一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺制造技术

本发明专利技术涉及石灰窑技术领域，具体涉及一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺。包括套筒窑和供氧管路，套筒窑上设置有混合燃烧气体的八卦分配器及PLC控制系统，所述控制工艺包括以下控制步骤：(1)减压兑氧：在供氧管路上设置调压站，降低输入八卦分配器的氧气压力；(2)火焰自动化调整：调整冷风风压保证火焰长度适中，高效燃烧；(3)精准富氧：采用对助燃风、驱动风精准富氧，对冷却风不富氧的分类方式；(4)炉温管控：控制套筒窑炉温不超1300℃。本申请通过利用氧气调风助燃，控制冷风压力及占比，保持火焰长度，生烧率可大幅下降至15％左右，大幅降低了能源成本。

An effective control technology of lime sleeve kiln to improve combustion efficiency

【技术实现步骤摘要】
一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺
本专利技术涉及石灰窑
，具体涉及一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺。
技术介绍
现有石灰窑按窑形分为套筒窑、回转窑，其中套筒窑使用转炉煤气与天然气混烧的方式生产，产能为20万t/a,作业方式为连续生产，其成品石灰在转炉冶炼过程中作为辅料加入，目的是将铁水中的硫、磷等形成炉渣而去除，其成品质量对冶炼出纯净的高品质钢水意义重大。石灰窑使用转炉煤气与天然气混烧为燃料，转炉煤气热值1200±100kcal/m3，天然气热值8500kcal/m3，因转炉煤气热值偏低，需混入占比约10％的高热值天然气，生产过程中，窑体烧嘴常出现灭火现象，所产石灰石生烧率20-25％(要求≤15％)，活性度300-400ml(一般大于320ml)，生烧率高造成转炉化渣、脱除硫磷的速度慢，进一步造成灰耗高、渣量大，铁耗高等，据估算该方面降本空间5-10元/t。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术提供一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺，通过利用氧气调风助燃，控制冷风压力及占比，保持火焰长度，以提升炉窑热效率及燃烧强度，生烧率可大幅下降至15％左右，大幅降低了能源成本。本专利技术的技术方案如下：一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺，包括套筒窑和供氧管路，套筒窑上设置有混合燃烧气体的八卦分配器，其特征在于：还包括PLC控制系统，所述控制工艺包括以下控制步骤：(1)减压兑氧：在供氧管路上设置调压站，采用减压方式，供氧管路直径设置先细后粗，根据压力、流量、安全需求进行调节，降低输入八卦分配器的氧气压力，在八卦分配器兑入冷风中；(2)火焰自动化调整：通过自动化调整冷风阀门，调整冷风风压保证火焰长度适中，高效燃烧；(3)精准富氧：采用对助燃风、驱动风精准富氧，对冷却风不富氧的分类方式；(4)炉温管控：控制套筒窑炉温不超1300℃，满足生产需求，并有效的防止热力型氮氧化物生成。作为优选，所述步骤(1)减压兑氧步骤调压站供应0.8MPa的氧气，利用供氧管路输送至套筒窑，在套筒窑总管入口处设氧气切断阀及流量、压力检测装置，检测信号送入PLC控制系统。作为优选，氧气输入八卦分配器前，氧气减压至0.03MPa-0.1MPa，氧气切断阀采用压力调节与流量调节双向控制，确保混合充分。作为优选，所述氧气切断阀前后设吹扫放散管，切断阀及检测装置设操作检修平台。作为优选，所述步骤(2)火焰自动化调整步骤兑入氧气后，火焰长度变短，高温区域收缩，通过对风机、冷风阀门调整，风阀调小15％，提高风压1-2kpa的方式，避免局部高温，从而控制了N0x升高，以提风压降流量的方式保证火焰长度适中，高效燃烧。冷风阀门调整，根据设定空燃比自动调整；空燃比调整依据窑内温度调整。通过调整冷风阀门，从而调整风压保证火焰长度适中，高效燃烧。作为优选，所述步骤(3)精准富氧步骤将冷风管道单独设置，仅对助燃风、驱动风富氧，并安装平衡式流量计，接入现有PLC控制系统。作为优选，所述供氧管路设置有压力调阀，压力调阀设置风压低连锁切断，氧气低报警并配备逆止阀；流量调阀设置流量高低限报警，混合气氧含量高限报警，高高限连锁切断；紧急切断阀设置风机停切断，氧压低切断。一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺的八卦型分配器，其特征在于：包括支路混匀管路和冷风管道接口；所述支路混匀管路为正六边形管路，支路混匀管路的一条边向外连接供氧管路的输出端，支路混匀管路的六条边向正六边形中心设置有混匀支管；所述冷风管道接口设置在支路混匀管路下部正对混匀支管的出口。支路混匀管路采用法兰对接形成，混匀支管插入所要分配支路混匀管路，成本低且混合均匀。作为优选，与八卦型分配器相邻的供氧管路上设置有压力调阀和流量调阀，所述供氧管路上还设置有逆止阀。本申请所述“高热值天然气”是指8500kcal/m3的天然气；“石灰石生烧率”是指通过石灰窑煅烧之后，仍然烧不透，烧不透的比例20-25％，大大影响后续炼钢工艺。天然气在炉内燃料化学方程式为：CH4+2O2＝CO2+2H2O(完全燃烧生成CO2和水)2CH4+3O2＝2CO+4H2O(不完全燃烧时生成CO和水)本专利技术的有益效果本申请设计新颖、简单、易操作。利用氧气助燃技术，通过控制冷风占比，保持火焰长度，提升炉窑燃烧热利用效率及强度，达到节能降本的目的。(1)产品质量改善：石灰窑使用转炉煤气与天然气混烧为燃料，转炉煤气热值1200±100kcal/m3，天然气热值8500kcal/m3，因转炉煤气热值偏低，需混入占比约10％的高热值天然气，生产过程中，窑体烧嘴常出现灭火现象，所产石灰石生烧率20-25％(要求≤15％)，活性度300-400ml(一般大于320ml)，生烧率高造成转炉化渣、脱除硫磷的速度慢，进一步造成灰耗高、渣量大，铁耗高等，据估算该方面降本空间5-10元/t。本申请利用低热值的转炉煤气替换高热值的天然气，因为两者价格相差近20倍，经济效益十分可观而采用本申请工艺后，生烧率可大幅下降至15％左右，减少天然气兑入量80％，降低15％助燃风，增产4％的目的。(2)节能降本：天然气为国家战略资源，工业用气成本3-4元/m3，成本颇高，其燃烧后产生大量的水，一定的热量以水蒸气形式随烟气带走，采用本申请工艺可将天然气消耗量减少70％以上，大幅降低了能源成本。(3)环保减排：烟气排放量减少后，对人体危害最大的PM2.5相应减少，经核算在富氧率5-7％的情况下，CO2等污染物排放减少达37.6万t/n。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术套筒窑的示意性流程图。图2是本专利技术一个实施例的装置的示意性框图。其中，1-支路混匀管路，2-冷风管道接口，3-供氧管路，4-混匀支管。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺，包括套筒窑和供氧管路，套筒窑上设置有混合燃烧气体的八卦分配器，其特征在于：还包括PLC控制系统，所述控制工艺包括以下控制步骤：(1)减压兑氧：在供氧管路上设置调压站，采用减压方式，供氧管路直径设置先细后粗，根据压力、流量、安全需求进行调节，降低输入八卦分配器的氧气压力，在八卦分配器兑入冷风中；调压站供应0.8MPa的氧气，利用供氧管路输送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺，包括套筒窑和供氧管路，套筒窑上设置有混合燃烧气体的八卦分配器，其特征在于：还包括PLC控制系统，所述控制工艺包括以下控制步骤：/n(1)减压兑氧：在供氧管路上设置调压站，采用减压方式，供氧管路直径设置先细后粗，根据压力、流量、安全需求进行调节，降低输入八卦分配器的氧气压力，在八卦分配器兑入冷风中；/n(2)火焰自动化调整：通过自动化调整冷风阀门，调整冷风风压保证火焰长度适中，高效燃烧；/n(3)精准富氧：采用对助燃风、驱动风精准富氧，对冷却风不富氧的分类方式；/n(4)炉温管控：控制套筒窑炉温不超1300℃，满足生产需求，并有效的防止热力型氮氧化物生成。/n

【技术特征摘要】
1.一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺，包括套筒窑和供氧管路，套筒窑上设置有混合燃烧气体的八卦分配器，其特征在于：还包括PLC控制系统，所述控制工艺包括以下控制步骤：
(1)减压兑氧：在供氧管路上设置调压站，采用减压方式，供氧管路直径设置先细后粗，根据压力、流量、安全需求进行调节，降低输入八卦分配器的氧气压力，在八卦分配器兑入冷风中；
(2)火焰自动化调整：通过自动化调整冷风阀门，调整冷风风压保证火焰长度适中，高效燃烧；
(3)精准富氧：采用对助燃风、驱动风精准富氧，对冷却风不富氧的分类方式；
(4)炉温管控：控制套筒窑炉温不超1300℃，满足生产需求，并有效的防止热力型氮氧化物生成。


2.根据权利要求1所述的一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺，其特征在于：所述步骤(1)减压兑氧步骤调压站供应0.8MPa的氧气，利用供氧管路输送至套筒窑，在套筒窑总管入口处设氧气切断阀及流量、压力检测装置，检测信号送入PLC控制系统。


3.根据权利要求2所述的一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺，其特征在于：氧气输入八卦分配器前，氧气减压至0.03MPa-0.1MPa，氧气切断阀采用压力调节与流量调节双向控制，确保混合充分。


4.根据权利要求2所述的一种有效提高炉窑燃烧效率的石灰套筒窑控制工艺，其特征在于：所述氧气切断阀前后设吹扫放散管，切断阀及检测装置设操作检修平台。


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【专利技术属性】
技术研发人员：高古忠，张玉杰，
申请(专利权)人：日照钢铁控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37