一種大型懸浮窯的製作方法
2023-06-06 17:27:16 1
本實用新型涉及水泥及耐火材料行業用懸浮焙燒窯爐，尤其涉及一種大型懸浮窯。
背景技術：
懸浮焙燒技術是廣泛應用在水泥行業及耐火材料行業的煅燒技術。隨著工業的發展和科技的進步，工業化生產規模的不斷增大，生產企業對窯爐設備規格、能力的要求也逐漸提高。因此，大型懸浮窯的技術開發是大勢所趨。
懸浮窯煅燒系統主要由預熱旋風分離器、煅燒反應器、中間分離器及冷卻旋風分離器組成。按照傳統大型窯爐的設計習慣，是按現有小規模設備的規格尺寸進行比例放大，再重新布置。但對於懸浮窯來說，旋風分離器設備尺寸增大後，會使分離效率有所下降，造成系統能源浪費。各級旋風分離器間的氣體管道隨設備增大而加長，使得整個窯爐系統的阻力損失增大，增加了風機的電耗。由於懸浮窯中各設備沿豎直方向布置，窯體及廠房都很高，而設備尺寸的增大會極大地增加懸浮窯的廠房高度，對超高建築來說，高度每增加一米其建設成本也會大幅度增加，因此在大型懸浮窯開發過程中，合理控制窯體高度是控制建設成本的關鍵。
技術實現要素：
本實用新型提供了一種大型懸浮窯，採用多個小規格旋風分離器分組，且並、串聯相結合的方式來實現懸浮窯的大型化，在確保分離效率的前提下，有效降低懸浮窯的總體高度，減少系統運行阻力，從而控制建設及運行成本。
為了達到上述目的，本實用新型採用以下技術方案實現：
一種大型懸浮窯，所述懸浮窯由原料輸送系統、煅燒系統、成品輸送系統和排煙除塵系統組成；所述煅燒系統由多級預熱旋風分離器、煅燒反應器、中間分離器和多級冷卻旋風分離器組成；其中：
多級預熱旋風分離器平均分成多組，每組由若干預熱旋風分離器組成；原料輸送系統的加料裝置與一級預熱旋風分離器前的進料管道連接，多級預熱旋風分離器的進料管道依次串聯；且每組內各級預熱旋風分離器的進料管道分別與下一級預熱旋風分離器的排氣管道連接；每組內各級旋風分離器間的排料管道串聯連接，各組預熱旋風分離器的排氣管道末端並聯後依次連接布袋除塵器、排煙機和煙囪，進氣管道首端並聯後連接中間分離器的排煙管道；
多級冷卻旋風分離器平均分成多組，每組由若干冷卻旋風分離器組成；每組內各級冷卻旋風分離器間的進料管道和出料管道均為串聯連接，且每組內各冷卻旋風分離器的排氣管道分別與上一級冷卻旋風分離器的進料管道連接，每組內末級冷卻旋風分離器的出料管道分別連接成品輸送系統的出料皮帶機；每組內末級冷卻旋風分離器的進氣管道連接外部冷卻風管道；各組中第一級冷卻旋風分離器的排氣管道並聯後連接煅燒反應器燃燒器的二次風入口；各組中第一級的冷卻旋風分離器的進料管道分別與中間分離器的出料管道連接。
所述每組預熱旋風分離器前的進氣管道上設流量計，每組內第一級預熱旋風分離器的排氣管道上設調節閥。
所述煅燒反應器與中間分離器之間通過倒U型管道連接。
所述預熱旋風分離器、冷卻旋風分離器上均安裝有料位計，出料管道上均安裝迴轉卸料閥，進氣管道和排氣管道上均安裝測溫、測壓儀表。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：
1)通過將預熱、冷卻旋風分離器分組，使進入各組旋風分離器的氣體得以分流，降低了氣體流量，縮小了每級旋風分離器的結構尺寸，小規格的旋風分離器的分離效率更高，且成組的小規格旋風分離器能有效降低懸浮窯的總體高度；
2)預熱、冷卻旋風分離器各組之間氣流為並行流動，總壓差為各組旋風分離器中的最大壓差，而非各組壓差總和，且小規格旋風分離器的壓差較小，因此，並聯成組的小規格旋風分離器總壓差更小，系統阻力更低；
3)預熱旋風分離器採用高固氣比的流動傳熱方式，因此出窯廢氣溫度更低；
4)冷卻旋風分離器採用低固氣比的流動傳熱方式，因此出窯物料溫度更低。
附圖說明
圖1是本實用新型所述一種大型懸浮窯的結構示意圖。
圖2是本實用新型所述一種大型懸浮窯的立體結構示意圖。
圖3是單組預熱旋風分離器的儀表測點分布圖。
圖中：1.1#預熱旋風分離器 2.2#預熱旋風分離器 3.3#預熱旋風分離器 4.4#預熱旋風分離器 5.5#預熱旋風分離器 6.6#預熱旋風分離器 7.煅燒反應器 8.中間分離器 9.1#冷卻旋風分離器 10.2#冷卻旋風分離器 11.3#冷卻旋風分離器 12.4#冷卻旋風分離器 13.5#冷卻旋風分離器 14.6#冷卻旋風分離器 15.7#冷卻旋風分離器 16.8#冷卻旋風分離器 17.9#冷卻旋風分離器 18.迴轉卸料閥 19.出料皮帶機 20.調節閥 21.布袋除塵器 22.排煙機 23.煙囪 24.加料裝置 25.倒U型管道T1.測溫儀表 P1.測壓儀表 FT.流量計 LA.料位計
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：
如圖1、圖2所示，本實用新型所述一種大型懸浮窯，所述懸浮窯由原料輸送系統、煅燒系統、成品輸送系統和排煙除塵系統組成；所述煅燒系統由多級預熱旋風分離器1-6、煅燒反應器7、中間分離器8和多級冷卻旋風分離器9-17組成；其中：
多級預熱旋風分離器1-6平均分成多組，每組由若干預熱旋風分離器組成；原料輸送系統的加料裝置24與一級預熱旋風分離器前的進料管道連接，多級預熱旋風分離器1-6的進料管道依次串聯；且每組內各級預熱旋風分離器的進料管道分別與下一級預熱旋風分離器的排氣管道連接；每組內各級旋風分離器間的排料管道串聯連接，各組預熱旋風分離器的排氣管道末端並聯後依次連接布袋除塵器21、排煙機22和煙囪23，進氣管道首端並聯後連接中間分離器8的排煙管道；
多級冷卻旋風分離器9-17平均分成多組，每組由若干冷卻旋風分離器組成；每組內各級冷卻旋風分離器間的進料管道和出料管道均為串聯連接，且每組內各冷卻旋風分離器的排氣管道分別與上一級冷卻旋風分離器的進料管道連接，每組內末級冷卻旋風分離器的出料管道分別連接成品輸送系統的出料皮帶機19；每組內末級冷卻旋風分離器的進氣管道連接外部冷卻風管道；各組中第一級冷卻旋風分離器的排氣管道並聯後連接煅燒反應器7燃燒器的二次風入口；各組中第一級的冷卻旋風分離器的進料管道分別與中間分離器8的出料管道連接。
所述每組預熱旋風分離器前的進氣管道上設流量計FT，每組內第一級預熱旋風分離器的排氣管道上設調節閥20。
所述煅燒反應器與中間分離器之間通過倒U型管道25連接。
所述預熱旋風分離器、冷卻旋風分離器上均安裝有料位計LA，出料管道上均安裝迴轉卸料閥18，進氣管道和排氣管道上均安裝測溫、測壓儀表T1、P1。
本實用新型所述一種大型懸浮窯的生產工藝，系統內氣體由下向上流動，最後由窯頂排出；物料由窯頂加入，由上向下流動，最後從窯底排出；物料和氣體在窯內呈逆流流動；具體過程如下：
1)物料由窯頂加入，經過各級預熱旋風分離器1-6預熱後，由末級預熱旋風分離器6的出料管流至煅燒反應器7內；
2)預熱後的物料進入煅燒反應器7內，燃料通過安裝在煅燒反應器7下部的燒嘴供入並燃燒；物料與煅燒反應器7內燃燒產生的煙氣充分接觸換熱，完成煅燒；煙氣帶動物料一起向上流動，經過倒U型管道25後進入到中間分離器8；
3)物料與煙氣一同進入中間分離器8完成旋流分離後，物料由中間分離器8底部多個出料管分流至各組冷卻旋風分離器內；熱煙氣由中間分離器8頂部排煙管道分流到各組預熱旋風分離器內；
4)冷卻空氣通過系統負壓抽進冷卻旋風分離器內，物料在各組冷卻旋風分離器內經各級冷卻旋風分離器內的冷卻空氣旋流冷卻後排出，進入成品輸送系統；各組冷卻旋風分離器的冷卻空氣冷卻物料後，最終匯總進入煅燒反應器7內，作為二次空氣參與燃燒；
5)系統運行過程中，通過調節閥20調節各組預熱/冷卻旋風分離器的前後壓差，保證流過每組預熱/冷卻旋風分離器的氣體流量一致。
懸浮窯煅燒系統各設備規格尺寸的計算方法如下：
1)根據懸浮窯產量、熱耗、燃料熱值計算出懸浮窯系統風量，根據物料粒度、重度以及氣體重度確定物料的氣力輸送流速，進而確定煅燒反應器7內徑；根據不同粒度物料煅燒所需停留時間，確定煅燒反應器7的高度。
2)根據系統廢氣量及預熱旋風分離器1-6分組數，確定每組預熱旋風分離器的進氣流量，根據懸浮窯預熱旋風分離器的進氣工況，氣體流速通常取18～25m/s，由此確定預熱旋風分離器1-6的進口尺寸，預熱旋風分離器1-6採用高效旋風分離器，根據進口尺寸及各部分的比例係數，可確定其餘部分的結構尺寸。
3)根據每組冷卻旋風分離器的出料量及溫度計算所需冷卻風量，同理求得冷卻旋風分離器9-17的進口及其餘結構尺寸。
如圖3所示，各級旋風分離器上均安裝料位計LA，出料管道上均安裝迴轉卸料閥18，根據各級旋風分離器內料位情況，適當調整其迴轉卸料閥18的出料速度。進氣管道、排氣管道上均安裝測溫儀表T1、測壓儀表P1，通過檢測各級旋風分離器的進出口壓力，可以確定其氣固流動是否順暢，通過溫度檢測可以適當調整燃料量、空氣量以及加料量。
每組預熱旋風分離器的進氣管道上安裝流量計FT，每組最上一級旋風分離器的排氣管道上均安裝有調節閥20，通過調節閥20調節各組預熱旋風分離器的前後壓差，保證流過各組預熱旋風分離器的氣體流量一致。
以下實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護範圍不限於下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規方法。
【實施例】
如圖1、圖2所示，本實施例中，懸浮窯煅燒系統中的各級預熱旋風分離器(1#-6#預熱旋風分離器)平均分成3組，每組由2個旋風分離器組成；其中1#和6#預熱旋風分離器為一組，2#和5#預熱旋風分離器為一組，3#和4#預熱旋風分離器為一組。每組內各級預熱旋風分離器間的進氣管道、排氣管道為串聯連接，組與組之間的預熱旋風分離器的進氣管道、排氣管道為並聯連接。
各級冷卻旋風分離器也平均分成3組，每組由3個冷卻旋風分離器組成；其中1#、2#、3#冷卻旋風分離器為一組，4#、5#、6#冷卻旋風分離器為一組，7#、8#、9#冷卻旋風分離器為一組。每組內各級旋風分離器間的進氣管道、排氣管道、進料管道和出料管道均採用串聯連接，組與組之間的冷卻旋風分離器的進氣管道、排氣管道、進料管道和出料管道均採用並聯連接。
物料由加料裝置送入1#預熱旋風分離器1進氣口，隨熱煙氣在1#預熱旋風分離器內旋流分離，從1#預熱旋風分離器出料管排出後，依次經過2#～6#預熱旋風分離器2～6，完成預熱。預熱後進入煅燒反應器7內，與煅燒反應器內燃燒生成的煙氣充分接觸換熱，完成煅燒。燃料通過安裝在煅燒反應器下部的燒嘴供入，燃燒產生的煙氣帶動物料一起向上流動，經過倒U型管道後進入到中間分離器8。物料與煙氣在中間分離器8內完成旋流分離後，物料再由底部多個出料管分流至各組冷卻旋風分離器中。分流的物料在各自組內的冷卻旋風分離器內與冷卻空氣旋流冷卻，經各級冷卻旋風分離器冷卻後由出料皮帶機19排出，進入成品輸送系統。
冷卻空氣通過系統負壓抽進各組冷卻旋風分離器內，冷卻物料後最終匯總進入煅燒反應器內，作為二次空氣參與燃燒。煅燒反應器內燃燒後的煙氣與物料一同進入中間分離器，旋流分離後熱煙氣由中間分離器頂部排煙管道分流到各組預熱旋風分離器內。在各自組內旋流預熱後匯總排出窯外，經布袋除塵器21、排煙機22，從煙囪23排放至大氣。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。