双膛窑除尘器抽风控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及石灰炉窑技术领域，尤其是一种用于双膛窑除尘器自动控制抽风的除尘器控制装置及控制方法。

背景技术

麦尔兹竖窑有两个窑筒，通过位于两膛中间的连接通道连接，如图2所示。双膛窑的优点为并流和蓄热，“并流”即指在燃烧筒煤气煅烧时，煤气、助燃空气与石灰石一起并列向下，燃烧烟气也向下，这有利于煅烧出高质量的活性石灰。“蓄热”指燃烧筒内，燃料燃烧产物—高温烟气，通过两窑筒之间的连接通道进入蓄热膛。在蓄热膛，高温烟气自下向上流动，向预热带的石灰石原料输送热量，将石料预热到较高温度。同时高温废气因换热后，自身温度下降到较低，经烟气布袋除尘器排入大气。

在燃烧运行过程中，麦尔兹窑的两个窑筒每隔12-14分钟，就进入“换向期”，通过阀门动作，实现燃烧窑筒和蓄热窑筒的功能转换，即在一个窑筒处于煅烧状态时，另一个窑筒为蓄热状态。在正常状态下，系统向燃烧膛输送大量的煤气和助燃风，保证燃烧膛正常的燃烧，而烟气除尘器保证蓄热膛顶部处于负压环境，所以燃烧膛压力始终高于蓄热膛压力，使高温烟气顺利向蓄热膛流动，实现蓄热。

在双膛窑1号膛煅烧时，双膛窑2号膛作为蓄热膛，系统需要往双膛窑2号膛内进行加料。如图1所示，这时由窑顶振动给料机将石灰石原料通过窑顶双向皮带15，输送至2号膛顶部对应的旋转料斗12内。加料过程中，为确保旋转料斗12填满足够石料，保持料面水平，由旋转料斗电机带动减速机，使旋转料斗12旋转。当旋转料斗12内达到设定的重量时，振动给料机、双向皮带、旋转料斗停止运行。系统设定的加料时间到时，双膛窑蓄热膛的窑筒关闭盖板10打开，旋转料斗12在液压缸的作用下，往下将斗内石灰石原料放进双膛窑蓄热膛内。加完料后，旋转料斗往上提升，然后窑筒关闭盖板10关闭。如此在一个燃烧周期内，实现加料2-3次。

在图2中，因窑炉在燃烧期间产生烟气，经过中间通道进入蓄热膛，对蓄热膛顶部石料进行预热，然后进入除尘器。为避免窑顶扬尘，在窑筒关闭盖板10打开，旋转料斗加料时，需严格控制进入除尘器的风量，避免除尘器的压力波动才能避免扬尘外溢。然而，现有的除尘装置存在烟气除尘风机转速较固定，当窑筒关闭盖板10打开，旋转料斗12加料时，因窑筒关闭盖板10打开，形成窑筒“漏风口”，易造成除尘器抽力不足，导致粉尘外溢；而若设置除尘器转速较大，则因窑筒关闭盖板关闭时，则会造成除尘抽力较大，导致蓄热膛热量被吸进除尘器内，外排而导致能源浪费的问题，另一方面当在窑筒卸料闸板2打开卸料时，或在冷却空气释放阀13打开时，由于造成膛内压力的较大波动也会出现扬尘。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双膛窑除尘器抽风控制装置及控制方法，它可以解决现有的双膛窑除尘器抽风装置存在旋转料斗加料时粉尘外溢，窑炉生产时蓄热膛顶部负压不稳定，以及在窑炉换向期间窑炉热能损失的问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：这种双膛窑除尘器抽风控制装置及控制方法，包括除尘器箱体和除尘变频风机。所述除尘器箱体一端通过除尘管道与双膛顶部连接，另一端与连通烟气排气口的所述除尘变频风机连接；在所述除尘管道的前段与双膛各膛顶部连接端设置有助燃空气换向阀，所述助燃空气换向阀与助燃空气管道连接；所述助燃空气换向阀在双膛膛顶部进气口、所述助燃空气管道和所述除尘管道之间进行换向；在所述除尘管道中段连通有掺冷风管道，所述掺冷风管道上设置有电动掺冷风阀；所述助燃空气换向阀至所述除尘器箱体之间的所述除尘管道上依次设置有烟囱换向阀、压力表和温度表；所述助燃空气换向阀、所述烟囱换向阀、所述压力表和所述温度表均与双膛窑控制系统连接。

上述技术方案中，更为具体的方案是：所述烟囱换向阀一端与排气烟囱连通。

进一步：所述除尘变频风机与烟气排气口连通。

进一步：所述助燃空气管道上设置有助燃释放阀。

进一步：所述除尘变频风机为离心风机，电机功率380kw，风量处理能力为18万m3/h，调节频率范围5-50HZ；所述压力表测量压力范围-20kpa-20kpa。

根据所述双膛窑除尘器抽风控制装置进行的双膛窑除尘器抽风控制方法，其控制方法和步骤如下：

一、在所述控制单元的操作界面上设定：

在窑炉正常燃烧期间，所述压力表压力理论目标值为-0.4kpa；在蓄热膛窑筒关闭盖板动作前5秒，至所述窑筒关闭盖板关闭后5秒期间，所述压力表压力理论目标值为-0.7kpa；在两膛“蓄热”和“燃烧”换向期间，所述压力表压力理论目标值为-0.2kpa。

二、在窑炉燃烧运行期间，当所述压力表压力值＞-0.4kpa时，所述除尘变频风机提升转速，增加除尘管道抽风量，使除尘管道压力处于该目标压力值；当所述压力表压力值＜-0.4kpa时，变频除尘风机降低转速，减少除尘管道抽风量，使除尘管道压力处于该目标压力值。

三、在加料时，所述窑筒关闭盖板打开前5秒，为避免加料时，粉尘从窑筒进料口外溢，设置所述压力表压力理论目标值为-0.7kpa，使所述除尘变频风机转速进一步提升；在所述窑筒关闭盖板关闭后5秒，设置所述压力表压力理论目标值为-0.4kpa，降低所述除尘变频风机转速，使蓄热膛顶部烟气顺畅进入除尘器内。

四、在两膛“蓄热”和“燃烧”换向期间，当卸料闸板打开，通往窑炉方向的助燃空气释放阀、冷却空气释放阀关闭，窑炉内无气流进入，进一步降低所述除尘变频风机转速，使所述压力表压力目标值为-0.2kpa；设置温度表的目标值为180℃，当除尘管道内含尘烟气的温度＞180℃时，系统自动打开所述电动掺冷风阀，有效降低进入所述除尘器箱体的气体温度，保护除尘器箱体布袋等设施。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明可实现窑炉三种状况下的变频调速，从而解决粉尘在旋转料斗加料时外溢，窑炉生产时蓄热膛顶部负压不稳定，以及在窑炉换向期间窑炉热能损失的问题：

①窑炉加料情况下，通过增加除尘变频风机速度，能灵活的对窑筒关闭盖板抽风压力进行调节，避免了因窑筒关闭盖板开启而导致除尘器箱体压力波动，从而解决了粉尘在旋转料斗加料时外溢的问题。

②窑炉生产情况下，通过控制除尘变频风机一定速度，实现蓄热膛顶部微负压，保证窑炉气流正常流动，有利于窑炉烟气顺畅进入除尘器箱体，同时有利于形成石灰石分解的良好氛围。

③窑炉换向期间，因助燃空气释放阀1、冷却空气释放阀13关闭，气流不再进入窑内，通过降低除尘变频风机转速，避免了窑膛内压力从卸料阀2外溢的同时，又降低了窑炉热耗。

附图说明

图1是双膛窑加料原理示意图；

图2是本发明与双膛窑连接原理示意图。

图中标号表示为：

1、助燃释放阀， 2、卸料闸阀，3、助燃空气换向阀，4、除尘器箱体，5、烟囱换向阀，6、压力表，7、掺冷风管道， 8、电动掺冷风阀，9、温度表，10、窑筒关闭盖板，11、除尘变频风机，12、旋转料斗，13、冷却空气释放阀，14、控制单元， 15、双向皮带，16、助燃空气管道，17、除尘管道，18、烟气排气口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图2的双膛窑除尘器抽风控制装置，包括除尘器箱体4和除尘变频风机11；除尘器箱体4一端通过除尘管道17与双膛顶部连接，另一端与连通烟气排气口18的除尘变频风机11连接；在除尘管道17的前段与双膛各膛顶部连接端设置有助燃空气换向阀3，助燃空气换向阀3与助燃空气管道16连接；助燃空气换向阀3在双膛膛顶部进气口、助燃空气管道16和除尘管道17之间进行换向；在除尘管道17中段还连通有掺冷风管道7，掺冷风管道7上设置有电动掺冷风阀8；助燃空气换向阀3至除尘器箱体4之间的除尘管道17上依次设置有烟囱换向阀5、压力表6和温度表9。压力表6的作用是监测除尘管道17内含尘燃气的压力；温度表9的作用是监测除尘管道17内含尘烟气的温度。烟囱换向阀5与烟囱连接，在窑炉生产情况下，除尘风机同步处于开启状态，烟气通过烟囱换向阀进入除尘器；助燃空气管道16上设置有助燃释放阀1，在窑炉换向情况下，助燃释放阀1开启释放助燃空气。助燃空气换向阀3、电动掺冷风阀8、烟囱换向阀5、压力表6和温度表9均与双膛窑控制系统中设置有PLC控制程序的控制单元14连接。

根据上述的双膛窑除尘器抽风控制装置进行抽风控制，其控制方法和步骤如下：

一、在设置有PLC控制程序的控制单元14的操作界面上设定：

在窑炉正常燃烧期间，压力表6压力理论目标值为-0.4kpa；在蓄热膛窑筒关闭盖板10动作前5秒，至窑筒关闭盖板10关闭后5秒期间，该压力表6压力理论目标值为-0.7kpa；在两膛“蓄热”和“燃烧”换向期间，该值为-0.2kpa。

二、在窑炉燃烧运行期间，当压力表6压力值＞-0.4kpa时，除尘变频风机11提升转速，增加除尘管道抽风量，使除尘管道压力处于该目标压力值；当压力表6压力值＜-0.4kpa时，变频除尘风机11降低转速，减少除尘管道抽风量，使除尘管道压力处于该目标压力值。

三、在加料时，窑筒关闭盖板10打开前5秒，为避免加料时，粉尘从窑筒进料口外溢，设置压力表6压力理论目标值为-0.7kpa，使除尘变频风机11转速进一步提升；在窑筒关闭盖板10关闭后5秒，为降低电耗，设置压力表6压力理论目标值为-0.4kpa，降低除尘变频风机11转速，同时又能确保蓄热膛顶部烟气顺畅进入除尘器内。

四、在换向期间，因卸料闸板2打开，通往窑炉方向的助燃空气释放阀1、冷却空气释放阀13等关闭，窑炉内无气流进入。为避免窑炉内粉尘外溢，同时降低热量损耗，进一步降低除尘变频风机11转速，使压力表6压力目标值为-0.2kpa。设置温度表9的目标值为180℃，当除尘管道17内含尘烟气的温度＞180℃时，系统自动打开电动掺冷风阀8，有效降低进入除尘器箱体4的气体温度，保护除尘器箱体4布袋等设施。

以上参数设置和控制均在双膛窑控制系统中的控制单元14上设置和控制。本实施例中，除尘变频风机11为离心风机，电机功率380kw，风量处理能力为18万m3/h，调节频率范围5-50HZ；电动掺冷风阀8为电动阀门控制结构；烟囱换向阀5为液压缸控制阀板结构；压力表6的测量压力范围-20kpa-20kpa；所述温度表9测量范围为0-1000℃。