本发明专利技术涉及一种用于回转窑的局部增氧助燃装置及方法，所述装置放置在回转窑旁，它包括氧源、富氧预热器、富氧喷嘴、富氧压力变送器、富氧浓度变送器和电控装置，富氧喷嘴的喷口为圆弧形扁口，通过套管插装于回转窑的窑头罩罩壁内，并按特定的位置布置，从而实现了弧形局部增氧助燃的方法。本发明专利技术使局部增氧助燃技术的优势得以充分发挥，兼顾节能与高效，获得了显著的综合节能减排效益。本发明专利技术可广泛适用于大多数燃料和各种回转窑。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃烧设备，尤其涉及一种用于回转窑的局部増氧助燃装置及集成技术。
技术介绍
目前一般回转窑采用的均是普通空气助燃或整体增氧助燃，前者由于空气中仅含不到21%的氧气，其余为惰性气体，不但不参与助燃，反而吸收大量的热量，从而降低了回转窑的性能和效率等，而后者一般投资非常大、副作用又多，如炉龄明显下降、NOx明显提高等。如中国技术专利201120253557.8 (CN202177298U)的方案“在格栅冷却器下部设有鼓风机和预混器，用于将二次风正常空气和二次风富氧空气混合并送入到回转窑之中”如按照该方案，由于水泥回转窑二次风正常空气温度在850-1100°C之间，而二次风富氧空气温度比较低，混合后不仅不一定达到节能之效果，而且投资和副作用均非常大，因而实用性不好。局部增氧助燃技术是本专利技术人最早提出的(见中国专利技术专利ZL97104465.1(CN1084865C))，目前已经成功应用30种窑炉，均取得了明显的节能减排效益。但对于回转窑应用局部增氧助燃技术，在下述专利申请或专利中有所提及，包括中国专利技术专利申请200910010412.2 (CN101487593A)、中国技术专利 200920010534.7 (CN201344555Y)及201120436379.2 (CN202390203U),然而这些专利分别存在如下不足:如CN101487593A及CN201344555Y中提及“在用于水泥回转窑时，专有富氧喷嘴可以用水泥回转窑四通道燃烧器中心点火枪用的中心管替代。”由于水泥回转窑影响因素非常多，所以经常停窑，故用中心管既不方便，又不能调节角度，使用效果就大打折扣；CN202390203U在实用效果方面的问题更为突出:本专利技术人对于富氧膜分离及应用的实践和研究，可证明上述专利在制氧方面能耗比较高，特别是第二级膜分离器，能耗更高，而能耗费用比设备费还要贵；如按照前述专利中提出的3000Nm3/hr为例，一级膜分离器每年的运行能耗费用至少是设备费的1/2以上，而采用VPSA，其设备费比膜法低10%以上，而能耗费用仅为膜法的65%左右；另外，该专利“将富氧气体送入多通道燃烧器”，和CN201344555Y或CN101487593A所述技术方案一样，均作为一次风，没有富氧喷嘴，达不到最佳节能减排效果，不能充分发挥局部增氧助燃技术的优势。另上述技术均采用膜法氧源，而且采用水环式真空泵和气水分离脱湿稳压装置，其结果是使富氧空气均带水汽，从而影响富氧质量和节能减排效果。
技术实现思路
鉴于现有技术所存在的上述问题，本专利技术旨在提供一种用于回转窑的局部增氧助燃装置以充分发挥局部增氧助燃技术的优势，达到更佳的节能减排的效果。本专利技术的技术解决方案是这样实现的:一种用于回转窑的局部增氧助燃装置，包括氧源、富氧预热器、富氧喷嘴、富氧压力变送器、富氧浓度变送器和电控装置，所述氧源、富氧预热器和富氧喷嘴通过管路依次连接，所述富氧喷嘴与回转窑相连接并布置于回转窑燃烧器的下部，电控装置通过电缆和控制线与氧源、富氧压力变送器、富氧浓度变送器分别连接；其特征在于:所述富氧喷嘴的喷口为上下缘为圆弧形的扁口，扁口的宽度与高度的比值为0.2 10 ;所述富氧喷嘴等间距均匀插置于窑头罩的罩壁内下半部，所述富氧喷嘴的喷口中心均位于回转窑筒体前端内截面的同一个同心圆上，所述同心圆的半径与回转窑的筒体的内径之比为0.3 0.9 ;并且所述喷口中心连线的圆弧的中垂面沿回转窑的旋转方向偏离回转窑的窑头罩的中垂面一个角度a，a=l 30°，并取决于回转窑的旋转速度；所述富氧喷嘴与窑头罩罩壁间设有用以固定富氧喷嘴和调整其角度的套管，套管外端部露出罩壁外70 300mm。进一步的，工作状态下，所述富氧喷嘴其喷口的上下缘的圆弧均分别位于回转窑的筒体前端内截面的同心圆上。或者，进一步的，所述套管其管壁对称开设4-8组孔，进而安装用以微调和固定套管内插装的富氧喷嘴的螺栓螺帽。本专利技术提供了一种用于回转窑节能减排的局部増氧“弧型”助燃方法:由于回转窑筒体是向窑头罩方向倾斜和旋转的，所以筒体里的物料是向窑头罩方向翻转的，而且主要堆积在回转窑筒体的下半部分，但并不是均匀分布的而是偏离旋转方向。所以根据实际窑况开发了适用于回转窑的新型富氧喷嘴，该喷嘴的喷口是圆弧形扁口，并进而与回转窑匹配，即当其在工作状态下，其扁口的上下缘的圆弧均分别位于回转窑的筒体内截面的同心圆上；喷嘴数量根据回转窑大小确定。这样使物料受热面能获得更多的有效热量，同时回转窑上部的温度得到有效降低，并使燃料在较少的助燃风下，及时充分完全地燃烧；从而实现既能扩大劣质燃料的应用范围，又能充分发挥优质燃料的性能；以保证达到最佳的节能减排和延长窑龄之目的。为使局部增氧助燃装置发挥最佳的节能减排效果，本专利技术提供了富氧喷嘴的放置和维护技术方案:在回转窑的窑头罩的罩壁上先按照设计要求开一组孔，这组孔在罩壁内壁上的端面的中心均位于回转窑的筒体前端内截面的同一个同心圆上，这组孔在罩壁内下半部是等间距布置:当开孔数为单数时，其中间孔的中心位置沿回转窑的旋转方向偏离回转窑的窑头罩中心垂直面一个角度；类似的，如果开孔数是双数，则中间的2个孔中心连线的中点偏离回转窑中垂面一个角度；该角度即用以保证在进行局部增氧助燃的工作状态下，套于套管内插置于所述罩壁孔内的富氧喷嘴的喷口中心连线的圆弧的中垂面沿回转窑的旋转方向偏离回转窑的窑头罩的中垂面一个角度a，a =1 30°，取决于回转窑筒体的旋转速度，即由于筒体旋转，筒体里翻转的物料偏离将沿回转窑旋转方向偏离，为使物料尽可能的吸收富氧助燃释放出来的有效热量，所以富氧喷嘴(其通过套管插装于所述孔内)也应偏离。开好孔后把事先准备好的套管(通常采用钢管)放置在里面，然后用耐火材料等密封好，再把富氧喷嘴放置在套管里面，调整好位置和角度，用石棉绳等塞紧固定好即可。所述的套管安装时在回转窑的窑头罩的罩壁外留出70-300mm的管段，一方面出于其内放置富氧喷嘴保温效果的考虑，另一方面有得保温喷嘴的维护和调节；同时，所述套管四周对称开设4到8组孔，可以在开孔的外部焊接螺帽，该螺帽内径应比开设的孔小些，确保能拧上对应的螺栓，该螺栓用于调节富氧喷嘴与回转窑燃烧器轴线之间的角度和固定富氧喷嘴，富氧喷嘴与回转窑燃烧器轴线之间的角度与回转窑的长度及产品的生产工艺有关，一般在10-100。之间调节。或者，进一步的，所述局部增氧助燃装置还包括用于防止带电设备过流或缺相的报警控制装置，其与电控装置通过电缆和控制线相连接，用以确保所述局部增氧助燃装置本身和回转窑的安全稳定运行。进一步的，所述局部增氧助燃装置还包括分别安装于现场和中央控制室的急停装置，其与电控装置通过电缆和控制线相连接，用以预防局部增氧助燃装置出故障无法及时恢复时使用，确保局部增氧助燃装置及回转窑安全稳定运行。对于小型回转窑，所述氧源通过膜法获得，氧源的装置包括空气过滤器、通风机、膜富氧发生器和干式真空泵。该膜法不用水环式真空泵，因而富氧不仅不需要除湿，而且富氧品质更好。对于中大型回转窑，采用真空变压吸附法(VPSA法)获得氧源，所述氧源装置包括空气过滤器、鼓风机、冷却器、真空泵、吸附塔、切换阀和富氧调控缓冲罐。一般氧源提供的富氧量为回转本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于回转窑的局部增氧助燃装置，包括氧源（3）、富氧预热器（4）、富氧喷嘴（5）、富氧压力变送器（9）、富氧浓度变送器（10）和电控装置（2），所述氧源（3）、富氧预热器（4）和1组以上的富氧喷嘴（5）通过管路依次连接，所述富氧喷嘴（5）与回转窑相连接并布置于回转窑燃烧器（6）的下部，电控装置（2）通过电缆和控制线与氧源（3）、富氧压力变送器（9）、富氧浓度变送器（10）分别连接；其特征在于：所述富氧喷嘴（5）喷口是上下缘为圆弧形的扁口，扁口的宽度a与高度b的比值为0.2～10；所述富氧喷嘴（5）等间距均匀插置于窑头罩的罩壁内下半部，所述富氧喷嘴（5）的喷口中心均位于回转窑筒体前端内截面的同一个同心圆上，所述同心圆的半径与回转窑的筒体的内径之比为0.3～0.9；并且所述喷口中心连线的圆弧的中垂面沿回转窑的旋转方向偏离回转窑的窑头罩的中垂面一个角度α，α=1～30°；所述富氧喷嘴（5）与窑头罩罩壁间设有用以固定富氧喷嘴和调整其角度的套管，套管外端部露出罩壁外70～300mm。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈光林，
申请(专利权)人：沈光林，
类型：发明
国别省市：
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