by the dryer. Therefore, it is possible to maximize the heat collection amount of the boiler while avoiding insufficient drying of the object to be dried in the dryer.
  • an exhaust heat recovery system and an operation method thereof in a cement firing step including a boiler and a blower and a dryer provided in a wake, and avoiding insufficient drying of the object to be dried in the dryer.
  • a boiler and a blower and a dryer provided in a wake, and avoiding insufficient drying of the object to be dried in the dryer.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cement firing plant including an exhaust heat recovery system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a control system of an exhaust heat recovery system.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cement firing plant 1 including an exhaust heat recovery system 8 according to the present embodiment.
  • the cement firing plant 1 shown in FIG. 1 includes a preheater 21, a quenching furnace 22, a rotary kiln 23, and an air quenching cooler 24.
  • the preheater 21 includes a plurality of stages of cyclones connected in series.
  • the exhaust heat from the rotary kiln 23 moves in order from the lowest cyclone to the uppermost cyclone, and the cement raw material moves in order from the uppermost cyclone to the lowest cyclone.
  • the lowermost cyclone of the preheater 21 is connected to the calcining furnace 22.
  • the cement raw material leaving the preheater 21 is calcined in an atmosphere of about 900 ° C.
  • the outlet of the calciner 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 downward slope from the raw material inlet to the raw material outlet.
  • the cement raw material preheated and calcined in the preheater 21 and the calcining furnace 22 is fired by the exhaust heat of the air quenching cooler 24 and the combustion gas of the burner.
  • the outlet of the rotary kiln 23 is connected to the inlet of the air quenching cooler 24.
  • the air quenching cooler 24 the high-temperature fired product emitted from the rotary kiln 23 is brought into contact with cold air, and the fired product is rapidly cooled to become a clinker.
  • the clinker from the air quenching cooler 24 is sent to the clinker silo by a clinker conveyor (not shown).
  • the high temperature exhaust gas of the rotary kiln 23 flows in the order of the calcining furnace 22 and the preheater 21.
  • An exhaust gas line 4 from which the exhaust gas from the cement firing process flows out is connected to the preheater 21.
  • a preheater boiler hereinafter referred to as “PH boiler 51”
  • a blower 52 a raw material mill 53, a separator 54, a dust collector 55, a blower 56, and a chimney 57 are provided from upstream to downstream of the exhaust gas flow. It is provided in this order toward.
  • the exhaust gas of the preheater 21 flows out to the exhaust gas line 4.
  • a part of the heat of the exhaust gas flowing through the exhaust gas line 4 is recovered by the PH boiler 51.
  • the steam superheated by the PH boiler 51 is introduced into the steam turbine 81 and drives the generator 82 connected to the steam turbine 81 via a shaft.
  • the turbine output of the steam turbine 81 can be evaluated, for example, by the amount of power generated by the generator 82 or the steam flow rate generated by the PH boiler 51.
  • 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.
  • the exhaust gas flowing through the exhaust gas line 4 is then used for drying the cement raw material in the raw material mill 53.
  • a 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 product) discharged from the raw material mill 53 are periodically sampled, and their respective masses are measured.
  • 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 object to be dried and the mass of the dried product in the raw material mill 53, that is, the mass reduced in the raw material mill 53. it can.
  • the mass measuring device for these cement raw materials is a water content measuring device 66 for measuring the water content of the cement raw material.
  • 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.
  • the cement raw material crushed and dried by the raw material mill 53 is discharged along with the exhaust gas and flows into the separator 54.
  • the separator 54 the cement raw material is separated from the exhaust gas and classified.
  • 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 material separated and classified by the separator 54 is mixed and stored in the silo 58, and is supplied from the silo 58 to the preheater 21. Further, among the cement raw materials classified by the separator 54, those having an appropriate particle size are sent to the inlet of the raw material mill 53.
  • 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 blower 52 are connected by a second conduit 42.
  • the second conduit 42 is provided with a boiler outlet gas thermometer 62 that detects the temperature of the exhaust gas emitted from the PH boiler 51.
  • the second conduit 42 is provided with a blower inlet gas thermometer 63 that detects the temperature of the exhaust gas after the exhaust gas emitted from the PH boiler 51 and the exhaust gas flowing through the bypass pipe 71 merge.
  • the outlet of the blower 52 and the inlet of the raw material mill 53 are connected by a third conduit 43.
  • the outlet of the raw material mill 53 and the inlet of the separator 54 are connected by a fourth conduit 44.
  • the fourth conduit 44 is provided with a mill outlet gas thermometer 64 that detects the temperature of the passing exhaust gas.
  • the exhaust gas passing through the fourth conduit 44 is accompanied by a crushed cement raw material.
  • the exhaust gas line 4 is connected to a bypass line 7 that allows the exhaust gas of the preheater 21 to bypass the PH boiler 51 and flow to the exhaust fan 52.
  • 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.
  • the bypass pipe 71 is provided with a bypass damper 72.
  • the bypass damper 72 is an example of a flow rate adjusting device 9 that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass pipe 71.
  • a known flow rate adjusting device 9 such as a valve or a blower may be used.
  • the bypass damper 72 may be provided in the exhaust gas line 4 on the upstream side of the PH boiler 51.
  • the exhaust heat recovery system 8 is constructed in the cement firing plant 1 having the above configuration, 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 the exhaust gas line 4 including the PH boiler 51, the exhaust blower 52, and the raw material mill 53 connected in series, and the exhaust gas to the PH boiler 51.
  • a bypass line 7 that bypasses and flows to the exhaust fan 52 and a bypass damper 72 as a flow rate adjusting device 9 provided on the bypass line 7 (or the exhaust gas line 4) and adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 are provided. Be prepared.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system of the exhaust heat recovery system 8.
  • the control device 6 may be embodied as a kind of computer such as a PLC (programmable controller).
  • the control device 6 includes a processor 60a and a volatile and non-volatile memory 60b.
  • the processor 60a is composed of a CPU, an MPU, a GPU, and the like, and by reading and executing various programs stored in the memory 60b, control according to a control target and various processes as described later are realized.
  • the control device 6 is connected to various devices of the cement firing plant 1 via a network, and is also connected to various instruments via a network.
  • the control device 6 exchanges data with the connected device and acquires measurement information from the connected instrument.
  • the control device 6 is connected to a boiler inlet gas thermometer 61, a boiler outlet gas thermometer 62, a blower inlet gas thermometer 63, a mill outlet gas thermometer 64, and a steam flow meter 65, and measures are taken from these instruments. Get information.
  • the water content of the cement raw material measured by the water content measuring device 66 may be periodically measured and stored in the control device 6 or sequentially input.
  • the control device 6 is connected to the bypass damper 72 and the blowers 52 and 56.
  • the control device 6 issues an opening command to the bypass damper 72.
  • the bypass damper 72 changes the opening degree of the bypass pipe 71 according to the opening degree command.
  • the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 increases in proportion to the opening degree of the bypass pipe 71.
  • the control device 6 issues a blower amount command to the blowers 52 and 56.
  • the blower 52, 56 changes the output so as to realize the blower amount according to the blower amount command.
  • the blowers 52 and 56 may have a constant output and can only be switched on and off.
  • the control device 6 may obtain an air blower amount based on the equation shown in the following equation 1, and may generate an air blower amount command to be sent to the blower blowers 52 and 56 based on the obtained air blower amount.
  • Vg is the amount of air blown [Nm 3 / h]
  • F is the steam flow rate [Kg / h] detected by the steam flow meter 65
  • Jg 1 is the enthalpy of exhaust gas at the inlet of the PH boiler 51 [kJ].
  • 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 inlet of the heat transfer tube of the PH boiler 51 [kJ / kg]
  • h 2 is the PH boiler 51.
  • the enthalpy [kJ / kg] of the water at the outlet of the heat transfer tube and L represent the heat loss [kJ / h] from the outer surface of the PH boiler 51, respectively.
  • 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 blower amount of the blower 52, and monitors these values. To 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 estimated from the mill outlet gas temperature so as to be maintained at a predetermined value.
  • the control device 6 may monitor the water content of the cement raw material at the outlet of the raw material mill 53, which is directly measured by the same method as the water content of the cement raw material supplied to the raw material mill 53.
  • the control device 6 controls the operation of the exhaust heat recovery system 8 so that the amount of heat collected by the PH boiler 51 is further increased.
  • the operation method 1 and the operation method 2 by the control device 6 will be described.
  • the control device 6 implements one of the operation method 1 and the operation method 2.
  • the control device 6 calculates an excess or deficiency of the amount of heat of the raw material mill 53 based on the water content of the cement raw material, the temperature of the raw material mill outlet gas, and the amount of air blown.
  • the amount of heat required for the raw material mill 53 is derived from the amount of water in the cement raw material, and the excess or deficiency of the amount of heat with respect to the required amount of heat can be obtained from the mill outlet gas temperature and the amount of air blown.
  • the control device 6 determines the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 based on the excess or deficiency of the amount of heat of the raw material mill 53.
  • the relationship between the excess or deficiency of heat, the amount of air blown, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 is stored in advance in the control device 6, and the control device 6 uses this to store the exhaust gas flowing through the bypass line 7.
  • the flow rate can be determined.
  • at least one of the opening degree 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 done.
  • the control device 6 obtains the opening degree of the bypass damper 72 that realizes the flow rate of the exhaust gas flowing through the determined bypass line 7.
  • the obtained opening degree of the bypass damper 72 may be displayed and output 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.
  • 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 by changing the opening degree 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 without excess or deficiency.
  • the predetermined value may be stored in the control device 6 in advance, or may be obtained by using an arithmetic expression given in advance according to the detected water content of the cement raw material.
  • the control device 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 to increase the amount of heat introduced into the raw material mill 53.
  • the mill outlet gas temperature is set to 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, and the raw material mill outlet gas temperature is set to a predetermined value.
  • the bypass line 7 bypasses the PH boiler 51, the larger the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7, the lower the amount of heat collected by the PH boiler 51.
  • the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 is adjusted to the minimum necessary so that the cement raw material is dried in the raw material mill 53 without excess or deficiency. Therefore, it is possible to maximize the heat collection amount of the PH boiler 51 while avoiding insufficient drying of the cement raw material in the raw material mill 53.
  • the present invention may include modified details of the specific structure and / or function of the above embodiment without departing from the idea of the present invention. ..
  • the above configuration can be changed, for example, as follows.
  • a coal mill that grinds and dries coal may be used instead of the raw material mill 53. That is, instead of the raw material mill 53, a dryer 5 (a device having a wide drying function) may be used.
  • the raw material mill 53 is a “dryer”
  • the cement raw material is a “object to be dried”
  • the mill outlet gas thermometer 64 is used. It is explained by reading each as “dryer outlet gas thermometer”.
  • the exhaust heat recovery system 8 includes a boiler 51, a blower 52, and a dryer 5 (for example, a raw material mill 53 and a coal mill) connected in series, and cement.
  • the exhaust gas line 4 through which the exhaust gas of the preheater 21 for preheating the raw material flows, the bypass line 7 which is connected to the exhaust gas line 4 and flows the exhaust gas to the exhaust fan 52 by bypassing the boiler 51, and the exhaust gas line 4 or the bypass line 7 are provided.
  • a flow rate adjusting device 9 for example, a bypass damper 72 for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 is provided.
  • the exhaust heat recovery system 8 includes a moisture measuring device 66 for measuring the amount of moisture in the object 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 the thermometer 64.
  • a control device 6 is further provided.
  • the control device 6 is based on the moisture content of the object to be dried supplied to the dryer 5, the temperature detected by the thermometer 64, and the air flow rate of the blower 52.
  • the excess / deficiency amount of the amount of heat is determined, the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 is determined based on the determined excess / deficiency amount, and the flow rate adjusting device 9 is operated so that the determined flow rate of the exhaust gas can be obtained.
  • the moisture content of the object to be dried supplied to the dryer 5 is measured, the temperature of the exhaust gas of the dryer discharged from the dryer 5 is detected, and the moisture content of the object to be dried is detected.
  • the excess or deficiency of the amount of heat of the dryer 5 is obtained based on the amount, the temperature of the exhaust gas from the dryer, and the amount of air blown by the blower 52, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 is determined based on the obtained excess or deficiency. Then, the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 is adjusted so that the determined flow rate of the exhaust gas can be obtained.
  • control device 6 when the operation method 2 is implemented is based on the water content of the object to be dried supplied to the dryer 5, the temperature detected by the thermometer 64, and the air flow rate of the blower 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 by the flow rate adjusting device 9.
  • the moisture content of the object to be dried supplied to the dryer 5 is measured, the temperature of the dryer exhaust gas discharged from the dryer 5 is detected, and the moisture content of the object to be dried is detected. 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 becomes a predetermined value based on the amount, the temperature of the dryer exhaust gas, and the amount of air blown by the blower 52.
  • the dryer 5 must sufficiently dry the object to be dried, which may have a variable amount of water. 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 object to be dried can be dried without excess or deficiency. That is, when the amount of heat is insufficient in the dryer 5, 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 the amount of heat is surplus 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.
  • the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass line 7 is adjusted to the minimum necessary so that the object to be dried is dried in just proportion by the dryer. Therefore, it is possible to maximize the amount of heat collected by the boiler 51 while avoiding insufficient drying of the object to be dried in the dryer.

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Abstract

セメント焼成工程のプレヒータの排ガスをボイラを迂回して排風機へ送るバイパスラインを設け、乾燥機の被乾燥物の水分量、乾燥機排ガスの温度、並びに、排風機の送風量に基づいて、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バイパスライン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を流れる排ガスの流量を調節する。

Description

排熱回収システム及びその運転方法
　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。
　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。
　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。
　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。
特開昭５８－１９４７６６号公報 特開昭５８－１９４７６７号公報
　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。
　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。
　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。
　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。
　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所定値に制御する制御装置と、を備えるものである。
　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。
　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、
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、前記乾燥機排ガスの温度が所定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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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。 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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　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。
　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。
〔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。
　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。
〔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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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

Claims (4)

  1. 　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。
  2. 　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所定値に制御する制御装置と、を備える、
    排熱回収システム。
  3. 　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。
  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、前記乾燥機排ガスの温度が所定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。
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