【正文】 設(shè)計(jì) 4 引 言 一、 新技術(shù)石灰窯種類 按燃料分有混燒窯，即燒固體燃料，焦炭、焦粉、煤等。同時(shí)又有正壓操作窯和負(fù)壓操作窯之分。對(duì)中小鋼鐵企業(yè)、焦化企業(yè)、電石企業(yè)、和耐火材料工業(yè)都是非常好的節(jié)能、環(huán)保、增效的有效途徑。 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 一、結(jié)構(gòu)原理 套筒窯窯體結(jié)構(gòu)說(shuō)明及主要組成系統(tǒng) 圖 貝肯巴赫套筒窯 基于石灰套筒窯的工作原理及設(shè)計(jì) 6 在圖 1 中，料車 1 自動(dòng)上料到窯頂，通過(guò)溜槽進(jìn)入旋轉(zhuǎn)布料器，石灰石通過(guò)料盅 2，到上內(nèi)套筒頂部分布器，進(jìn)行二次布料，然后進(jìn)入窯體。一個(gè)套筒窯有兩個(gè)燒嘴平臺(tái) 12，每個(gè)平臺(tái)上，沿窯體均布燒嘴，在煅燒帶分為三個(gè)部分，即 UB， MB 和 GZ。石灰在液壓裝置的驅(qū)動(dòng)下，經(jīng)出灰平臺(tái) 12，進(jìn)入窯底料倉(cāng) 15。 上拱橋 16 由耐火材料組成，位于上燃燒室出口的上部，石灰石在向下移動(dòng)的過(guò)程中，在上拱橋下形成一個(gè) V 型的空間，兩邊布滿石灰石，熱量通過(guò)這個(gè)空間向石灰石里滲透，進(jìn)行煅燒。 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 驅(qū)動(dòng)空氣首先在 熱交換器中被預(yù)熱到 500℃，熱源是在上內(nèi)套筒 5 中出來(lái)的廢氣 , 被預(yù)熱的空氣先進(jìn)入環(huán)管 20, 再到引射管。 由于石灰石不斷的分解，在并流區(qū) GZ 中氣體的溫度也逐漸下降。 套筒窯的主要組成系統(tǒng)： 原料系統(tǒng)、豎窯系統(tǒng)、成品系統(tǒng) 、液壓站系統(tǒng) 和必要的公用輔助設(shè)施。 2） 套筒 窯系統(tǒng) 套筒 窯系統(tǒng)由環(huán)形套筒窯、稱量間、風(fēng)機(jī)房、液壓站、配電室、控制室、廢氣除塵系統(tǒng)等組成。 4 ) 液壓站系統(tǒng) ： 液壓站系統(tǒng)分為窯底液壓站和窯頂液壓站，一起放置于窯下鼓風(fēng)機(jī)室。通風(fēng)除塵包括套筒窯廢氣除塵、成品石灰篩分及物料轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)除塵。要求提供的石灰石是致密細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)，少 熱爆裂塊，成分均勻穩(wěn)定。即完成生石灰產(chǎn)品的生產(chǎn)。 2) 作業(yè)率高。需引進(jìn)的關(guān)鍵設(shè) 備重量?jī)H數(shù)噸，主要是燒嘴系統(tǒng)和下拱橋部分耐火材料。 套筒窯的煅燒原理 套筒窯煅燒原理為并流煅燒與逆流煅燒 以下圖 圖 4 描述了兩種煅燒過(guò)程中窯內(nèi)氣流和物料的溫度變化曲線，圖中綠色代表了原料及產(chǎn)品的溫度曲線。 我們通過(guò)以上分析，知道了并流煅燒在煅燒過(guò)程中的關(guān)鍵性，并且在生產(chǎn)實(shí)踐中也證實(shí)了并流煅燒對(duì)生產(chǎn)高活性石灰的重要性。 在窯逐層用石灰石填滿之前，人工在卸料臺(tái)上放置小顆粒的石灰石，以防損壞窯底鋼結(jié)構(gòu)。 窯的加熱升溫，首先是所有的下部燒嘴用最低量的燃?xì)恻c(diǎn)火。 窯加熱升溫期間關(guān)于升溫的意見(jiàn)，必須根據(jù)耐火材料制造商提供升溫曲線(升溫曲線見(jiàn)附表 )，采用熱電偶測(cè)溫，對(duì)于下部燃燒室不應(yīng)超過(guò)約 10－ 15℃ /每小時(shí)。 在加熱升溫期間，豎窯內(nèi)的石灰石料必須連續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，否則可能會(huì)引起堵塞。 上部燒嘴首先以可能的最少量燃?xì)恻c(diǎn)火，并用高富余量的助燃空氣，在溫度達(dá)到大約 1000℃時(shí)轉(zhuǎn)換成空氣不足燃燒。如果溫度升得太快，那么就要減少燃?xì)饬浚蚴窃黾又伎諝饬?。?此之后，灰塵閘板必須立即關(guān)閉以避免環(huán)境空氣的滲入 ! 只要廢氣溫度達(dá)到足夠高，在任何情況下“換熱器廢氣出口”的蝶閥都要打開(kāi)，否則的話，換熱器內(nèi)部的管子可能會(huì)因冷凝由于灰塵沉積而堵塞。這可能指的是溫度的增加必須以不超過(guò) 15℃／小時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)以避免耐火磚襯里的損壞。 在豎窯加熱升溫之前，所有固定在外部鋼制殼上靠近下部耐火襯里的所有錨固螺栓必須要有 足夠的松開(kāi)度，以致不會(huì)因加熱升溫時(shí)窯殼向外運(yùn)動(dòng)而扯開(kāi)。 最小的石灰豎窯產(chǎn)量大約是常規(guī)額定產(chǎn)量的 70％，以近擬值算。 如果窯內(nèi)物料流動(dòng)產(chǎn)生了很大的不規(guī)則性，那么石灰的卸料速度就要立刻增加。 如果在此聯(lián)鎖鏈節(jié)上有一個(gè)裝置失敗，那么已成功啟動(dòng)的裝置都將自動(dòng)切斷關(guān)掉。 啟動(dòng)點(diǎn)火設(shè)備的主接觸器，把電子氣動(dòng)操縱的主燃?xì)忾y打到“開(kāi)”的位置。 燒嘴燃?xì)夤艿氖謩?dòng)閥打開(kāi)一個(gè)最小位數(shù)。否則 Uv 傳感器將認(rèn)可無(wú)火焰，則電子氣動(dòng)操縱切斷閘板將自動(dòng)關(guān)閉到該燒嘴的所有燃?xì)夤?yīng)。 在燃?xì)庖呀?jīng)成功點(diǎn)火之后，點(diǎn)火槍從燃燒室內(nèi)返回退出，點(diǎn)火槍進(jìn)入燃燒室的通道必須用球閥嚴(yán)密。 注意：火焰可能會(huì)回火 ! 如果火焰已經(jīng)熄滅，那么供應(yīng)給燒嘴的燃?xì)鈱⒘⒓辞袛?，因?yàn)?UV 傳感器沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 沒(méi)有信號(hào)。 停止按下位于控制室以及窯內(nèi)各燒嘴平臺(tái)上的按鈕，在窯的各個(gè)平臺(tái)上應(yīng)當(dāng)安放有滅火器。 必須保持恒定的值是循環(huán)氣體的溫度。 如果進(jìn)入順流段的物料有較高的煅燒度，那么就會(huì)從順流段的氣流中吸收較少的熱量，循環(huán)氣體的溫度就升高。 與此同時(shí)，大量的熱石灰將進(jìn)入冷卻段，由此石灰冷卻段出口端的石灰冷卻空氣溫度就會(huì)升高，對(duì)此，循環(huán)氣體溫度首先會(huì)進(jìn)一步升高。 白天和黑夜之間，氣候變化之后引起較大大氣溫度變動(dòng)，也將因石灰冷卻空氣入口溫度的變化而引起循環(huán)氣體溫度的波動(dòng)。 對(duì)有大量雜質(zhì)的石灰石必須特別注意，因?yàn)檫@類物料在循環(huán)氣體溫度升高時(shí)有可能會(huì)出。 通過(guò)變動(dòng)下部燒嘴的燃?xì)饬?，就能保持循環(huán)氣體溫度在一個(gè)理想的數(shù)值上。由此窯頂內(nèi)部的存放區(qū)就形成了一個(gè)很小周期性高度差。 燃燒室 所有用于檢查、清理等的通道必須已經(jīng)關(guān)閉嚴(yán)密，以防止空氣滲入。 在打開(kāi)燃燒室時(shí)要注意： 有可能成為正壓和熱氣體流出 ! 內(nèi)部圓筒體冷卻空氣系統(tǒng) 水平布置的冷卻空氣導(dǎo)管 (位于上部橋內(nèi) )的溫度調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)下部?jī)?nèi)圓筒體冷卻空氣導(dǎo)管出口管的蝶閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果任一冷卻空氣導(dǎo)管的溫度升高到冷卻空氣導(dǎo)管最高允許溫度 400℃。如果，受危險(xiǎn)的冷卻空氣導(dǎo)管盡管已有最大的冷卻，但溫度還在連續(xù)升高，那么，豎窯必須停產(chǎn)以防止可能的損壞。 驅(qū)動(dòng)空氣系統(tǒng) 布置在噴口前面的蝶閥用來(lái)在相應(yīng)噴口清理期間切斷驅(qū)動(dòng)空氣供應(yīng)，在非上述情形的所有情況下，蝶閥不能同時(shí)關(guān)閉 ! 套筒窯的操作 A、緊急停產(chǎn) 由于電氣聯(lián)鎖，石灰窯有可能因關(guān)掉廢氣風(fēng)機(jī)而緊急停產(chǎn) (供電故障 )： 1．打開(kāi)緊急供電裝置。 5．確認(rèn)石灰卸料速度正在正確調(diào)節(jié)。 (4)卸下燒嘴并用密封蓋板關(guān)閉燒嘴開(kāi)孔，以防空氣滲入（在有必要檢測(cè)燒嘴時(shí)）。 注意： (1)窯頂可能打開(kāi) (通常是關(guān)閉的 )，則有必要對(duì)窯內(nèi)的壓力進(jìn)行補(bǔ)償。 熄火前后應(yīng)做的工作： (1)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)窯風(fēng)機(jī)。 (5)關(guān)掉燒嘴后放慢卸灰速度。 (4)關(guān)閉廢氣風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。 因高煅燒程度的物料進(jìn)入順流段煅燒引起循環(huán)氣體溫度升高。 E 上部燃燒室引起溫度突然升高 的常見(jiàn)原因和操作：： 環(huán)境空氣通過(guò)密封不好的檢查孔或清理孔以及熱電偶密封不好的通道滲基于石灰套筒窯的工作原理及設(shè)計(jì) 28 入。 在上部和下部燃燒室內(nèi)放置的熱電偶離燃燒室太遠(yuǎn)。 如果窯頂上料關(guān)閉不嚴(yán)密或是由于 廢氣風(fēng)機(jī)操作故障使得窯頂負(fù)壓降得太多，那么立即切斷驅(qū)動(dòng)空氣風(fēng)機(jī)，并切斷燃?xì)夤?yīng)。 H 若任一噴口的驅(qū)動(dòng)空氣景和循環(huán)氣體量降低，與此同時(shí)燃燒室溫度升高，其原因?yàn)椋? l、風(fēng)管出口粘附了粉塵。 然后將 驅(qū)動(dòng)空氣系統(tǒng) 設(shè)為 自動(dòng)模式下啟動(dòng)， 將 變頻鼓風(fēng)機(jī) 在手動(dòng)模 式下，以最小速度 10%， PID 510 開(kāi)啟。 如果廢氣風(fēng)出現(xiàn)報(bào)警的話，那么將無(wú)法啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)：PT601 的負(fù)壓大于設(shè)置壓力， TT604 出現(xiàn)高高溫度， 度。并且 EV 350 必須像停窯前一樣設(shè)置。 燒嘴點(diǎn)火前，操作人員在 “自動(dòng) ”模式 下 啟動(dòng) 出灰 系統(tǒng)，并且正確設(shè)置窯的容量。煤氣調(diào)節(jié)閥 FV 410 和 FV 430 必須 100%關(guān)閉。 廢氣風(fēng)機(jī)必須運(yùn)轉(zhuǎn) 10 分鐘以上（在驅(qū)動(dòng)空氣停止后），以確保還有余熱的煤氣能夠被驅(qū)除出窯，然后停止 廢氣 系統(tǒng)。 上料系統(tǒng)可以停留在 “自動(dòng) ”模式下，不需要停止，可以繼續(xù)運(yùn)行。 操作人員必須觀察窯上的所有溫度，小心觀察以確保沒(méi)有危險(xiǎn)情況出現(xiàn)，要特別注意內(nèi)套筒冷卻系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)。 嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)程和崗位安全操作規(guī)程操作。 對(duì)傳動(dòng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作時(shí)必 須等到現(xiàn)場(chǎng)人員確認(rèn)后方能啟動(dòng)。 注意檢查煤氣管道，煤氣平臺(tái)，發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏應(yīng)及時(shí)處理，檢查和處理時(shí)，嚴(yán)格遵守煤氣使用安全操作規(guī)程。 清灰時(shí)燒嘴保持負(fù)壓，注意戴好手套，小心燙傷。 1地面巡檢時(shí)必須戴好安全帽，注意窯上落石、雜物掉下。 清理振動(dòng)篩時(shí)，必須將腳踏板放穩(wěn)，手動(dòng)啟動(dòng)料車將碎石卸到收集斗內(nèi)，然后將料車下降到地坑。 作 業(yè)前認(rèn)真檢查設(shè)備，防止帶病作業(yè)。 發(fā)現(xiàn)設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行立即停車，向班長(zhǎng)匯報(bào)。 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 四 、 常見(jiàn)問(wèn)題和故障處理 石 灰生產(chǎn)是碳酸鈣生成氧化鈣的一個(gè)比較復(fù)雜的熱分解反應(yīng)過(guò)程，由于窯型不同，設(shè)配置不同，原料質(zhì)量和成分有別，燃料種類和熱值也各不相同所以在煅燒中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題和故障以下是對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題和故障的分析和處理方法： 生燒原因及處理 ：石灰石煅燒的速度取決于石灰的料度與石灰石表面所接觸的溫度。所以大塊石灰石往往存在夾心，生燒石灰首先就是這個(gè)原因。粒度要有一定的控制。 ，生 石灰質(zhì)量的好壞，一是要看其中氧化鈣、氧化鎂的含量多寡，二是要看生石灰的生過(guò)燒率，生燒就是其中部分石灰石沒(méi)有完全分解，過(guò)燒則是石灰石煅燒過(guò)渡，使生石灰致密，也稱過(guò)火石灰或死燒石灰。 （ 2）燃燒室負(fù)壓過(guò)大，火焰拉長(zhǎng)，拱橋溫度過(guò)高。 措施：優(yōu)化窯襯的材質(zhì)和耐材的質(zhì)量，加強(qiáng)施工管理；保持窯內(nèi)溫度的穩(wěn)定；定期清理相關(guān)通道；選擇合適的拱橋結(jié)構(gòu)形式。 措施：在上內(nèi)套筒和窯殼上部的耐火磚中增加錨固件；選擇合適的耐材材質(zhì)；支柱周圍耐火磚改澆注料整體澆注。 基于石灰套筒窯的工作原理及設(shè)計(jì) 38 石灰的欠燒或過(guò)燒 原因（ 1）石灰石雜質(zhì)過(guò)多和粒度比未達(dá)到要求。 循環(huán)氣體溫度波動(dòng)較大 原因（ 1）下燃燒室的煤氣加入量或熱值波動(dòng)。 燃燒系統(tǒng)工作不正常 原因（ 1）儀表?yè)p壞和煤氣過(guò)濾器堵塞，轉(zhuǎn)爐煤氣中含塵量過(guò)大，煤氣脫水不徹底， H2O 含量過(guò)高。 （ 2）上部排出進(jìn)入換熱器的煙氣含塵量大，易堵塞換熱管間隙，影響換熱效率。 （ 3）氣體通道不暢，窯溫失控。 （ 2）轉(zhuǎn)爐煤氣中含有大量灰塵和水，造成管路堵塞，進(jìn)氣壓力低，導(dǎo)致分析值較低。 措施：穩(wěn)定窯內(nèi)負(fù)壓和料位；定期吹掃換熱器；控制廢氣比例。下內(nèi)套筒 位于豎窯下部，結(jié)構(gòu)為雙層鋼殼形成環(huán)隙，環(huán)隙內(nèi)通空氣冷卻，其內(nèi)外側(cè)砌耐火內(nèi)襯。環(huán)形套筒豎窯從上到下可分為預(yù)熱帶、上部逆流煅燒帶、中部逆流煅燒帶、下部并流煅燒帶和冷卻帶，核心部位是下部并流煅燒帶，石灰最終在此帶內(nèi)燒成，保證了能夠煅燒出優(yōu)質(zhì)活性石灰。感 謝 在大學(xué)三年中陪我度過(guò)的每一位 老師，謝謝 你們?cè)谶@ 三 年中為我們所做的一切， 你們 不求回報(bào)，無(wú)私奉獻(xiàn)的精神很讓我感動(dòng)，再次向 你們 表示由衷的感