專利名稱：微浮煅燒濾塵水泥立窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種生產(chǎn)水泥的立窯，尤其是一種微浮煅燒濾塵水泥立窯。
本實用新型的目的是以如下方式實現(xiàn)的該微浮煅燒濾塵水泥立窯，涉及窯體、煙筒、送料皮帶機和卸料器，煙筒在窯體的頂部側(cè)邊，送料皮帶機在窯體頂面上，卸料器設(shè)置在窯體內(nèi)腔的下端，窯體內(nèi)腔中卸料器的上方為直筒形冷卻帶，它的特點是窯體內(nèi)腔中冷卻帶的上部為向上逐步縮徑的梯形狀燒成帶，燒成帶的上方是高度較短的逐步擴徑的梯形狀，再向上又是高度更短的逐步縮徑的梯形狀，最上端梯形狀的上口為烘干料層上口，烘干料層上口的上方有支撐在窯體內(nèi)腔喇叭口處的空心圓錐形預熱蓖床，預熱蓖床與窯體內(nèi)壁接觸的下端部分四周有落料口，窯體的頂面上設(shè)置有空心圓錐形儲料器，儲料器的上口與送料皮帶機的落料端上下位置對應，儲料器的下口與預熱蓖床的尖頂部分之間留有用于落料的距離。
在燒成帶的下端窯體壁上設(shè)置有下熱電偶，根據(jù)它的測溫參數(shù)調(diào)整卸料速度；在窯體內(nèi)壁擴徑的梯形狀的中部設(shè)置有上熱電偶，根據(jù)它的測溫參數(shù)調(diào)整通風量。
在卸料器的出料口上設(shè)有卸料熱電偶，通過它檢測冷卻帶的冷卻能力，溫度高時，就把燒成帶參數(shù)調(diào)低，加大冷卻帶高度，延長冷卻時間；反之，反向調(diào)節(jié)。在煙筒上設(shè)有排氣熱電偶，通過它檢測排氣溫度，如果溫度高并有微量粉塵排放時，可以降低風量或提高儲料器位置加大濕料層厚度；溫度低時，反向調(diào)節(jié)。
儲料器為一個上下位置可移動的裝置，抬高它可以加大預熱蓖床上濕料層的厚度，下落時可以減小濕料層的厚度。
該微浮煅燒濾塵窯，改變了風料的動態(tài)和高液相反應的條件。改變了立窯的煅燒效果和杜絕了失控煅燒的缺陷。生產(chǎn)能力可以提高50％以上；按原配料方案，28天抗壓強度提高5MPa以上；熟料Kg熱耗可降低900大卡以下；可杜絕窯外排塵危害；具有采用微機全自動控制的運行條件。
從上熱電偶8以上到儲料器3中的I部分是具有濾塵作用和為高溫煅燒提供干料球的預熱烘干區(qū)；下熱電偶11與上熱電偶8之間是具有降低燒成帶10煅燒密度和高溫余熱吸收的高溫燒成區(qū)II；下熱電偶11到卸料器13之間的直筒型內(nèi)腔為冷卻區(qū)III。
三個區(qū)段，以高溫燒成區(qū)II為中心，以具有均勻通風條件的冷卻區(qū)III為基礎(chǔ)，通過上下熱電偶8、11的熱控作用，使預熱烘干和均勻通風冷卻為燒成區(qū)提供擴大煅燒容量和創(chuàng)造高效煅燒的條件。以下分別分析1、高溫煅燒的中心作用高溫煅燒區(qū)以小口徑9為分界，分上下兩部分。熱電偶8以下至小口徑9為高溫余熱吸收的預燒區(qū)。它可使烘干后的干料球，通過高液相反應的放熱火焰預燒后，以高溫的待燃狀態(tài)進入具有擴散流態(tài)的燒成帶10，在具有充分助燃條件的擴散流態(tài)中，產(chǎn)生爆發(fā)性的燃燒。其作用狀態(tài)是烘干后的干料球沉積在熱電偶8以下的喇叭口內(nèi)，通過小口徑9的限流作用和該流速氣流的浮托，在吸收燒成帶10高溫余熱后，以高溫待燃狀態(tài)隨卸料下移進入燒成帶10。燒成帶10外壁的多級梯形使待燃的高溫料球在充分助燃的擴散流態(tài)中，受高溫底風的浮托和過剩邊風在梯形窯壁折射的向心吹拂，氣流與料球充分接觸，產(chǎn)生大容量的爆燃熱釋放，形成高熱力強度的熱急變，并在熱急變的的液相形成中，產(chǎn)生固液相基本同步進行的反應條件。
冷卻帶12易破急冷的作用，縮短了冷卻時間，從而延長了燒成帶10的流程，為固液相反應提供了充分反應的時間；逐漸擴大截面積的擴散流態(tài)，使有限流量燒成的液相料球，在逐漸降低密度的單體爆燃熱急變中，受助燃氣流的浮托，形成低于下移流速的微浮煅燒。低密度微浮的液相料球，受氣流的分隔，在降低密度的微浮中，避免了相互融匯成塊體的情況，形成了大表面積的通風助燃條件。
高溫燒成區(qū)II的中心作用，通過兩種結(jié)構(gòu)的特殊煅燒，使烘干料球通過兩個熱變過程的熱急變，不僅提高了自身的熱效率，而且為預熱烘干和高效冷卻創(chuàng)造了高效熱變的基礎(chǔ)。首先是燒成帶10的微浮煅燒，可使低密度微浮的單體液相料球，為冷卻帶12提供改變料塊結(jié)構(gòu)、形成均勻通風基礎(chǔ)的高效冷卻條件；同時，微浮煅燒的爆燃熱作用，形成了高熱力強度的高溫爆熱，通過小口徑9以上沉積干料層的預燒，既為燒成帶10提供了高溫爆燃條件，又通過預燒熱吸收降溫，為預熱烘干提供了適當高效預熱烘干的溫度。
2、均勻通風基礎(chǔ)的冷卻帶創(chuàng)造穩(wěn)定有序煅燒條件的冷卻帶12，通過具有單體微浮燒成的液相料球，在燃料燃盡的液相凈熱衰減狀態(tài)，在熱電偶11設(shè)定溫度參數(shù)指導下調(diào)節(jié)卸料速度，使其在更大截面積的擴散流態(tài)中進入冷卻帶12。冷卻中的液相粘度提高，使單體液相料球在卸料動態(tài)的接觸中，粘連成保持均勻通風條件的粘連體。這種粘連體因保持了均勻通風冷卻的高效降溫速度和粘連結(jié)合強度低的易破作用而改變了立窯煅燒的性能一是改變料塊結(jié)構(gòu)后的均勻通風條件，可使燒成的熟料因迅速得到冷卻而穩(wěn)定煅燒質(zhì)量；二是在迅速冷卻中提高氣流溫度的作用，為燒成帶10提供了急劇煅燒的高效助燃條件；三是改變料球結(jié)構(gòu)后的易破碎特性，可在保持平衡卸料的條件下，形成預熱、烘干和高溫燒成的有順序煅燒；四是急劇冷卻的高效作用，因縮短冷卻時間，降低了冷卻帶12的高度，為提高燒成帶10的高度從而擴大煅燒容積創(chuàng)造了條件。
3、具有高效烘干預熱的濾塵作用通過烘干預熱形成的濾塵作用，是有順序煅燒的有形體現(xiàn)，也是改變操作方式、杜絕窯外排塵和避免大量熱流失的具體過程。處在小口徑9和烘干料層上口7之間的缽型結(jié)構(gòu)內(nèi)，熱電偶8以上是烘干料層。
高效烘干的基礎(chǔ)在于適當?shù)暮娓蓽囟?。因為溫度過高時，容易皮干，不利于自由水的蒸發(fā)，甚至引發(fā)料球爆裂，影響高效煅燒；溫度過低，則延長烘干時間，不適應高效煅燒的要求。適合于烘干要求的溫度，是通過預燒中的通風量調(diào)節(jié)產(chǎn)生的。其運行的作用過程是在燒成帶10中，定值通風的助燃作用，隨著助燃容積擴大的助燃消失，余熱火焰在小口徑9的折射下，以向心聚合的流態(tài)，在預燒料層中進行無助燃作用的預燒。預燒的余熱火焰受燒成帶10邊壁逐漸縮徑的影響，在不斷提高流速中，進入大斷面積的預燒料層，對預燒料層形成氣化作用，使預燒料層在松散均勻熱傳導的熱吸收中進行預燒。隨著預燒量的增加，預燒溫度逐漸降低，形成適當烘干要求的溫度，進行適當條件下的烘干。燒成帶10中的爆燃熱，因配熱的波動，預燒后的烘干溫度也難以穩(wěn)定，但是熱控作用的風涼調(diào)節(jié)穩(wěn)定了烘干溫度。以此作用形成的烘干溫度，不僅適應高效烘干的要求，而且創(chuàng)造了高效預熱的濾塵作用。
適當溫度烘干后的熱氣流，通過烘干料層上口7的縮徑作用，使蒸發(fā)的自由水蒸氣加快了流速，以向心聚合的流態(tài)，把預熱篦床5下周邊的預熱料層6在預熱蓖床5下的空間里，形成懸浮狀態(tài)的升溫。預熱蓖床5上的濕料層4通過儲料器3的厚度調(diào)節(jié)，形成適當?shù)母采w阻力，使高溫水蒸氣隨氣流壓力的提高，在預熱蓖床5下的空間里形成靜壓，在克服下邊部預熱濕料層6和預熱蓖床5上覆蓋濕料層阻力后，進入濕料層內(nèi)，在高溫蒸氣冷凝中形成了水膜預熱的濾塵作用。
從以上過程不難看出，用適當?shù)暮娓蓽囟扔袃蓚€作用一是適當?shù)臏囟瓤梢约涌旌娓伤俣?；二是適當?shù)暮娓蓽囟瓤稍陬A熱中產(chǎn)生具有濾塵作用的效果。其作用形成的具體過程是適當?shù)暮娓蓽囟纫愿咝醾鲗У淖饔?，使球體內(nèi)的自由水迅速蒸發(fā)，并以高溫的熱態(tài)加快流速，使預熱蓖床5下的預熱料層6在氣流的浮力下，形成微浮狀態(tài)的繼續(xù)升溫，并使分離的自由水以蒸氣狀態(tài)對預熱蓖床5上的濕料層4進行熱交換。常溫狀態(tài)下的濕料層4和高溫蒸氣之間具有較大的溫差，從而濕料層4對高溫水蒸氣形成冷凝作用，在低溫料球表面形成均勻的冷凝水膜。這種冷凝水膜，不僅發(fā)揮了水分子高效熱傳導作用，加快了預熱速度，而且夾雜在高溫蒸氣中的粉塵融于冷凝水膜中，粘附在料球表面，形成了水膜預熱的濾塵作用。
濕料層4穩(wěn)定動態(tài)的均勻通風條件，是加快預熱速度和形成水膜預熱濾塵作用的關(guān)鍵。預熱蓖床5對濕料層4的浮托具備了這一條件。其作用狀態(tài)是預熱蓖床5上濕料層的動態(tài)，是沿斜坡向下流動，流動的條件是料球的水膜在預熱升溫的二次蒸發(fā)中，隨預熱料球脫離濕粘狀態(tài)沿預熱蓖床5下移。高溫濕態(tài)的料球，由于水膜的再蒸發(fā)，球體內(nèi)的自由水也在氣態(tài)下和料球分離，這種分離不僅降低了球體的含水量，而且形成了易于分散、低含水量的半干料球。這種半干料球在氣流浮動的自行分散中，受預熱蓖床5的坡度下移的影響，便在卸料下移的整體動態(tài)中形成了均勻覆蓋阻力的預熱濾塵效果。
4、具有熱控作用的運行狀態(tài)具有熱控作用的新型窯，是在熱控作用下形成了正常運行的作用效果。熱控作用，既是正常運行的操作手段，也是充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)作用，產(chǎn)生預期效果的基礎(chǔ)。該立窯有兩層指導操作的上下熱電偶8、11和兩個指導最佳運行狀態(tài)的卸料熱電偶14、排氣熱電偶1。下熱電偶11是為穩(wěn)定燒成帶10底限、控制煅燒質(zhì)量和改變料塊結(jié)構(gòu)而設(shè)定的，上熱電偶8是為控制烘干溫度、確保高效烘干和形成高效水膜預熱濾塵而設(shè)定。卸料熱電偶14、排氣熱電偶1分別檢測卸料和廢氣排放的溫度，是為統(tǒng)籌調(diào)節(jié)運行狀態(tài)而設(shè)的。在運行中的具體情況如下下熱電偶11安裝在高溫燒成帶10和急劇降溫的冷卻帶12之間。具有微浮燒成的熟料，通過運行中理化檢驗，確定最佳燒成效果的溫度參數(shù)，調(diào)節(jié)卸料裝置13的轉(zhuǎn)速，及時把燃料燃盡和處于液相狀態(tài)的凈熱衰減料球下移到冷卻帶12冷卻。這種調(diào)節(jié)功能，一是可利用液相易散的燒成料球，在更大擴散的液相粘度提高中，粘連成保持均勻通風條件和易破碎的粘連體，確保平衡卸料和均勻冷卻的穩(wěn)定有序煅燒基礎(chǔ)；二是用定值的溫度，確保燒成熟料的最佳優(yōu)質(zhì)狀態(tài)；三是確保定值溫度的燒成、冷卻界限，使冷卻升溫后的助燃底風在此界限以上產(chǎn)生助燃作用，使燒成帶10穩(wěn)定在此界限以上，確保燒成帶10的擴大高度，形成擴大生產(chǎn)能力的條件。
卸料器13的料封管中熱電偶14，隨時在控制屏上顯示卸料溫度，這一溫度的顯示是檢驗冷卻帶12冷卻能力的溫度數(shù)據(jù)。冷卻能力低，其溫度參數(shù)高，可把燒成溫度參數(shù)調(diào)低，使冷卻帶12延伸高度，延長冷卻時間；如果顯示溫度低，則說明冷卻能力大，在此狀態(tài)下，可把燒成溫度略微調(diào)高，用提高冷卻溫度的方法，降低冷卻帶高度，擴大燒成的煅燒能力，提高生產(chǎn)量。一般情況下，料封管中的卸料溫度略高于常溫，使燒成帶10在最大極限作用下擴大生產(chǎn)量，其運行效益比低溫熟料的低溫熱排放效益高得多，在運行中視情況而定。綜上所述這一溫度參數(shù)，雖不直接調(diào)控運行狀態(tài)，但是通過這一溫度參數(shù)的顯示，可統(tǒng)籌考慮和調(diào)節(jié)最佳效益的運行狀態(tài)。
上熱電偶8是安裝在預燒和烘干料層之間的熱控裝置，它的作用是通過調(diào)節(jié)通風量，選擇最佳烘干溫度。其作用是通過上熱電偶8顯示的溫度參數(shù)，根據(jù)水膜預熱的濾塵要求，控制烘干溫度。當預熱蓖床5上的預熱料層因濕度過大，下移動態(tài)不均勻，排放氣流差別過大，可通過調(diào)節(jié)通風量，提高烘干溫度，降低預熱料層4的濕度，使動態(tài)的濕料層4產(chǎn)生均勻的動態(tài)。如果濕料層4的排放溫度通過煙筒上的熱電偶1顯示過高，并有微量粉塵排放，既可通過限制風量，降低烘干溫度，形成適當?shù)念A熱濾塵的排放溫度。如果運行正常，只是排放溫度不適應要求，也可以根據(jù)熱電偶1的溫度顯示，通過儲料器3的上下移位，調(diào)節(jié)濕料層4的厚度，形成最佳的排放溫度。因為儲料器3是一個上下位置可移動的裝置。
在正常運行中，送料皮帶機2的連續(xù)供料，使儲料器3中保持了一定的料位。儲料器3的上移，因擴大了儲料器3和預熱蓖床5的距離，便可加厚濕料層4；反則儲料器3下移，可降低濕料層4的厚度。這種可上下移位的性能，同樣可產(chǎn)生適當排放溫度的高效預熱效果。
上熱電偶8的熱控更重要的作用還在于控制預燒的適當溫度，從高效煅燒的要求考慮，溫度越高，進入燒成帶10中爆燃熱釋放量越大，煅燒效率越高。但是，預燒溫度的極限必須控制在預燒不產(chǎn)生液相的狀態(tài)，否則，將因燒結(jié)成塊而影響正常運行。一般情況下，適當配煤的生料，預燒溫度是穩(wěn)定的。但是，配煤過高，或熱值波動過大，雖可通過熱控作用調(diào)節(jié)風量而維持正常的煅燒，但是調(diào)節(jié)煅燒生料的配熱，將具有更有效的熱控作用。
權(quán)利要求1.一種微浮煅燒濾塵水泥立窯，涉及窯體、煙筒、送料皮帶機和卸料器，煙筒在窯體的頂部側(cè)邊，送料皮帶機在窯體頂面上，卸料器設(shè)置在窯體內(nèi)腔的下端，窯體內(nèi)腔中卸料器的上方為直筒形冷卻帶，其特征在于窯體(15)內(nèi)腔中冷卻帶的上部為向上逐步縮徑的梯形狀燒成帶(10)，燒成帶(10)的上方是高度較短的逐步擴徑的梯形狀，再向上又是高度更短的逐步縮徑的梯形狀，最上端梯形狀的上口為烘干料層上口(7)，烘干料層上口(7)的上方有支撐在窯體(15)內(nèi)腔喇叭口處的空心圓錐形預熱蓖床(5)，預熱蓖床(5)與窯體(15)內(nèi)壁接觸的下端部分四周有落料口，窯體(15)的頂面上設(shè)置有空心圓錐形儲料器(3)，儲料器(3)的上口與送料皮帶機(2)的落料端上下位置對應，儲料器(3)的下口與預熱蓖床(5)的尖頂部分之間留有用于落料的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微浮煅燒濾塵水泥立窯，其特征在于在燒成帶(10)的下端窯體(15)壁上設(shè)置有下熱電偶(11)；在窯體(15)內(nèi)壁擴徑的梯形狀的中部設(shè)置有上熱電偶(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微浮煅燒濾塵水泥立窯，其特征在于在卸料器(13)的出料口上設(shè)有卸料熱電偶(14)；在煙筒(16)上設(shè)有排氣熱電偶(1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微浮煅燒濾塵水泥立窯，其特征在于儲料器(3)為一個上下位置可移動的裝置。
專利摘要該微浮煅燒濾塵水泥立窯,涉及窯體、煙筒、送料皮帶機和卸料器,煙筒在窯體的頂部側(cè)邊,送料皮帶機在窯體頂面上,卸料器設(shè)置在窯體內(nèi)腔的下端,窯體內(nèi)腔中卸料器的上方為直筒形冷卻帶,窯體內(nèi)腔中冷卻帶的上部為向上逐步縮徑的梯形狀燒成帶,燒成帶的上方是高度較短的逐步擴徑的梯形狀,再向上又是高度更短的逐步縮徑的梯形狀,最上端梯形狀的上口為烘干料層上口,烘干料層上口的上方有支撐在窯體內(nèi)腔喇叭口處的空心圓錐形預熱蓖床,窯體的頂面上設(shè)置有空心圓錐形儲料器,窯體內(nèi)設(shè)置有測溫熱電偶。該水泥立窯,改變了風料的動態(tài)和高液相反應的條件,改變了立窯的煅燒效果,杜絕了失控煅燒的缺陷。提高了生產(chǎn)能力和水泥抗壓強度,杜絕了窯外排塵危害;具有采用微機全自動控制的運行條件。
文檔編號F27B1/00GK2513059SQ0126910
公開日2002年9月25日 申請日期2001年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月19日
發(fā)明者徐茂成 申請人:徐茂成