活性石灰窑机械(JHZS型环保节能全自动化石灰竖窑技术创新与应用)

一、概述

石灰是石灰石经高温煅烧分解而成，是冶金、化工、建材等多个行业的重要辅料，广泛应用于公路、高铁、建筑业、工业(铝厂、造纸、制糖、纯碱、食品、医药、建材制品)、农业等领域，是重要的基础原材料。另外在废水处理、垃圾焚烧、烟气脱硫等环保领域也有着巨大的发展前景。

石灰工业作为我国的基础原料工业，近二十多年来，有了长足的进步和发展，石灰的煅烧也由简单的手工烧制、人工装料、人工出料，自然通风的土窑发展到目前的混料式机械竖窑、回转窑、梁式窑、套筒窑、双膛窑等多种窑型。在国家大力提倡“节能减排”的今天，随着政策的宣传落实执行，各地都把节能减排作为调整经济结构、转变发展方式的方针，对符合节能减排的行业或企业都加大了资金投入及政策扶持力度，也加大了先进技术改造石灰产业的力度，一些高耗能、高排放、产能低的落后窑炉一律关停。在“十三五”规划中，石灰行业已经把“粉尘排放浓度≤30mg/m3，S02≤100mg/m3，石灰利用系数大于0.5，出窑石灰产品生过烧率小于15%，吨灰耗煤量小于145Kg”等作为下一步淘汰普通高耗能石灰竖窑的硬性指标。

然而石灰市场的需求依然存在，且在不断扩大，被淘汰的这部分落后产能就要通过其他先进窑型来消化它，从现有国内石灰市场的现状、投资收益比、燃料的供应等方面考虑，混料式机械竖窑依然是取代落后产能的主要窑型，重点是混料式机械竖窑要符合石灰煅烧的工艺要求，有其核心技术，先进合理的工艺设计方案及与其配套的技术装备。

二、技术创新点

JHZS型有效节能环保自动化石灰竖窑是我公司在引进日本河合株式会社的先进石灰竖窑技术的基础上，根据中国国情，遵照“边引进，边消化吸收，边开发”的精神，不断的研发、创新、设计而成的混料式石灰竖窑，其所用材料与装备已全部实现国产化，并具有十几项专利技术。其创新主要体现在以下几个方面：

1、完善的石灰窑在线数据采集系统

从石灰石进入窑内至煅烧成石灰排出窑外需要约24个小时乃至更长的时间，具有强烈的滞后性，因此往往对窑况的调整只能根据石灰烧成排出后的指标再来进行窑况的调整，但此时调整为时已晚。石灰窑系统是一个庞大的复杂系统，其生产具有高度非线性、多环节、多操作变量的强烈耦合性，其煅烧过程受原料、燃料的性能、窑内温度、压力、供风、天气等多因素影响，具有强烈系统动力学特性的不确定性和对控制性能的高依赖性。因此在各生产工序都必须配有完整计量检测仪表，能够有效的采集石灰窑煅烧的各个工艺参数，如温度、压力、流量等，再辅以其他检测手段，给石灰窑建立一套完善的在线数据采集系统，以便根据各个参数的变化情况综合分析、及时有效的掌握并诊断窑内的煅烧情况。随着自动化水平的提高，石灰窑已开始采用各种仪表来进行现场数据的采集，但石灰竖窑的仪表大多还采用机械仪表的显示方式，其精度低、故障率高已不适合现代工业的发展要求。稍微先进一点的石灰竖窑采用现场一次仪表进PLC系统，然后再通过上位机显示出来，但也存在没有数据记录功能、参数只能实时显示、无法自动生成参数曲线、检测点少、布置不合理、精度低，测量不有效等多种问题，无法满足窑况在线诊断的需要。

JHZS型石灰竖窑结合以上情况，先对仪表的检测点、检测方式和检测手段上予以设计完善，开发出了一套完善的石灰窑在线数据采集系统。

其主要由以下三部分组成：

一是温度、压力、流量、料位等的采集：

① 根据石灰窑有效高度，科学的把窑体分为A、B、C、D四层，每层东、西、南、北四点，分别设置热电偶，总共16点。通过专门设计的热电偶测温砖实现有效的对窑内温度进行采集，为下一步炉况的诊断提供有效的依据;

② 窑顶温度、烟气温度、出灰温度、助燃风温度的采集;

③ 风机压力及风机流量的采集;

④ 窑内料位的采集。

二 、是炉顶烟气中CO及O2含量的采集。石灰煅烧过程中风量的大小是决定石灰煅烧质量的关键，只有在合适的风量下才能取得好的煅烧质量。石灰煅烧过程中需要的氧气都是通过风机吸入外界的空气进入炉内，通过计算煤燃烧需要的氧气可得到理论空气量。但实际生产中，为煤有效燃烧，仅用理论空气量是不够的，这是由于煤的可燃分与空气中的氧气瞬间有效接触是困难的，必须给予一定的过剩空气量。一般来说，若空气过剩量增加，则过剩空气带走的热损失增大，并且过量的氧气会与燃料中的S、烟气中的N2反应生成SO2、NOX等有害物质。所以除特殊情况外，必须竭力做到尽可能减少过剩量而达到有效燃烧。然而如何找到这个优越燃烧点，既空气量足够，又使空气过剩量尽量少呢？

根据实验分析研究，通过测量炉顶烟气中的CO、O2含量，根据炉顶CO及O2含量判断调整风量的大小可以供给的空气在合适的范围内。

JHZS型石灰竖窑窑顶安装有空气分析仪，检测炉顶烟气中O2及CO浓度，如O2含量高说明炉内空气量过剩，除满足煤燃烧外还有富余的空气从炉顶溢出，需降低风量，如CO含量高说明炉内空气量不足，煤不有效燃烧，产生CO气体，此时需增加风量。安装了空气分析仪后对风量的调整提供了操作依据，以此为充分优化操作参数提供了及时的保障。

安装了石灰窑互联网远程控制专家系统后即使我们的工程师或者用户不在现场，只要在有互联网的地方就如同在现场一样，可以实时的掌握生产现场的情况以便及时的采取措施，并且可以在公司设立一个远程监控中心采集各个现场的运行数据并进行详细的对比分析为石灰窑的改进提供必要的数据支持。

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