專利名稱：一種水泥窯富氧助燃系統的制作方法
一種水泥窯富氧助燃系統技術領域 本發明涉及一種水泥窯燃燒裝置。
背景技術：
水泥窯是高耗能設備，有很多水泥生產線排掉的工藝廢氣沒有被充分利用，浪費了能源，因而節能尤其是降低煤耗對降低水泥成本至關重要。采用富氧燃燒具有提高火焰溫度、降低燃料的燃點、加快燃燒速度、增加熱量利用率、降低空氣過剩系數、減少燃燒后的煙氣排氣量、提高水泥質量等優點。水泥窯富氧燃燒節煤率可達到2% 15%，節能效果非常顯著。富氧空氣溫度不僅影響火焰溫度、燃燒速度等，還影響節能效果。在條件允許的情況下，應盡可能提高富氧空氣的溫度。由于富氧發生裝置不同以及水泥窯現場狀況不同，有的富氧發生裝置直接通過管路分別與水泥窯各需供氧機構如煤粉燃燒器、窯尾分解爐、燃燒器一次風和窯頭二次風入口相連，該采用不加熱富氧空氣的方法，噴入回轉窯內的富氧空氣溫度是常溫，它會降低煤粉的燃燒速度；也有的采用電或煤氣加熱空氣，再將熱空氣與富氧空氣混合來提高富氧空氣溫度，其雖然能加快燃燒速度，但也會額外消耗大量能源。
發明內容
本發明的目的是提供一種可充分利用水泥窯煙氣的余熱，實現水泥窯能源的梯級利用、高溫熱源發電及低溫熱源助燃，在余熱能源充分利用的同時提高燃燒效率、降低煤粉消耗量、提高火焰溫度及提高熟料產品質量的水泥窯富氧助燃系統。本發明主要包括有富氧發生裝置、混風裝置、空氣預熱器。其中，富氧發生裝置可以是深冷富氧發生裝置、膜法富氧發生裝置或變壓吸附富氧發生裝置。上述富氧發生裝置的富氧出口通過管路與混風裝置的富氧入口相連，該混風裝置的空氣入口與空氣預熱器空氣出口相連，該空氣預熱器空氣入口可以與鼓風機出口相連，也可以通過空氣過濾裝置直接與大氣相連；該空氣預熱器熱介質進口與廢氣源的出口相連，該廢氣源可以是旁路放風余熱鍋爐、窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐的出口煙氣或其它廢氣資源，如煤粉風等。上述混風裝置的出口分別與水泥窯各需供氧機構相連。由于水泥窯各需供氧機構所需氧的含量不同，最好混風裝置為η個，I < η < 4，可以混合成不同濃度的富氧空氣，每個混風裝置出口可與一個所需氧機構對應，也可與幾個所需氧機構對應。本發明的工作過程如下:廢氣源通過空氣預熱器將普通空氣加熱到約100°C或更高，與富氧發生裝置產生的富氧空氣經混風裝置混合后分別進入到水泥窯各需供氧機構，進行助燃。本發明與已有技術相比具有如下優點:
1、利用水泥窯余熱鍋爐排放的煙氣的余熱，進行助燃空氣的預熱，可以進一步提高富氧燃燒的效率，減少煤耗，通過計算水泥廠可綜合節煤疒15%左右，從而節約成本。2、由于利用了水泥窯余熱鍋爐排放的煙氣余熱進行助燃空氣的預熱，替代了現有技術通常采用電加熱進行助燃空氣的預熱，避免了電能損耗，節約了運行成本。以2500t/d水泥生產線為例，窯頭助燃空氣為90000Nm3/h，窯尾助燃空氣量為135000 Nm3/h，如果采用電加熱，將該部分助燃空氣由25°C加熱至100°C左右，每天耗費的電能為1946.6度，每年按工作300天計，加熱助燃空氣耗費的電量為583983度，每度電按0.6元計，每年可節省費用35萬元。
3、可以提聞富氧空氣溫度,進而提聞火焰溫度,提聞熟料廣品質量。4、可以降低煤粉消耗量，降低水泥成本，降低熟料能耗。5、系統設備高度低、重量輕、體積小、結構緊湊、安裝便利。6、可以降低煤粉燃點、有利于燃燒。7、運行及維護成本低。8、投資回收期短。
圖1為本發明例I的流程示意簡圖。圖2為圖1中煤粉燃燒器主視示意簡圖 圖3為本發明例2的流程示意簡圖。圖4為本發明例3的流程示意簡圖。圖5為本發明例4的流程示意簡圖。圖6為本發明例5的流程示意簡圖。圖7為本發明例6的流程示意簡圖。附圖標號:1_深冷富氧發生裝置、2-混風裝置A、3_粉煤燃燒器、4-窯頭、5-回轉窯、6-分解爐、7-空氣預熱器、8-鼓風機、9-油槍(氣)管、10- —次風、11-富氧噴嘴、12- 二次風、13-混風裝置B、14-旁路放風余熱鍋爐、15-窯頭余熱鍋爐、16-窯尾余熱鍋爐、17-水泥窯旋風預熱器、18-膜法富氧發生裝置、19-變壓吸附富氧發生裝置、20-富氧支管、21-篦冷機。
具體實施例方式在圖1所示的一種水泥窯富氧助燃系統流程示意簡圖中，回轉窯前部的窯頭上設有粉煤燃燒器，回轉窯后部的窯尾上設有分解爐。深冷富氧發生裝置的富氧出口通過管路與混風裝置A的富氧入口相連，該混風裝置A的空氣入口通過設有控制閥的管路與空氣預熱器空氣出口相連，該空氣預熱器空氣入口與鼓風機出口相連，該空氣預熱器煙氣進口與設有控制閥的旁路放風余熱鍋爐煙氣出口相連，該旁路放風余熱鍋爐入口煙氣來自水泥窯窯尾分解爐。粉煤燃燒器如圖2所示，中心帶有控制閥的油槍(氣)管接一個帶有控制閥的富氧支管，上述混風裝置A的出口與該富氧支管相連，為其提供氧濃度約為35 40%的富氧空氣。點火時，開啟油槍(氣)管上的控制閥，關閉油槍(氣)管富氧支管上的控制閥。燃燒器正常燃燒后，開啟油槍(氣)管富氧支管上的控制閥，關閉油槍(氣)管上的控制閥。上述富氧發生裝置的出口同時還與混風裝置B的富氧入口相連，該混風裝置B的空氣入口通過設有控制閥的管路與空氣預熱器空氣出口相連，該混風裝置B的出口分別與幾個需氧機構即燃燒器一次風、窯頭二次風及設置在窯頭、分解爐上的富氧噴嘴相連，為其提供氧濃度約為25 30%的富氧空氣。窯頭二次風來源于篦冷機冷卻風。在圖3所示的一種水泥窯富氧助燃系統的流程示意簡圖中，回轉窯前部的窯頭上設有粉煤燃燒器，回轉窯后部的窯尾上設有分解爐。膜法富氧發生裝置的富氧出口通過管路與混風裝置A的富氧入口相連，該混風裝置的空氣入口通過設有控制閥的管路與空氣預熱器空氣出口相連，該空氣預熱器空氣入口與鼓風機出口相連，該空氣預熱器煙氣進口與設有控制閥的窯頭余熱鍋爐煙氣出口相連，該窯頭余熱鍋爐入口煙氣來自窯頭篦冷機冷卻風。粉煤燃燒器中心帶有控制閥的油槍(氣)管接一個帶有控制閥的富氧支管，上述混風裝置A的出口與該富氧支管相連，為其提供氧濃度約為35 40%的富氧空氣。在圖4所示的一種水泥窯富氧助燃系統的流程示意簡圖中，回轉窯前部的窯頭上設有粉煤燃燒器，回轉窯后部的窯尾上設有分解爐、水泥窯旋風預熱器。變壓吸附富氧發生裝置的富氧出口通過管路與混風裝置B的富氧入口相連，該混風裝置的空氣入口通過設有控制閥的管路與空氣預熱器空氣出口相連，該空氣預熱器空氣入口與鼓風機出口相連，該空氣預熱器煙氣進口與設有控制閥的窯尾余熱鍋爐煙氣出口相連，該窯尾余熱鍋爐入口煙氣來自水泥窯旋風預熱器出口。上述混風裝置B的出口與粉煤燃燒器一次風相連，為其提供氧濃度約為25 30%的富氧空氣。在圖5所示的一種水泥窯富氧助燃系統的流程示意簡圖中，回轉窯前部的窯頭上設有粉煤燃燒器，回轉窯后部的窯尾上設有分解爐、水泥窯旋風預熱器。變壓吸附富氧發生裝置的富氧出口通過管路與混風裝置B的富氧入口相連，該混風裝置的空氣入口通過設有控制閥的管路與空氣預熱器空氣出口相連，該空氣預熱器空氣入口與鼓風機出口相連，該空氣預熱器煙氣進口與設有控制閥的窯尾余熱鍋爐煙氣出口相連，該窯尾余熱鍋爐入口煙氣來自水泥窯旋風預熱器出口。上述混風裝置B的出口與冷卻篦冷機的窯頭二次風相連，為其提供氧濃度約為25 30%的富氧空氣。窯頭二次風來源于篦冷機冷卻風。在圖6所示的一種水泥窯富氧助燃系統的流程示意簡圖中，回轉窯前部的窯頭上設有粉煤燃燒器，回轉窯后部的窯尾上設有分解爐、水泥窯旋風預熱器。變壓吸附富氧發生裝置的富氧出口通過管路與混風裝置B的富氧入口相連，該混風裝置的空氣入口通過設有控制閥的管路與空氣預熱器空氣出口相連，該空氣預熱器空氣入口與鼓風機出口相連，該空氣預熱器煙氣進口與設有控制閥的窯尾余熱鍋爐煙氣出口相連，該窯尾余熱鍋爐入口煙氣來自水泥窯旋風預熱器。上述混風裝置B的出口與窯尾分解爐相連，為其提供氧濃度約為25 30%的富氧空氣。在圖7所示的一種水泥窯富氧助燃系統的流程示意簡圖中，回轉窯前部的窯頭上設有粉煤燃燒器，回轉窯后部的窯尾上設有分解爐、水泥窯旋風預熱器。變壓吸附富氧發生裝置的富氧出口通過管路與混風裝置B的富氧入口相連，該混風裝置的空氣入口通過設有控制閥的管路與空氣預熱器空氣出口相連，該空氣預熱器空氣入口與鼓風機出口相連，該空氣預熱器煙氣進口與設有控制閥的窯尾余熱鍋爐煙氣出口相連，該窯尾余熱鍋爐入口煙氣來自水泥窯旋風預熱器。上述混風裝置B的出口與富氧噴嘴相連，為其提供氧濃度約為25 30%的富氧空氣。
權利要求
1.一種水泥窯富氧助燃系統，其特征在于:富氧發生裝置的富氧出口通過管路與混風裝置的富氧入口相連，該混風裝置的空氣入口與空氣預熱器空氣出口相連，該空氣預熱器熱介質進口與廢氣源的出口相連，上述混風裝置的出口分別與水泥窯各需供氧機構相連。
2.根據權利要求1所述的一種水泥窯富氧助燃系統，其特征在于:富氧發生裝置可以是深冷富氧發生裝置、膜法富氧發生裝置或變壓吸附富氧發生裝置。
3.根據權利要求1所述的一種水泥窯富氧助燃系統，其特征在于:該廢氣源可以是旁路放風余熱鍋爐、窯頭余熱鍋爐、窯尾余熱鍋爐的出口煙氣或煤粉風廢氣資源。
4.根據權利要求1所述的一種水泥窯富氧助燃系統，其特征在于:混風裝置為η個，I < η < 4。
5.根據權利要求1所述的一種水泥窯富氧助燃系統，其特征在于:所述的每個混風裝置出口可與一個所需氧機構對應，也可與幾個所需氧機構對應。
全文摘要
一種水泥窯富氧助燃系統，其主要是富氧發生裝置的富氧出口通過管路與混風裝置的富氧入口相連，該混風裝置的空氣入口與空氣預熱器空氣出口相連，該空氣預熱器熱介質進口與廢氣源的出口相連，上述混風裝置的出口分別與水泥窯各需氧機構相連。本發明充分利用了水泥窯煙氣的余熱，實現了水泥窯能源的梯級利用、高溫熱源發電及低溫熱源助燃，在余熱能源充分利用的同時提高了燃燒效率、降低煤粉消耗量、提高火焰溫度及提高熟料產品質量。
文檔編號F23L7/00GK103175211SQ20131006561
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月1日 優先權日2013年3月1日
發明者金萬金, 唐金泉, 劉峰, 孫明朗 申請人:大連易世達新能源發展股份有限公司