Печь для обжига известняка и способ подвода тепла к ней
LIMESTONE KILN AND METHOD FOR HEAT SUPPLY TO IT

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА К СВЯЗАННОЙ ЗАЯВКЕ
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по отношению к заявке на патент Китая с заявкой No. 201910340082.7, имеющей название "ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА ИЗВЕСТНЯКА И СПОСОБ ПОДВОДА ТЕПЛА К НЕЙ", поданной в Патентное ведомство Китая 25 апреля 2019 г., полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Заявка относится к области техники печи для обжига известняка, в частности к печи для обжига известняка и способу подвода тепла к ней.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Печь для обжига известняка является основным оборудованием в процессе производства извести. Сырье, представляющее собой известняк, нагревается до 1100°С в печи для обжига известняка и кальцинируется для получения готового продукта, представляющего собой известь. Топлива, используемые при кальцинировании известняка, как правило, включают угольный газ и пылевидный уголь. Вследствие различных характеристик горения угольного газа и пылевидного угля, для определенной печи для обжига известняка тип используемого топлива, как правило, фиксируется.
[0004] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение, демонстрирующее конструкцию известной печи для обжига известняка, которая включает камеру печи 1 и устройство подвода тепла, включающее кольцевую трубу для подачи топлива 2' и несколько распылителей 31, соединенных с кольцевой трубой для подачи топлива 2'. Каждый распылитель 31 размещен через равные промежутки по поперечному сечению зоны кальцинирования камеры печи 1 для формирования группы распылителей 3. Каждый распылитель 31 в группе распылителей 3 соединен с внутренней полостью камеры печи 1. Сырье, представляющее собой известняк, загружается из верхней части камеры печи 1, топливо распределяется к каждому распылителю 31 из кольцевой трубы для подачи топлива 2', посредством каждого распылителя 31 топливо равномерно распределяется во внутренней полости камеры печи 1, и в это же время, во внутреннюю полость камеры печи 1 подается воздух горения. Сырье, представляющее собой известняк, кальцинируется и разлагается с образованием оксида кальция и отходящего газа диоксида углерода под действием горения и выделения тепла угольным газом, и отходящий газ диоксида углерода отводится из верхней части камеры печи 1. Под действием охлаждающего воздуха в нижней части камеры печи 1, температура готового продукта оксида кальция снижается до заданной температуры выгрузки материала, и затем готовый продукт оксида кальция выгружается из нижней части камеры печи 1 для завершения производства негашеной извести.
[0005] Поскольку известная печь для обжига известняка может использовать только угольный газ или пылеугольное топливо, и топливо нагревательной среды является единственным, технологическая адаптируемость печи для обжига известняка является низкой. Кроме того, несмотря на то, что каждый распылитель 31 в группе распылителей 3 размещен через равные промежутки по поперечному сечению зоны кальцинирования камеры печи 1, проблема неравномерного подвода тепла известной печи для обжига известняка остается нерешенной, так что в области высокой температуры происходит пережог извести, а в области низкой температуры происходит недожог извести, что влияет на качество продуктов печи для обжига известняка. Вышеупомянутые факторы значительно ограничивают производительность печи для обжига известняка.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] С целью решения проблемы, связанной с низкой производительностью существующей печи для обжига известняка, изобретение обеспечивает печь для обжига известняка и способ подвода тепла к ней.
[0007] Согласно первому аспекту, заявка обеспечивает печь для обжига известняка, включающую камеру печи, устройство подвода тепла и вентилятор для подачи воздуха горения, при этом труба подачи воздуха горения присоединена между вентилятором для подачи воздуха горения и камерой печи, на трубе подачи воздуха горения выполнен отсекающий клапан воздуха горения, устройство подвода тепла включает устройство подачи топлива и группу распылителей, группа распылителей соединена с внутренней полостью камеры печи, группа распылителей состоит в общей сложности из N распылителей, устройство подачи топлива включает устройство подачи угольного газа и устройство подачи пылевидного угля, устройство подачи угольного газа включает кольцевую трубу для подачи угольного газа и N отводных труб для подачи угольного газа, соединенных с кольцевой трубой для подачи угольного газа, каждая отводная труба для подачи угольного газа соединена с питающим входным концом одного распылителя, устройство подачи пылевидного угля включает кольцевую трубу для подач56и пылевидного угля и N отводных труб для подачи пылевидного угля, соединенных с кольцевой трубой для подачи пылевидного угля, и каждая отводная труба для подачи пылевидного угля соединена с питающим входным концом одного распылителя, так что устройство подачи угольного газа и устройство подачи пылевидного угля совместно используют группу распылителей; на каждой отводной трубе для подачи угольного газа расположен регулирующий клапан отводной трубы для подачи угольного газа, и на каждой отводной трубе для подачи пылевидного угля расположен регулирующий клапан отводной трубы для подачи пылевидного угля; на распылителе выполнен расходомер; на кольцевой трубе для подачи угольного газа соответственно расположены первый датчик теплоты сгорания и первый датчик давления, на кольцевой трубе для подачи пылевидного угля расположен второй датчик теплоты сгорания, и внутри камеры печи размещен второй датчик давления; поперечное сечение камеры печи последовательно разделено в радиальном направлении на несколько кольцевых зон подвода тепла, группа распылителей включает несколько матриц распылителей, каждая матрица распылителей соответственно расположена в одной кольцевой зоне подвода тепла, и каждая матрица распылителей включает несколько распылителей, равномерно распределенных по окружности.
[0008] В сочетании с первым аспектом, в первом возможном варианте осуществления первого аспекта, распылитель включает корпус распылителя, на двух концах корпуса распылителя соответственно выполнены питающее впускное отверстие и питающее выпускное отверстие, корпус распылителя включает корпус внутренней трубы и корпус внешней трубы, вставленный с внешней стороны корпуса внутренней трубы, внутри корпуса внутренней трубы расположен внутренний топливный канал, между корпусом внутренней трубы и корпусом внешней трубы образован кольцевой внешний топливный канал, на участке корпуса внешней трубы рядом с питающим выпускным отверстием расположено на определенных интервалах в осевом направлении несколько групп перепускных отверстий, группа перепускных отверстий включает несколько перепускных сквозных отверстий, равномерно распределенных по окружности, и перепускное сквозное отверстие представляет собой скошенное вниз сквозное отверстие.
[0009] В сочетании с первым аспектом или первым возможным вариантом осуществления первого аспекта, во втором возможном варианте осуществления первого аспекта, устройство подачи топлива дополнительно включает N переключателей топлива, каждый переключатель топлива включает впускное отверстие для подачи угольного газа, впускное отверстие для подачи пылевидного угля и выпускное отверстие для подачи топлива, при этом впускное отверстие для подачи угольного газа соединено с отводной трубой для подачи угольного газа, впускное отверстие для подачи пылевидного угля соединено с отводной трубой для подачи пылевидного угля, выпускное отверстие для подачи топлива соединено с питающим входным концом распылителя, на впускном отверстии для подачи угольного газа и впускном отверстии для подачи пылевидного угля соответственно выполнены корпусы клапанов; устройство подачи угольного газа дополнительно включает вентилятор для подачи угольного газа, вентилятор для подачи угольного газа соединен с кольцевой трубой для подачи угольного газа посредством трубопровода транспортировки угольного газа, и на трубопроводе транспортировки угольного газа выполнен отсекающий клапан угольного газа; устройство подачи пылевидного угля дополнительно включает вентилятор для подачи пылевидного угля, вентилятор для подачи пылевидного угля соединен с кольцевой трубой для подачи пылевидного угля посредством трубопровода транспортировки пылевидного угля, и на трубопроводе транспортировки пылевидного угля выполнен отсекающий клапан пылевидного угля.
[0010] В сочетании со вторым возможным вариантом осуществления первого аспекта, в третьем возможном варианте осуществления первого аспекта, устройство подачи топлива дополнительно включает устройство продувки азотом, содержащее резервуар для сжатого азота и кольцевую трубу для подачи азота, при этом кольцевая труба для подачи азота соединена с N отводными трубами для подачи азота, на N отводных трубах для подачи азота соответственно выполнен регулирующий клапан отводной трубы для подачи азота, резервуар для сжатого азота и кольцевая труба для подачи азота соединены посредством трубопровода транспортировки азота, и на трубопроводе транспортировки азота выполнен отсекающий клапан азота; переключатель топлива дополнительно включает впускное отверстие для подачи азота, впускное отверстие для подачи азота соединено с отводной трубой для подачи азота, и только одно из впускного отверстия для подачи угольного газа, впускного отверстия для подачи пылевидного угля и впускного отверстия для подачи азота единовременно соединено с выпускным отверстием для подачи топлива путем регулирования каждого корпуса клапана; когда открыты отсекающий клапан азота и корпус клапана на впускном отверстии для подачи азота, остаточный угольный газ или пылевидный уголь в переключателе топлива продувается азотом в распылитель.
[0011] В сочетании с третьим возможным вариантом осуществления первого аспекта, в четвертом возможном варианте осуществления первого аспекта, корпус клапана включает жесткое уплотнительное кольцо, уплотняющую пробку и возвратную пружину; в центре внутри переключателя топлива выполнен неподвижный опорный стальной корпус; жесткие уплотнительные кольца соответственно закреплены по периметру отверстий для труб впускного отверстия для подачи угольного газа, впускного отверстия для подачи пылевидного угля и впускного отверстия для подачи азота; один конец возвратной пружины соединен с опорным стальным корпусом, и другой конец возвратной пружины соединен с уплотняющей пробкой; когда на уплотняющую пробку оказывается давление из внутренней полости переключателя топлива, уплотняющая пробка плотно прижимается к жесткому уплотнительному кольцу, таким образом, корпус клапана находится в закрытом состоянии; когда на уплотняющую пробку оказывается давление с внешней стороны переключателя топлива, возвратная пружина сжимается, и уплотняющая пробка и жесткое уплотнительное кольцо отделяются, так что корпус клапана находится в открытом состоянии.
[0012] В сочетании с третьим возможным вариантом осуществления первого аспекта или четвертым возможным вариантом осуществления первого аспекта, в пятом возможном варианте осуществления первого аспекта, устройство подачи угольного газа дополнительно включает обратный трубопровод угольного газа, на котором установлен обратный клапан угольного газа, при этом выходной конец обратного трубопровода угольного газа соединен с входным концом вентилятора для подачи угольного газа, входной конец обратного трубопровода угольного газа соединен с трубопроводом транспортировки угольного газа, входной конец обратного трубопровода угольного газа расположен между отсекающим клапаном угольного газа и выходным концом вентилятора для подачи угольного газа, и при открытии обратного клапана угольного газа, воздух для подачи угольного газа циркулирует между обратным трубопроводом угольного газа и вентилятором для подачи угольного газа, чтобы сбросить давление в вентиляторе для подачи угольного газа.
[0013] В сочетании с пятым возможным вариантом осуществления первого аспекта, в шестом возможном варианте осуществления первого аспекта, устройство подачи пылевидного угля дополнительно включает обратный трубопровод пылевидного угля, на котором установлен обратный клапан пылевидного угля, при этом выходной конец обратного трубопровода пылевидного угля соединен с входным концом вентилятора для подачи пылевидного угля, входной конец обратного трубопровода пылевидного угля соединен с трубопроводом транспортировки пылевидного угля, входной конец обратного трубопровода пылевидного угля расположен между отсекающим клапаном пылевидного угля и выходным концом вентилятора для подачи пылевидного угля, и при открытии обратного клапана пылевидного угля, воздух для подачи пылевидного угля циркулирует между обратным трубопроводом пылевидного угля и вентилятором для подачи пылевидного угля, чтобы сбросить давление вентилятора для подачи пылевидного угля.
[0014] Согласно второму аспекту, настоящая заявка обеспечивает способ подвода тепла к печи для обжига известняка, к печи для обжига известняка согласно первому аспекту или первому возможному варианту осуществления первого аспекта, способ включает следующие этапы:
[0015] когда перепад давлений между первым датчиком давления и вторым датчиком давления больше или равен минимальному давлению на входе в печь, закрываются N регулирующих клапанов отводных труб для подачи пылевидного угля, и открываются N регулирующих клапанов отводных труб для подачи угольного газа, так что все N распылителей подают угольный газ в качестве топлива в камеру печи;
ij
ij
ij
[0016] рассчитывается среднее количество подаваемого угольного газа W каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла, и регулируется степень открытия каждого регулирующего клапана отводной трубы для подачи угольного газа, чтобы обеспечить соответствие измеренного значения S расходомера с W;
m
m
[0017] когда перепад давлений меньше минимального давления на входе в печь, рассчитывается количество переключений N; N представляет собой теоретическое количество распылителей, необходимых для переключения топливной среды;
x
x
x
x
m
x
[0018] закрываются N регулирующих клапанов отводных труб для подачи угольного газа, и соответственно, открываются N регулирующих клапанов отводных труб для подачи пылевидного угля, таким образом, топливо, подаваемое посредством N распылителей в группе распылителей, переключается с угольного газа на пылевидный уголь, N представляет собой фактическое количество распылителей, необходимых для переключения топливной среды, и NNN;
ij
x
x
ij
ij
[0019] рассчитывается количество подаваемого топлива T каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла, и регулируются степени открытия N регулирующих клапанов отводных труб для подачи пылевидного угля и других N-N регулирующих клапанов отводных труб для подачи угольного газа, чтобы обеспечить соответствие измеренного значения S расходомера с T; и
[0020] открывается отсекающий клапан воздуха горения, и увеличивается рабочая частота вентилятора для подачи воздуха горения, чтобы обеспечить соответствие количества воздуха горения, поступающего в печь, с общим количеством топлива, и процесс переключения завершается.
m
[0021] В некоторых вариантах осуществления изобретения, расчет количества переключений N включает:
q
1
[0022] расчет максимального количества распылителей угольного газа N, допустимого в группе распылителей при текущем давлении P в кольцевой трубе для подачи угольного газа в соответствии с перепадом давлений между первым датчиком давления и вторым датчиком давления; и
q
m
[0023] расчет значения расхождения между общим количеством распылителей N и максимальным количеством распылителей угольного газа N для получения количества переключений N.
q
[0024] В некоторых вариантах осуществления изобретения, максимальное количество распылителей угольного газа N рассчитывается согласно формуле, приведенной ниже:
i
t
i
1
2
[0025] где ρ представляет собой плотность угольного газа, ν представляет собой расчетную скорость потока распылителя угольного газа, h представляет собой коэффициент сопротивления кольцевой трубы для подачи угольного газа, h представляет собой коэффициент сопротивления отводной трубы для подачи угольного газа, P представляет собой давление в кольцевой трубе для подачи угольного газа, измеренное первым датчиком давления, P представляет собой давление внутри камеры печи, измеренное вторым датчиком давления, и α представляет собой поправочный коэффициент, связанный с размером частиц известняка в камере печи.
[0026] В некоторых вариантах осуществления изобретения, способ дополнительно включает:
x
m
[0027] предварительную установку нескольких режимов равномерного подвода тепла в соответствии с общим количеством распылителей N, включенных в группу распылителей, и расположением каждого распылителя в поперечном сечении камеры печи; режим равномерного подвода тепла указывает положение распылителя, необходимого для переключения топливной среды, и фактическое количество распылителей N в группе распылителей, когда N находится в пределах указанного диапазона значений.
m
[0028] В некоторых вариантах осуществления изобретения, после расчета количества переключений N, способ дополнительно включает:
m
[0029] определение целевого режима равномерного подвода тепла, соответствующего диапазону значений N;
x
[0030] и переключение топливной среды N распылителей в соответствующем положении с угольного газа на пылевидный уголь в соответствии с указанием целевого режима равномерного подвода тепла.
[0031] В некоторых вариантах осуществления изобретения, способ дополнительно включает:
[0032] предварительную маркировку каждого распылителя в группе распылителей;
m
x
[0033] установку соответствующего отношения между диапазоном значений N и набором распылителей в матрице для получения режима равномерного подвода тепла; и набор распылителей в матрице содержит отметки N распылителей в наборе распылителей в матрице, требующем переключения топливной среды.
[0034] В некоторых вариантах осуществления изобретения, способ дополнительно включает:
y
[0035] когда предварительно установлено несколько режимов равномерного подвода тепла, определение порогового значения равномерного подвода тепла N;
y
x
[0036] когда диапазон значений представляет собой (N, N], N равно N, следовательно, режим равномерного подвода тепла представляет собой подвод тепла с применением пылевидного угля;
y
x
y
[0037] когда диапазон значений представляет собой (0, N], являющийся 0<NN, следовательно, режим равномерного подвода тепла представляет собой комбинированный подвод тепла с применением угольного газа и пылевидного угля;
x
[0038] и когда диапазон значений равен 0, N равно 0, следовательно, режим равномерного подвода тепла представляет собой подвод тепла с применением угольного газа.
i
[0039] В некоторых вариантах осуществления изобретения, общее количество подводимого тепла Q кольцевой зоны подвода тепла составляет:
1
1i
th
[0040] где Q представляет собой общее количество подводимого тепла первой кольцевой зоной подвода тепла, первая кольцевая зона подвода тепла находится в центре поперечного сечения камеры печи; Q представляет собой теоретическое количество подводимого тепла, необходимое при обжиге материала на определенной высоте поперечного сечения камеры печи; 5 представляет собой коэффициент теплопередачи между топочным газом и материалом в печи для обжига известняка; k представляет собой коэффициент пропорциональности подвода тепла между первой кольцевой зоной подвода тепла и i кольцевой зоной подвода тепла; Y представляет собой количество кольцевых зон подвода тепла.
ij
[0041] В некоторых вариантах осуществления изобретения, среднее количество подаваемого угольного газа W каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла рассчитывается согласно формуле, приведенной ниже:
i
i
1
i
[0042] где Q представляет собой общее количество подводимого тепла кольцевой зоны подвода тепла, X представляет собой количество распылителей, включенных в кольцевую зону подвода тепла, h представляет собой удельную теплоту сгорания угольного газа, измеренную первым датчиком теплоты сгорания, 1jX, и 1iY.
ij
[0043] В некоторых вариантах осуществления изобретения, количество подаваемого топлива T каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла рассчитывается согласно формуле, приведенной ниже:
i
i
i
2
x
1
x
1
i
[0044] где M представляет собой среднее количество подводимого тепла каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла; Q представляет собой общее количество подводимого тепла кольцевой зоны подвода тепла; X представляет собой количество распылителей, включенных в кольцевую зону подвода тепла; h=h для распылителей, соответствующих N регулирующим клапанам отводных труб для подачи пылевидного угля в открытом состоянии; h=h для распылителей, соответствующих другим N-N регулирующим клапанам отводных труб для подачи угольного газа в открытом состоянии; где h представляет собой удельную теплоту сгорания угольного газа, измеренную первым датчиком теплоты сгорания, hi представляет собой удельную теплоту сгорания пылевидного угля, измеренную вторым датчиком теплоты сгорания, 1jX, и 1iY.
ij
ij
ij
[0045] Относительно схемы второго аспекта, устройство подачи топлива включает устройство подачи угольного газа и устройство подачи пылевидного угля, устройство подачи угольного газа и устройство подачи пылевидного угля, не зависимые друг от друга, совместно используют группу распылителей, каждый распылитель в группе распылителей соединен с одной отводной трубой для подачи угольного газа и одной отводной трубой для подачи пылевидного угля, соответственно, таким образом, топливная среда, подаваемая каждым распылителем, может переключаться между угольным газом и пылевидным углем. В ходе начального подвода тепла, первый датчик давления используется для измерения давления в кольцевой трубе для подачи угольного газа, и второй датчик давления используется для измерения давления внутри камеры печи. Перепад давлений между двумя датчиками, превышающий или равный минимальному давлению на входе в печь, указывает на то, что подача угольного газа является достаточной, и предпочтительно применяется подвод тепла с применением угольного газа. Рассчитывается среднее количество подаваемого угольного газа W каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла, и регулируется степень открытия каждого регулирующего клапана отводной трубы для подачи угольного газа, чтобы обеспечить соответствие измеренного значения S расходомера с W, таким образом, гарантируется равномерность и точность подвода тепла в поперечном сечении камеры печи.
m
x
x
x
m
m
x
[0046] В ходе подвода тепла, перепад давлений между первым датчиком давления и вторым датчиком давления, меньше минимального давления на входе в печь, указывает на то, что давление угольного газа колеблется, так что давление сети труб для подачи угольного газа является слишком низким, и давление угольного газа является не достаточным для обеспечения входа в печь. При таких условиях, необходимо начинать комбинированный подвод тепла с применением угольного газа и пылевидного угля, рассчитывается теоретическое количество переключений N, затем закрываются N регулирующих клапанов угольного газа в устройстве подачи угольного газа, и открываются N регулирующих клапанов пылевидного угля в устройстве подачи пылевидного угля, при этом N больше или равно N. Соответственно, топливная среда, по меньшей мере, N распылителей в группе распылителей переключается с исходного угольного газа на пылевидный уголь, по мере того, как обеспечивается то, что угольный газ в других N-N распылителях в группе распылителей может подаваться во внутреннюю полость камеры печи при скорости потока не менее указанной в техническом условии, таким образом автоматически переключая топливную среду указанного распылителя в соответствии с давлением угольного газа. Следовательно, исходя из того, что подвод тепла с применением угольного газа является первым выбором, согласно заявке, может обеспечиваться стабильная работа печи для обжига известняка при условии низкого давления угольного газа, может обеспечиваться достаточная подача топливной среды в камеру печи, и может переключаться топливная среда печи для обжига известняка, не являющаяся единственной, таким образом, повышается стабильность производства и технологическая адаптируемость печи для обжига известняка, а также облегчается непрерывное и высокоэффективное производство печи для обжига известняка. Более того, согласно схеме, поперечное сечение печи для обжига известняка разделено на несколько зон подвода тепла в радиальном направлении, и общее количество подводимого тепла, необходимое каждой зоне подвода тепла, получается согласно разнице количества отводимого тепла каждой зоны подвода тепла, таким образом, точно рассчитывается и обеспечивается количество подаваемого топлива, необходимое каждому независимому распылителю, осуществляется точный подвод тепла, материалы, находящиеся в различных положениях на одном и том же горизонтальном поперечном сечении камеры печи, нагреваются равномерно, предотвращается пережог или недожог извести, и улучшается качество продукта печи для обжига известняка. Следовательно, заявка позволяет значительно повысить производительность печи для обжига известняка.
[0047] Согласно третьему аспекту, настоящая заявка обеспечивает способ подвода тепла к печи для обжига известняка, к печи для обжига известняка согласно шестому возможному варианту осуществления первого аспекта, способ включает следующие этапы:
[0048] когда перепад давлений между первым датчиком давления и вторым датчиком давления больше или равен минимальному давлению на входе в печь, предпочтительно запускается режим подвода тепла с применением угольного газа, чтобы обеспечить подачу угольного газа в качестве топлива в камеру печи всеми N распылителями; режим подвода тепла с применением угольного газа заключается в следующем: отсекающий клапан угольного газа, вентилятор для подачи угольного газа и корпус клапана на впускном отверстии для подачи угольного газа N переключателей топлива, все находятся в открытом состоянии, отсекающий клапан пылевидного угля и корпус клапана на впускном отверстии для подачи пылевидного угля N переключателей топлива, все находятся в закрытом состоянии, вентилятор для подачи пылевидного угля находится в состоянии готовности к эксплуатации, и отсекающий клапан азота и корпусы клапанов на впускном отверстии для подачи азота N переключателей топлива, все находятся в закрытом состоянии; обратный клапан угольного газа находится в закрытом состоянии, и обратный клапан пылевидного угля находится в открытом состоянии; и N регулирующих клапанов отводных труб для подачи угольного газа, N регулирующих клапанов отводных труб для подачи пылевидного угля и N регулирующих клапанов отводных труб для подачи азота, все находятся в открытом состоянии;
ij
ij
ij
[0049] рассчитывается среднее количество подаваемого угольного газа W каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла, и регулируется степень открытия каждого регулирующего клапана отводной трубы для подачи угольного газа, чтобы обеспечить соответствие измеренного значения S расходомера с W;
m
m
[0050] когда перепад давлений меньше минимального давления на входе в печь, рассчитывается количество переключений N; N представляет собой теоретическое количество распылителей, необходимых для переключения топливной среды;
x
m
m
x
[0051] определяется режим равномерного подвода тепла, который требуется запустить, при этом режим равномерного подвода тепла используется для указания положения распылителя, необходимого для переключения топливной среды, и фактического количества распылителей N в группе распылителей, когда N находится в пределах указанного диапазона значений, и NNN;
ij
[0052] после запуска режима равномерного подвода тепла, рассчитывается количество подаваемого топлива T каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла;
x
x
ij
ij
[0053] регулируются степени открытия регулирующих клапанов отводных труб для подачи пылевидного угля в положениях, соответствующих N распылителям, и регулируются степени открытия регулирующих клапанов отводных труб для подачи угольного газа, соответствующих другим N-N распылителям, так что измеренное значение S расходомера соответствует T; и
[0054] открывается отсекающий клапан воздуха горения, и увеличивается рабочая частота вентилятора для подачи воздуха горения, чтобы обеспечить соответствие количества воздуха горения, поступающего в печь, с общим количеством топлива, и завершается процесс переключения.
[0055] В некоторых вариантах осуществления изобретения, способ дополнительно включает:
y
[0056] определение порогового значения равномерного подвода тепла N в соответствии с общим количеством распылителей N, включенных в группу распылителей, и расположением каждого распылителя в поперечном сечении камеры печи;
y
x
[0057] когда диапазон значений представляет собой (N, N], N равно N, следовательно, режим равномерного подвода тепла представляет собой подвод тепла с применением пылевидного угля;
y
x
y
[0058] когда диапазон значений представляет собой (0, N], являющийся 0<NN, следовательно, режим равномерного подвода тепла представляет собой комбинированный подвод тепла с применением угольного газа и пылевидного угля;
x
[0059] и когда диапазон значений равен 0, N равно 0, следовательно, режим равномерного подвода тепла представляет собой подвод тепла с применением угольного газа.
[0060] В некоторых вариантах осуществления изобретения, когда режим равномерного подвода тепла представляет собой подвод тепла с применением пылевидного угля, режим равномерного подвода тепла запускается следующим образом:
[0061] последовательно закрываются корпус клапана на впускном отверстии для подачи угольного газа в N переключателях топлива и отсекающий клапан угольного газа, одновременно открывается обратный клапан угольного газа, и вентилятор для подачи угольного газа переводится в состояние готовности к эксплуатации;
[0062] последовательно открываются отсекающий клапан азота и корпус клапана на впускном отверстии для подачи азота N переключателей топлива, и после продувки азотом остаточного пылевидного угля в переключателе топлива в распылитель, последовательно закрываются корпус клапана на впускном отверстии для подачи азота N переключателей топлива и отсекающий клапан азота; и
[0063] закрывается обратный клапан пылевидного угля, увеличивается рабочая частота вентилятора для подачи пылевидного угля, и когда давление пылевидного угля достигает требуемого значения на входе в печь, последовательно открываются отсекающий клапан пылевидного угля и корпус клапана на впускном отверстии для подачи пылевидного угля N переключателей топлива, таким образом, пылевидный уголь последовательно проходит через трубопровод транспортировки пылевидного угля, кольцевую трубу для подачи пылевидного угля, N отводных труб для подачи пылевидного угля, впускное отверстие для подачи пылевидного угля и выпускное отверстие для подачи топлива N переключателей топлива и N распылителей, и поступает во внутреннюю полость камеры печи, так что запускается режим равномерного подвода тепла.
[0064] В некоторых вариантах осуществления изобретения, когда режим равномерного подвода тепла представляет собой комбинированный подвод тепла с применением угольного газа и пылевидного угля, режим равномерного подвода тепла запускается следующим образом:
x
x
x
[0065] закрываются регулирующий клапан отводной трубы для подачи пылевидного угля и регулирующий клапан отводной трубы для подачи азота, соответствующие остальным N-N распылителям, и в то же время, закрывается регулирующий клапан отводной трубы для подачи угольного газа в положении, соответствующем N распылителям, и закрывается корпус клапана на впускном отверстии для подачи угольного газа в переключателе топлива в положении, соответствующем N распылителям;
x
x
[0066] последовательно открываются отсекающий клапан азота и корпус клапана на впускном отверстии для подачи азота переключателя топлива в положении, соответствующем N распылителям, и после продувки азотом остаточного угольного газа в переключателе топлива в распылитель, последовательно закрываются корпус клапана на впускном отверстии для подачи азота переключателя топлива в положении, соответствующем N распылителям, и отсекающий клапан азота; и
x
x
x
x
[0067] закрывается обратный клапан пылевидного угля, увеличивается рабочая частота вентилятора для подачи пылевидного угля, и когда давление пылевидного угля достигает требуемого значения на входе в печь, последовательно открываются отсекающий клапан пылевидного угля и корпус клапана на впускном отверстии для подачи пылевидного угля переключателя топлива в положении, соответствующем N распылителям, таким образом, пылевидный уголь последовательно проходит через трубопровод транспортировки пылевидного угля, кольцевую трубу для подачи пылевидного угля, N отводных труб для подачи пылевидного угля, впускное отверстие для подачи пылевидного угля и выпускное отверстие для подачи топлива N переключателей топлива, и N распылителей и поступает во внутреннюю полость камеры печи.
m
[0068] В некоторых вариантах осуществления изобретения, расчет количества переключений N включает:
q
[0069] расчет максимального количества распылителей угольного газа N, допустимого в группе распылителей при текущем давлении в кольцевой трубе для подачи угольного газа в соответствии с перепадом давлений между первым датчиком давления и вторым датчиком давления; и
q
m
[0070] расчет значения расхождения между общим количеством распылителей N и максимальным количеством распылителей угольного газа N для получения количества переключений N.
q
[0071] В некоторых вариантах осуществления изобретения, максимальное количество распылителей угольного газа N рассчитывается согласно формуле, приведенной ниже:
l
t
i
1
2
[0072] где ρ представляет собой плотность угольного газа, ν представляет собой расчетную скорость потока распылителя угольного газа, h представляет собой коэффициент сопротивления кольцевой трубы для подачи угольного газа, h представляет собой коэффициент сопротивления отводной трубы для подачи угольного газа, P представляет собой давление в кольцевой трубе для подачи угольного газа, измеренное первым датчиком давления, P представляет собой давление внутри камеры печи, измеренное вторым датчиком давления, и α представляет собой поправочный коэффициент, связанный с размером частиц известняка в камере печи.
i
[0073] В некоторых вариантах осуществления изобретения, общее количество подводимого тепла Q кольцевой зоны подвода тепла составляет:
th
[0074] где Q1 представляет собой общее количество подводимого тепла первой кольцевой зоны подвода тепла, первая кольцевая зона подвода тепла находится в центре поперечного сечения камеры печи; Q представляет собой теоретическое количество подводимого тепла, необходимое при обжиге материала на определенной высоте поперечного сечения камеры печи; δ представляет собой коэффициент теплопередачи между сгорания и топочным газом и материалом в печи для обжига известняка; k1i представляет собой коэффициент пропорциональности подвода тепла между первой кольцевой зоной подвода тепла i кольцевой зоной подвода тепла; Y представляет собой количество кольцевых зон подвода тепла.
ij
[0075] В некоторых вариантах осуществления изобретения, среднее количество подаваемого угольного газа W каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла рассчитывается согласно формуле, приведенной ниже:
i
i
1
i
[0076] где Q представляет собой общее количество подводимого тепла кольцевой зоны подвода тепла, X представляет собой количество распылителей, включенных в кольцевую зону подвода тепла, h представляет собой удельную теплоту сгорания угольного газа, измеренную первым датчиком теплоты сгорания, 1jX, и 1iY.
ij
[0077] В некоторых вариантах осуществления изобретения, количество подаваемого топлива T каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла рассчитывается согласно формуле, приведенной ниже:
i
i
i
2
x
1
x
1
2
i
[0078] где M представляет собой среднее количество подводимого тепла каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла; Q представляет собой общее количество подводимого тепла кольцевой зоны подвода тепла; X представляет собой количество распылителей, включенных в кольцевую зону подвода тепла; h=h для N распылителей в открытом положении и h=h для других N-N распылителей; при этом h представляет собой удельную теплоту сгорания угольного газа, измеренную первым датчиком теплоты сгорания, h представляет собой удельную теплоту сгорания пылевидного угля, измеренную вторым датчиком теплоты сгорания, 1jX, и 1iY.
ij
ij
ij
[0079] Относительно схемы третьего аспекта, устройство подачи угольного газа и устройство подачи пылевидного угля используются параллельно, и управление переключением топлива печи для обжига известняка осуществляется посредством переключателя топлива. В ходе начального подвода тепла, первый датчик давления используется для измерения давления в кольцевой трубе для подачи угольного газа, и второй датчик давления используется для измерения давления внутри камеры печи. Перепад давлений между двумя датчиками, превышающий или равный минимальному давлению на входе в печь, указывает на то, что подача угольного газа является достаточной, и преимущественно применяется режим подвода тепла с применением угольного газа. Рассчитывается среднее количество подаваемого угольного газа W каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла, и регулируется степень открытия каждого регулирующего клапана отводной трубы для подачи угольного газа, чтобы обеспечить соответствие измеренного значения S расходомера с W, таким образом, гарантируется равномерность и точность подвода тепла в поперечном сечении камеры печи.
m
m
m
x
[0080] После запуска режима подвода тепла с применением угольного газа, перепад давлений между первым датчиком давления и вторым датчиком давления, меньше минимального давления на входе в печь, указывает на то, что давление угольного газа колеблется, так что давление в сети труб для подачи угольного газа является слишком низким, и давление угольного газа является не достаточным для обеспечения входа в печь. При таких условиях, переключается режим подвода тепла. Рассчитывается теоретическое количество переключений N, и определяется режим равномерного подвода тепла, необходимый для запуска в дальнейшем. Режим равномерного подвода тепла предварительно устанавливается в соответствии с общим количеством распылителей N, входящих в группу распылителей, и расположением каждого распылителя в поперечном сечении камеры печи, принимая во внимание равномерность подвода тепла к камере. Пока осуществляется расчет N, может быть выявлено положение распылителя, необходимого для переключения топливной среды, соответствующего диапазону значений, к которому принадлежит N, и фактическое количество распылителей N. На впускном отверстии для подачи угольного газа, впускном отверстии для подачи пылевидного угля и впускном отверстии для подачи азота в переключателе топлива соответственно выполнены корпусы клапанов. Одновременно открыт только один корпус клапана, и другие корпусы клапанов находятся в закрытом состоянии, таким образом, предотвращается попадание угольного газа в кольцевую трубу для подачи пылевидного угля или попадание пылевидного угля в кольцевую трубу для подачи угольного газа в результате взаимного сообщения, и одновременно может быть предотвращено смешение топлива, вызванное возвратом топлива в камеру печи, таким образом реализуя эффективное отсечение угольного газа и пылевидного угля. Устройство подачи пылевидного угля и устройство подачи угольного газа объединены и изолированы посредством переключателя топлива. Путем управления состоянием открытия и закрытия каждого клапана в печи для обжига известняка и рабочим состоянием вентилятора, можно быстро, автоматически и гибко переключать топливную среду печи для обжига известняка, реализуются разнообразные режимы подвода тепла, следовательно, устраняются недостатки, связанные с одним типом топлива для подвода тепла и низкой технологической адаптируемостью. Кроме того, согласно схеме, поперечное сечение печи для обжига известняка разделено на несколько зон подвода тепла в радиальном направлении, и общее количество подводимого тепла, необходимое каждой зоне подвода тепла, получается в соответствии с разницей количества отводимого тепла каждой зоны подвода тепла, таким образом, точно рассчитывается и обеспечивается количество подаваемого топлива, необходимое каждому независимому распылителю, реализуется точный подвод тепла, равномерно нагреваются материалы в различных положениях на одном и том же горизонтальном поперечном сечении камеры печи, предотвращается пережог или недожог извести. Таким образом, улучшается качество продукта печи для обжига известняка, и, следовательно, заявка позволяет значительно повысить производительность печи для обжига известняка.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0081] С целью более ясной иллюстрации технической схемы настоящей заявки, чертежи, необходимые в вариантах осуществления изобретения, будут кратко представлены ниже. Очевидно, что специалистами в данной области техники, без привлечения творческих усилий, на основе данных чертежей также могут быть получены другие чертежи.
[0082] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение, показывающее конструкцию существующей печи для обжига известняка;
[0083] Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение, показывающее общую конструкцию печи для обжига известняка, приведенную в Варианте осуществления 1 настоящей заявки;
[0084] Фиг. 3 представляет собой структурное изображение устройства подвода тепла печи для обжига известняка, приведенной в Варианте 1 настоящей заявки;
[0085] Фиг. 4 представляет собой изображение разреза кольцевой зоны подвода тепла в поперечном сечении камеры печи, приведенной в Варианте осуществления 1 настоящей заявки;
[0086] Фиг. 5 представляет собой изображение размещения каждого распылителя в поперечном сечении камеры печи в группе распылителей, приведенной в Варианте осуществления 1 настоящей заявки;
[0087] Фиг. 6 представляет собой изображение размещения распылителя угольного газа и распылителя пылевидного угля в каждом режиме равномерного подвода тепла, приведенном в Варианте осуществления 1 настоящей заявки;
[0088] Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение, показывающее общую конструкцию печи для обжига известняка, приведенной в Варианте осуществления 3 настоящей заявки;
[0089] Фиг. 8 представляет собой схематическое изображение, показывающее частичную конструкцию печи для обжига известняка, приведенной в Варианте осуществления 3 настоящей заявки;
[0090] Фиг. 9 представляет собой схематическое изображение, показывающее конструкцию переключателя топлива, приведенного в Варианте осуществления 3 настоящей заявки;
[0091] Фиг. 10 представляет собой схематическое изображение, показывающее конструкцию другого переключателя топлива, приведенного в Варианте осуществления 3 настоящей заявки;
[0092] Фиг. 11 представляет собой схематическое изображение, показывающее конструкцию корпуса распылителя, приведенного в Варианте осуществления 5 настоящей заявки;
[0093] Фиг. 12 представляет собой круговое поперечное сечение части корпуса распылителя рядом с выпускным отверстием, приведенного в Варианте осуществления 5 настоящей заявки;
[0094] Фиг. 13 представляет собой схематическое изображение диапазона рассеивания распылителя, приведенного в Варианте осуществления 5 настоящей заявки.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0095] Далее предоставляется более подробное описание технического решения с вариантами осуществления настоящей заявки и сопроводительными чертежами для более детального пояснения технического решения по настоящей заявке специалистам в данной области техники.
[0096] Как показано на Фиг. 2 и Фиг. 3, первый вариант осуществления настоящей заявки предусматривает печь для обжига известняка, которая содержит камеру печи 1, устройство подвода тепла и вентилятор для подачи воздуха горения 2. Устройство подвода тепла используется для подачи и транспортировки топлива, необходимого для обжига известняка, в камеру печи 1, а труба подачи воздуха горения 21 соединяет вентилятор для подачи воздуха горения 2 и камеру печи 1 друг с другом. Труба подачи воздуха горения 21 снабжена отсекающим клапаном воздуха горения 22, таким образом, при запуске вентилятора для подачи воздуха горения 2 и открытии отсекающего клапана воздуха горения 22, воздух горения поступает во внутреннюю полость камеры печи 1 через трубу подачи воздуха горения 21, обеспечивая тем самым поступление воздуха горения для осуществления сгорания топлива и выделения тепла.
[0097] В частности, в варианте осуществления устройство подвода тепла включает в себя устройство подачи топлива и группу распылителей 3, сообщающуюся с внутренней полостью камеры печи 1. Группа распылителей 3 используется для подачи топлива, подаваемого устройством подачи топлива, во внутреннюю полость камеры печи 1, при этом группа распылителей 3 имеет N распылителей 31, то есть общее количество распылителей 31, входящих в группу распылителей 3, равно N. Устройство подачи топлива содержит устройство подачи угольного газа 4 и устройство подачи пылевидного угля 5. Устройство подачи угольного газа 4 содержит кольцевую трубу для подачи угольного газа 401 и N отводных труб для подачи угольного газа 402, сообщаемых с кольцевой трубой для подачи угольного газа 401, причем каждая отводная труба для подачи угольного газа 402 сообщается с питающим входным концом одного распылителя 31. Устройство подачи пылевидного угля 5 содержит кольцевую трубу для подачи пылевидного угля 501 и N отводных труб для подачи пылевидного угля 502, соединенных с кольцевой трубой для подачи пылевидного угля 501, причем каждая отводная труба для подачи пылевидного угля 502 сообщается с питающим входным концом одного распылителя 31, так что устройство подачи угольного газа 4 и устройство подачи пылевидного угля 5 совместно используют систему распылителей 3. Каждая отводная труба для подачи угольного газа 402 оборудована регулирующим клапаном отводной трубы для подачи угольного газа 403, и каждая отводная труба для подачи пылевидного угля 502 оборудована регулирующим клапаном отводной трубы для подачи пылевидного угля 503. На распылителе 31 предусмотрен расходомер 311. Первый датчик теплоты сгорания 404 и первый датчик давления 405 соответственно расположены на кольцевой трубе для подачи угольного газа 401, второй датчик теплоты сгорания 504 расположен на кольцевой трубе для подачи пылевидного угля 501, а второй датчик давления 11 предусмотрен внутри камеры печи 1.
[0098] В известных печах для обжига известняка можно использовать только угольный газ или пылевидный уголь. При возникновении необходимости замены типа топлива, требуется изменить систему подвода тепла печи для обжига известняка, что снижает универсальность ее применения. Кроме того, для печи для обжига известняка, используемой на металлургическом заводе, стоимость угольного газа, как побочного продукта процессов производства чугуна, стали и т.п., невысока, но подача такого топлива нестабильна, и поэтому количество угольного газа и его теплотворная способность часто сильно колеблются, так что трудно гарантировать стабильность производства при использовании угольного газа в качестве единственного топлива. Однако стоимость производства извести увеличивается при использовании пылевидного угля в качестве единственного топлива. Таким образом, в известной печи для обжига известняка применяется один вид топлива, и нет возможности применения разных типов топлива в зависимости от рабочих условий на металлургическом заводе, что приводит к низкой производственной адаптируемости и низкой производительности печи для обжига известняка.
[0099] Согласно варианту осуществления на основе конструкции печи для обжига известняка, показанной на фиг. 1, устройство подвода тепла включает в себя устройство подачи угольного газа и устройство подачи пылевидного угля, расположенные параллельно, при этом устройство подачи угольного газа и устройство подачи пылевидного угля независимо друг от друга используют группу распылителей 3, и количество распылителей 31, соединенных с отводными трубами для подачи угольного газа 402 и отводными трубами для подачи пылевидного угля 502, в группе распылителей 3 составляет N распылителей. При этом каждый распылитель 31 в группе распылителей 3 соответственно сообщается с одной отводной трубой для подачи угольного газа 402 и одной отводной трубой для подачи пылевидного угля 502, при этом регулирующий клапан отводной трубы для подачи угольного газа 403 и регулирующий клапан отводной трубы для подачи пылевидного угля 503, относящихся к одному распылителю 31 не открываются одновременно, так что сообщение между отводной трубой для подачи угольного газа 402 и отводной трубой для подачи пылевидного угля 502 исключено, и гарантируется, что каждый распылитель 31 распыляет угольный газ и пылевидный уголь, не смешивая их друг с другом.
[00100] Распылители 31 работают следующим образом, когда регулирующий клапан отводной трубы для подачи пылевидного угля 503, расположенный на отводной трубе для подачи пылевидного угля 502, соединенного с одним распылителем 31, закрыт, а регулирующий клапан отводной трубы для подачи угольного газа 403, расположенный на отводной трубе для подачи угольного газа 402, сообщающегося с одним распылителем 31, открыт, топливная среда, транспортируемая распылителем 31, представляет собой угольный газ; когда регулирующий клапан отводной трубы для подачи угольного газа 403, расположенный на отводной трубе для подачи угольного газа 402, соединенного с одним распылителем 31, закрыт, а регулирующий клапан отводной трубы для подачи пылевидного угля 503, расположенный на отводной трубе для подачи пылевидного угля 502, сообщающегося с одним распылителем 31, открыт, топливная среда, подаваемая распылителем 31, представляет собой пылевидный уголь. В варианте осуществления, управляя открытием и закрытием регулирующего клапана отводной трубы для подачи угольного газа 403 и регулирующего клапана отводной трубы для подачи пылевидного угля 503, можно легко управлять подачей топливной среды каждым распылителем 31, выбирая между угольным газом и пылевидным углем, что позволяет эффективно решить проблемы известной печи для обжига известняка, в которой используется единственный источник топлива, кроме того, достигается гибкое переключение топливной среды в соответствии с производственными рабочими условиями печи для обжига известняка и совершенствуется производственная адаптируемость печи для обжига.
[00101] По сравнению с пылевидным угольным топливом, угольное газовое топливо, представляющее собой побочный продукт производства чугуна, стали и подобного, имеет преимущества, заключающиеся в низкой стоимости и простом устройстве для сжигания. Следовательно, согласно заявляемому решению, когда давление угольного газа соответствует условиям входа в печь, угольное газовое топливо используется в качестве предпочтительного топлива при начальной подаче тепла в печи для обжига известняка. При начальной подаче тепла давление Р1 в кольцевой трубе для подачи угольного газа измеряется первым датчиком давления 405, а давление Р2 внутри камеры печи измеряется вторым датчиком давления 11. Когда перепад давлений ΔР между датчиками больше или равна минимальному давлению на входе в печь ΔPmin, это означает, что достигнута достаточная подача угольного газа, что удовлетворяет условию на входе в печь, поэтому предпочтительна подача угольного газа. В процессе подачи угольного газа, если обнаруживается, что перепад давлений ΔР меньше минимального давления на входе в печь ΔPmin, это указывает на то, что давление угольного газа колеблется, что приводит к слишком низкому давлению в сети трубопроводов угольного газа и давление угольного газа недостаточно для входа в печь. Таким образом, топливная среда, транспортируемая несколькими или всеми распылителями 31 в группе распылителей 3, может переключаться с угольного газа на пылевидный уголь, тем самым обеспечивая стабильную работу печи для обжига известняка.
[00102] Относительно известной печи для обжига известняка, показанной на фиг. 1, заявитель обнаружил на производственной практике, что, с одной стороны, коэффициент Дарси каждого распылителя не является постоянным из-за различий между каждым распылителем, возникающих в процессе изготовления, и различных монтажных положениях каждого распылителя, так что топливо неравномерно распределяется между распылителями, и дефект, связанный с неравномерностью, не может быть исправлен из-за отсутствия необходимых средств обнаружения и регулировки, что приводит к неравномерному распределению топлива по поперечному сечению камеры печи. С другой стороны, теоретически, теплопередача в каждой части поперечного сечения камеры печи различна, и, соответственно, для поддержания одинаковой температуры теоретическое количество подводимого тепла, необходимое для каждой части поперечного сечения камеры печи, разное. Теплопередача в центральной части поперечного сечения камеры печи минимальна, и, теоретически, необходимое количество подводимого тепла тоже минимально; однако максимальная область теплопередачи и максимальное значение теплопередачи достигаются по краям поперечного сечения камеры печи, поэтому теоретическое количество подводимого тепла также является максимальным. Из-за ограничения факторов в двух аспектах, даже если каждый распылитель 31 в группе распылителей 3 равномерно распределен по поперечному сечению камеры печи 1, точная и равномерная подача тепла для печи для обжига известняка не может быть обеспечена.
[00103] По этой причине поперечное сечение камеры печи 1 в варианте осуществления последовательно разделено на несколько кольцевых зон подвода тепла в радиальном направлении. Например, на фиг. 4 камера печи последовательно разделена на 4 кольцевые зоны подвода тепла, распределенные изнутри наружу, а именно R1, R2, R3 и R4, при этом зона R1 расположена в центре поперечного сечения камеры печи 1, и зона R4 расположена по краю поперечного сечения камеры печи 1. Как показано на фиг. 5, группа распылителей 3 содержит несколько матриц распылителей, при этом каждая матрица распылителей соответственно расположена в одной кольцевой зоне подвода тепла, и каждая матрица распылителей содержит несколько распылителей 31, равномерно распределенных по окружности. Например, на фиг. 5 матрица распылителей в кольцевой зоне подвода тепла R1 содержит 1 распылитель 31, матрица распылителей в кольцевой зоне подвода тепла R2 содержит 8 распылителей 31, матрица распылителей в кольцевой зоне подвода тепла R3 содержит 8 распылителей 31, матрица распылителей в кольцевой зоне подвода тепла R4 содержит 16 распылителей 31, и всего в группе распылителей 3 имеется 33 распылителя, то есть N=33.
[00104] После деления на кольцевые зоны подвода тепла, общее количество подводимого тепла Qi, требуемого в каждой кольцевой зоне подвода тепла, может быть точно определено в соответствии с разницей в количестве теплоотдачи каждой зоны. Количество топлива, подаваемого каждым распылителем 31, может быть точно отрегулировано путем согласования первого датчика теплоты сгорания 404, второго датчика теплоты сгорания 504, регулирующего клапана отводной трубы для подачи угольного газа 403, регулирующего клапана отводной трубы для подачи пылевидного угля 503 и расходомера 311. Каждый распылитель 31 в группе распылителей 3 может быть заранее пронумерован, например, в виде qij, где i - порядковый номер, представляющий кольцевую зону подвода тепла, a j - порядковый номер, представляющий распылитель в матрице распылителей в этой зоне, например, распылитель с номером q23 в зоне R2 идентифицируется как распылитель номер три во второй кольцевой зоне подвода тепла (R2), что облегчает точное распознавание и управление каждым распылителем 31.
2
2
2
1
2
23
2
1
23
23
23
2
2
23
23
[00105] Если взять распылитель под номером q23 в кольцевой зоне подвода тепла R2 в качестве примера, то общее количество подводимого тепла в кольцевой зоне подвода тепла R2 равно Q, при этом матрица распылителей в зоне R2 включает 8 распылителей 31, тогда, в среднем, количество тепла, подаваемого каждым распылителем 31 составляет S=Q/8. Первый датчик теплоты сгорания 404 используется для измерения удельной теплоты сгорания угольного газа h, а второй датчик теплоты сгорания 504 используется для измерения удельной теплоты сгорания пылевидного угля h. Когда распылитель с номером q23 подает в качестве топлива угольный газ, количество подаваемого топлива составляет Т=S/h, таким образом, степень открытия регулирующего клапана отводной трубы для подачи угольного газа 403, соответствующего распылителю q23, регулируется так, чтобы измеренное значение S расходомером 311 распылителя q23 могло быть согласовано со значением Т. Если распылитель с номером q23 подает в качестве топлива пылевидный уголь, то количество подаваемого топлива составляет Т=S/h, таким образом, степень открытия регулирующего клапана отводной трубы для подачи пылевидного угля 503, соответствующего распылителю q23, регулируется для обеспечения возможности согласования измеренного значения S расходомером 311 распылителя q23 со значением Т. Исходя из этого видно, что в соответствии с заявляемым решением, количество подаваемого топлива, необходимого для каждого распылителя 31, может быть точно определено в соответствии с разницей количества теплоотдачи каждой кольцевой зоны подвода тепла, так что улучшается производительность печи для обжига известняка и реализуется точная и равномерная подача тепла. В практическом применении печь для обжига известняка согласно варианту осуществления может дополнительно содержать блок управления ЭВМ, сконфигурированный для выполнения этапов программы, описанных во втором варианте осуществления, представленном ниже.
[00106] Второй вариант осуществления заявляемого решения, в частности, обеспечивает способ подвода тепла в печи для обжига известняка, реализуемый для печи для обжига известняка по первому варианту осуществления. Способ включает в себя этапы программы, указанные ниже.
[00107] Этап S101, когда перепад давлений между первым датчиком давления и вторым датчиком давления больше или равна минимальному давлению на входе в печь, N регулирующих клапанов отводных труб для подачи пылевидного угля закрываются, а N регулирующих клапанов отводных труб для подачи угольного газа открываются, так что все распылители N подают угольное газовое топливо в камеру печи.
[00108] Давление Р1 в кольцевой трубе для подачи угольного газа определяется первым датчиком давления 405, а давление внутри камеры печи Р2 определяется вторым датчиком давления 11, при этом перепад давлений составляет ΔР=Р1-Р2. Перепад давлений ΔР является ключевым параметром для оценки того, удовлетворяет ли давление угольного газа условию подачи в печь. Затем оценивается, превышает ли перепад давлений ΔР минимальное давление на входе в печь ΔPmin или равно ему. Если значение ΔР больше или равно значению ΔPmin, давление угольного газа удовлетворяет условию подачи в печь, и предпочтительно запускается режим подвода тепла с применением угольного газа. Режим подвода тепла с применением угольного газа состоит в том, что все N регулирующих клапанов отводной трубы для подачи угольного газа 503 находятся в закрытом состоянии, а все N регулирующих клапанов отводной трубы для подачи угольного газа 403 находятся в открытом состоянии.
[00109] Этап S102, вычисление среднего количества подаваемого угольного газа Wij от каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла и регулировка степени открытия каждого регулирующего клапана отводной трубы для подачи угольного газа для обеспечения согласования измеренного расходомером значения Sij со средним количеством подаваемого угольного газа Wij.
[00110] В режиме подвода тепла с применением угольного газа все N распылителей 31 подают угольный газ в камеру печи 1, соответственно, топливная среда каждого распылителя одинакова. Среднее количество подаваемого угольного газа Wij от каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла рассчитывается по следующей формуле:
i
1
i
1
2
3
4
[00111] Qi - общее количество тепла, подаваемого в кольцевую зону подвода тепла, X -количество распылителей, включенных в кольцевую зону подвода тепла, h - удельная теплота сгорания угольного газа, измеренная первым датчиком теплоты сгорания, 1jX, 1iY, Y - количество кольцевых зон подвода тепла. Для зон подвода тепла, разделенных как показано на рис. 5, в зоне R1 количество распылителей X=1, в зоне R2 количество распылителей Х=8, в зоне R3 количество распылителей Х=8, в зоне R4 количество распылителей Х=16.
i
[00112] Общее количество тепла Q, подаваемого в кольцевую зону подвода тепла, составляет:
1i
[00113] В формуле Q1 - общее количество тепла, подаваемого в первую кольцевую зону подвода тепла, при этом первая кольцевая зона подвода тепла расположена в центре поперечного сечения камеры печи; Q - теоретическое количество подводимого тепла, необходимое при обжиге материала на определенной высоте поперечного сечения камеры печи; δ - коэффициент теплопередачи между топочным газом и материалом в печи для обжига известняка; k - коэффициент пропорциональности подвода тепла между первой кольцевой зоной подвода тепла и i-й кольцевой зоной подвода тепла. Поскольку первая кольцевая зона подвода тепла (R1) расположена в центре поперечного сечения камеры печи 1 с минимальным количеством теплоотдачи, предпочтительно использовать ее в качестве эталонной зоны для расчета общего количества подводимого тепла Qi других кольцевых зон подвода тепла, где i больше 1.
[00114] Для четырех кольцевых зон подвода тепла, показанных на фиг. 4, а именно, R1-R4, общее количество тепла, подаваемого каждой зоне, соответственно рассчитывается по следующей формуле:
12
12
[00115] В формуле k - коэффициент пропорциональности подвода тепла между зонами R1 и R2. Поскольку зоны R1 и R2 различаются по положению и по количеству теплоотдачи в поперечном сечении камеры печи, общее количество подводимого тепла, необходимое для каждого из них, разное, k - коэффициент пропорциональности, используемый для представления этих различий, который составляет 1,15-1,3.
13
13
[00116] k - коэффициент пропорциональности подвода тепла между зонами R1 и R3. Поскольку зоны R1 и R3 различаются по положению и по количеству теплоотдачи в поперечном сечении камеры печи, общее количество подводимого тепла, необходимое для каждого из них, разное, k - коэффициент пропорциональности, используемый для представления этих различий, который составляет 1,3-1,5.
14
14
[00117] k - коэффициент пропорциональности подвода тепла между зонами R1 и R4. Поскольку зоны R1 и R4 различаются по положению и по количеству теплоотдачи в поперечном сечении камеры печи, общее количество подводимого тепла, необходимое для каждого из них, разное. k - коэффициент пропорциональности, используемый для представления этих различий, который составляет 1,5-1,75.
[00118] После вычисления среднего количества подаваемого угольного газа Wij от каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла, степень открытия регулирующего клапана отводной трубы для подачи угольного газа 403, соответствующего каждому распылителю 31 в кольцевой зоне, может быть синхронизирована для согласования измеренного значения Sij расходомером каждого распылителя 31 со значением Wij, что обеспечит точную регулировку подвода тепла в режиме подвода тепла с применением угольного газа. Следует отметить, что способ разделения кольцевой зоны подвода тепла не ограничивается вариантом осуществления и фиг. 4, так что коэффициент k1i может быть выбран в соответствии с конкретным способом разделения зон. В других возможных вариантах осуществления соответствующая кольцевая зона подвода тепла в центральной части или по краю поперечного сечения камеры печи также может использоваться в качестве эталонной зоны для получения дифференциального коэффициента пропорциональности между эталонной зоной и другими кольцевыми зонами подвода тепла.
[00119] Этап S103, когда перепад давлений меньше минимального давления на входе в печь, вычисляется число переключений Nm; Nm - это теоретическое количество распылителей, необходимое для переключения топливной среды.
[00120] После запуска режима подвода тепла с применением угольного газа необходимо в реальном времени определить, превышает ли перепад давлений ΔР минимальное давление на входе в печь ΔPmin или равно ему. Если перепад давлений ΔР больше или равно ΔPmin, давление угольного газа удовлетворяет условию входа в печь, и сохраняется текущее состояние подачи угольного газа; если перепад давлений ΔР меньше минимального давления на входе в печь ΔPmin, это указывает на то, что давления в сети угольного газа недостаточно для поддержки входа в печь, и необходимо частично или полностью переключить топливную среду в распылителе 31 с угольного газа на пылевидный уголь.
[00121] Кроме того, когда давление угольного газа не удовлетворяет условию входа в печь, максимальное количество распылителей угольного газа Nq, разрешенное в группе распылителей 3 при текущем давлении Р1 кольцевой трубы для подачи угольного газа, может быть рассчитано в соответствии с перепадом давления ΔР, и вычисляется значение разности между общим количеством распылителей N, включенных в группу 3 распылителей, и максимальным количеством распылителей угольного газа Nq для вычисления числа переключений Nm, то есть Nm=N-Nq.
[00122] Согласно теории гидромеханики, падение давления в трубе для подачи угольного газа рассчитывается по формуле (а):
t
i
t
i
t
i
[00123] В формуле (а), ρ - плотность угольного газа; ν - скорость потока угольного газа в кольцевой трубе для подачи угольного газа; ν - расчетная скорость потока угольного газа распылителя; h - коэффициент сопротивления кольцевой трубы для подачи угольного газа; h - коэффициент сопротивления отводной трубы для подачи угольного газа. В устройстве подвода тепла в печи для обжига известняка, поскольку скорость потока угольного газа велика, более 20 м/с, в рабочем состоянии жидкость в трубе находится в зоне чрезмерной турбулентности. В таких условиях h и h - две постоянные, не зависящие от скорости потока угольного газа.
t
[00124] Поскольку геометрический размер и подобные параметры каждого распылителя 31 одинаковы, скорость потока угольного газа каждого распылителя 31 одинакова. Скорость потока ν угольного газа в кольцевой трубе для подачи угольного газа можно рассчитать по следующей формуле (b):
[00125] Таким образом, дополнительно может быть получено следующее:
[00126] Максимальное количество распылителей угольного газа Nq, разрешенное в группе распылителей 3, можно получить по формуле (с) следующим образом:
[00127] Заявитель на практике обнаружил, что, в отличие от других устройств для сжигания, распылитель 31 печи для обжига известняка обычно размещен таким образом, чтобы он был погружен в слой материала из известняка. Топливо сгорает непосредственно в слое материала, что приводит к тому, что когда топливо выбрасывается из распылителя 31, необходимо не только преодолевать сопротивление трубопровода, но также преодолевать сопротивление дополнительного слоя материала. Сопротивление слоя материала топливу связано с размером частиц и пористостью материала под распылителем 31. В рабочем состоянии печи для обжига известняка материал в распылителе 31 представляет собой смесь сырьевого известнякового материала и порошка оксида кальция, так что трудно точно рассчитать соответствующую величину сопротивления. Для того чтобы гарантировать, что скорость потока, с которой топливо впрыскивается из распылителя 31, не меньше проектных требований, формула (d) по варианту осуществления умножается на один поправочный коэффициент α, относящийся к размеру частиц известнякового материала. В частности, это показано в формуле (е), где значения поправочного коэффициента α, полученные на основе практического производственного опыта, составляют меньше 1.
[00128] При этом поправочный коэффициент связан с размером частиц известнякового материала, а конкретное значение поправочного коэффициента может быть указано, как показано в следующей таблице 1.
[00129] Поскольку Nq может представлять собой только целое число, и чтобы гарантировать, что скорость потока угольного газа в распылителе не меньше проектных требований, значение Nq, вычисленное по формуле (е), округляется в сторону уменьшения с получением формулы (е):
[00130] Максимальное количество распылителей угольного газа Nq, допускаемое в группе распылителей 3, рассчитывается по формуле (f), а затем вычисляется теоретическое число переключений Nm по формуле Nm=N-Nq.
[00131] Этап S104, Nx регулирующих клапанов отводной трубы для подачи угольного газа закрываются и, соответственно, Nx регулирующих клапанов отводной трубы для подачи пылевидного угля открываются, так что топливо, подаваемое Nx распылителями в группе распылителей, переключается с угольного газа на пылевидный уголь. Nx - фактическое количество распылителей, необходимое для переключения топливной среды, и NmNxN.
[00132] В ходе работы в режиме подвода тепла с применением угольного газа, если обнаруживается, что перепад давлений ΔР меньше минимального давления на входе в печь ΔPmin, необходимо вычислить теоретическое число переключений Nm, тогда Nx регулирующих клапанов отводной трубы для подачи угольного газа 403 в устройстве подачи угольного газа закрыты, и Nx регулирующих клапанов отводной трубы для подачи пылевидного угля 503 в устройстве подачи пылевидного угля открыты, при этом Nx больше или равно Nm. Таким образом, топливная среда, по меньшей мере, в Nm распылителях 31 в группе распылителей 3 переключается с исходного угольного газа на пылевидный уголь, при этом гарантируется, что угольный газ в других N-Nx распылителях 31 в группе распылителей 3 может впрыскиваться внутрь камеры печи 1 со скоростью потока, не меньшей, чем требуется при проектировании, тем самым автоматически переключая топливную среду в указанном распылителе 31 в соответствии с давлением угольного газа. Таким образом, исходя из вышеуказанной оптимизации подвода тепла с применением только угольного газа, в соответствии с изобретением может быть обеспечена стабильная работа печи для обжига известняка в условиях низкого давления угольного газа, кроме того обеспечивается достаточная подача топливной среды в камеру печи, повышается стабильность производства и технологическая адаптируемость печи для обжига известняка, упрощается непрерывное высокоэффективное производство печи для обжига извести, а также повышается производительность печи для обжига известняка.
[00133] Однако в варианте осуществления, в котором для обеспечения комбинированного подвода тепла используются разные виды топлива, когда часть распылителей в группе распылителей 3 подает угольный газ, а другая часть распылителей подает пылевидный уголь, из-за различия характеристик подвода тепла, таких как интенсивность нагрева и диапазон действия различных топливных сред, возникает большая разница температур при подаче тепла распылителями в разных участках камеры печи 1, а распределение температуры внутри камеры печи 1 не является однородным, что влияет на качество продукции в печи для обжига известняка.
m
[00134] В связи с этим, согласно варианту осуществления, способ дополнительно включает: предварительную настройку нескольких режимов равномерного подвода тепла в соответствии с общим количеством распылителей N, включенных в группу распылителей 3, и распределением каждого распылителя 31 по поперечному сечению камеры печи 1. Режим равномерного подвода тепла предназначен для индикации положения распылителя, необходимого для переключения топливной среды, и фактического номера Nx распылителя в группе распылителей 3, когда N находится в пределах указанного диапазона значений. Определяется целевой режим равномерного подвода тепла, соответствующий диапазону значений, в котором находится Nm, а затем топливная среда в Nx распылителях в соответствующих положениях переключается с угольного газа на пылевидный уголь в соответствии с указанием целевого режима равномерного подвода тепла.
[00135] Когда предварительно задано несколько режимов равномерного подвода тепла, сначала необходимо определить пороговое значение равномерного подвода тепла Ny. Пороговое значение равномерного подвода тепла Ny может быть определено в соответствии с общим количеством распылителей N и распределением каждого распылителя по поперечному сечению камеры печи и т.д. Когда Nm больше, чем Ny, однородность распределения температуры в камере печи не может быть обеспечена, если применяется комбинированный подвод тепла с применением угольного газа и пылевидного угля.
[00136] Когда диапазон значений составляет (Ny, N], Nx равен N, режим равномерного подвода тепла представляет собой подачу пылевидного угля.
[00137] Когда диапазон значений составляет (0, Ny], 0 NxNy, режим равномерного подвода тепла представляет собой комбинированный подвод тепла с применением угольного газа и пылевидного угля.
[00138] Когда диапазон значений равен 0, Nx равно 0, режим равномерного подвода тепла представляет собой подачу угольного газа.
[00139] Фиг. 5 показывает, в качестве примера, группу распылителей 3, содержащую тридцать три распылителя 31 в матрице распылителей, соответственно расположенных в четырех кольцевых зонах подвода тепла. Матрица распылителей в первой кольцевой зоне подвода тепла R1 содержит один распылитель 31, матрица распылителей во второй кольцевой зоне подвода тепла R2 содержит восемь распылителей 31, матрица распылителей в третьей кольцевой зоне подвода тепла R3 содержит восемь распылителей 31, матрица распылителей в четвертой кольцевой зоне подвода тепла R4 включает шестнадцать распылителей 31, а конструкция позволяет равномерно распределить тридцать три распылителя 31 по поперечному сечению камеры печи 1, тем самым способствуя равномерному распределению температуры в камере печи. Что касается структуры распределения группы распылителей 3, вариант осуществления показывает семь режимов равномерного подвода тепла, как показано в следующей таблице 2. Пороговое значение равномерного подвода тепла Ny, соответствующее структуре группы распылителей, равно 9, при этом режим равномерного подвода тепла 1 - это режим подвода тепла с применением угольного газа, режимы равномерного подвода тепла 2-6 -это режимы комбинированного подвода тепла с применением угольного газа и пылевидного угля, а режим равномерного подвода тепла 7 - это режим подвода тепла с применением пылевидного угля.
[00140] Когда Nm=0, это соответствует режиму 1 равномерного подвода тепла, как показано на фиг. 6 (а). В режиме 1 равномерного подвода тепла количество распылителей угольного газа составляет 33, а количество распылителей пылевидного угля равно 0, т.е. Nx=0, поэтому выполняется режим подвода тепла с использованием угольного газа в качестве единственной топливной среды.
[00141] Когда Nm=1, это соответствует режиму 2 равномерного подвода тепла, как показано на фиг. 6 (b) В режиме 2 равномерного подвода тепла количество распылителей угольного газа равно 32, а количество распылителей пылевидного угля равно 1, т.е. Nx=1, поэтому один распылитель пылевидного угля располагается в центре первой кольцевой зоны подвода тепла (т.е. положение распылителя, в котором требуется переключение топливной среды).
[00142] Когда 1<Nm≤4, это соответствует режиму 3 равномерного подвода тепла, как показано на фиг. 6 (с). В режиме 3 равномерного подвода тепла количество распылителей угольного газа составляет 29, а количество распылителей пылевидного угля равно 4, то есть Nx=4, поэтому распылители пылевидного угля распределены с интервалами в матрице распылителей во второй кольцевой зоне подвода тепла.
[00143] Когда Nm=5, это соответствует режиму 4 равномерного подвода тепла, как показано на фиг. 6 (d). В режиме 4 равномерного подвода тепла количество распылителей угольного газа составляет 28, а количество распылителей пылевидного угля - 5, т.е. Nx=5. Четыре распылителя пылевидного угля распределены с интервалами в матрице распылителей в третьей кольцевой зоне подвода тепла, а пятый распылитель пылевидного угля располагается в центре первой кольцевой зоны подвода тепла.
m
[00144] Когда 5<N≤8, это соответствует режиму 5 равномерного подвода тепла, как показано на фиг. 6 (е). В режиме 5 равномерного подвода тепла количество распылителей угольного газа составляет 25, и количество распылителей пылевидного угля равно 8, т.е. Nx=8. Распылители пылевидного угля - это все восемь распылителей в матрице распылителей во второй кольцевой зоне подвода тепла.
[00145] Когда Nm=9, это соответствует режиму 6 равномерного подвода тепла, как показано на фиг. 6 (f). В режиме 6 равномерного подвода тепла количество распылителей угольного газа составляет 24, а количество распылителей пылевидного угля - 9, т.е. Nx=9. Восемь распылителей пылевидного угля представляют собой все распылителе в матрице распылителей в третьей кольцевой зоне подвода тепла, а девятый распылитель пылевидного угля располагается в центре первой кольцевой зоны подвода тепла.
m
[00146] Когда 9<N33, то есть Nm больше, чем пороговое значение равномерного подвода тепла Ny, это соответствует режиму 7 равномерного подвода тепла, как показано на фиг. 6 (g). В режиме 7 равномерного подвода тепла количество распылителей угольного газа составляет 0, а количество распылителей пылевидного угля равно 33, то есть Nx=33. Когда давление угольного газа слишком низкое, максимальное количество распылителей угольного газа Nq, разрешенное в группе распылителей 3, мало, и в случае включения режима комбинированного подвода тепла с применением угольного газа и пылевидного угля, однородность температуры в камере печи 1 не может быть обеспечена, поэтому выбирается режим подвода тепла с применением только пылевидного угля в качестве единственной топливной среды.
[00147] Следует отметить, что вариант осуществления и фиг. 6 показывают альтернативные режимы равномерного подвода тепла, когда 33 распылителя распределены согласно фиг. 5. Для различных конфигураций распределения групп распылителей пороговое значение равномерного подвода тепла может быть определено адаптивно в соответствии с реальными условиями и может быть установлен соответствующий режим равномерного подвода тепла, который не ограничивается настоящей заявкой.
[00148] Для того чтобы облегчить управление режимом равномерного подвода тепла, в других альтернативах вариантах осуществления способ дополнительно включает: предварительную маркировку каждого распылителя в группе распылителей; и установление соответствующего соотношения между диапазоном значений Nm и набором распылителей в матрице для достижения режима равномерного подвода тепла, при этом набор распылителей в матрице содержит Nx маркированных распылителей, включенных в группу распылителей, которые требуют переключения топливной среды. Например, как показано на фиг. 5, каждый распылитель может быть помечен последовательно в соответствии с распределением матрицы распылителей, при этом матрица распылителей в первой кольцевой зоне подвода тепла имеет номер q11, распылители во второй кольцевой зоне подвода тепла маркируются q21-q28 последовательно по часовой стрелке, распылители в третьей кольцевой зоне подвода тепла маркируются q31-q38 последовательно по часовой стрелке, а распылители в четвертой кольцевой зоне подвода тепла маркируются q41-q416 по часовой стрелке.
[00149] Согласно примеру, приведенному на фиг. 6, режим равномерного подвода тепла можно выразить следующим образом:
[00150] режим 1 равномерного подвода тепла представляет собой соответствующее соотношение между Nm=0 и {пустой набор};
[00151] режим 2 равномерного подвода тепла представляет собой соответствующее соотношение между Nm=1 и {q11};
m
[00152] режим 3 равномерного подвода тепла представляет собой соответствующее соотношение между 1<N≤4 и {q21, q23, q25, q27};
[00153] режим 4 равномерного подвода тепла представляет собой соответствующее соотношение между Nm=5 и {q11, q31, q33, q35, q37};
m
[00154] режим 5 равномерного подвода тепла представляет собой соответствующее соотношение между 5<N≤8 и {q21, q22, q23, q24, q25, q26, q27, q28};
m
[00155] режим 6 равномерного подвода тепла представляет собой соответствующее соотношение между N=9 и {q11, q31, q32, q33, q34, q35, q36, q37, q38};
m
[00156] режим 7 равномерного подвода тепла - это соответствующее соотношение между 9<N≤33 и {универсальным набором}.
[00157] Например, когда Nm=3, запускается режим 3 равномерного подвода тепла. Соответствующий набор распылителей в матрице определяется как {q21, q23, q25, q27}, регулирующие клапаны отводной трубы для подачи угольного газа 403, соответствующие распылителям, обозначенным q21, q23, q25 и q27 в группе распылителей 3, закрываются, а регулирующие клапаны отводной трубы для подачи пылевидного угля 503, соответствующие распылителям с маркировкой q21, q23, q25 и q27 в группе распылителей 3 открываются, так что топливная среда в распылителях, маркированных q21, q23, q25 и q27, переключается с угольного газа на пылевидный уголь, а распылители, соответствующие маркировкам, не входящим в набор распылителей в матрице {q21,q23,q25,q27} продолжают транспортировать угольный газ.
ij
x
x
ij
ij
[00158] Этап S105, вычисление количества подачи топлива T для каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла и регулировка степеней открытия N регулирующего клапана отводной трубы для подачи пылевидного угля и другого N-N регулирующего клапана отводной трубы для подачи угольного газа, чтобы согласовать измеренное расходомером значение S со значением T.
ij
[00159] На основании способа расчета общего количества подаваемого тепла Qi в каждой кольцевой зоне подвода тепла, показанный на этапе S102, количество подачи топлива T каждым распылителем в кольцевой зоне подвода тепла рассчитывается по следующей формуле, в которой топливо представляет собой угольный газ или пылевидный уголь:
i
[00160] В формуле Mi - среднее количество тепла, подаваемое каждым распылителем в кольцевой зоне подвода тепла; Qi - общее количество подводимого тепла в кольцевой зоне подвода тепла; Xi - количество распылителей, входящих в кольцевую зону подвода тепла; h=h2 для распылителей, соответствующих Nx регулирующим клапанам отводной трубы для подачи пылевидного угля в открытом состоянии; h=h1 для распылителей, соответствующих другим N-Nx регулирующим клапанам отводной трубы для подачи угольного газа в открытом состоянии; где h1 - удельная теплота сгорания угольного газа, измеренная первым датчиком теплоты сгорания, h2 - удельная теплота сгорания пылевидного угля, измеренная вторым датчиком теплоты сгорания, 1jX, и 1iY.
[00161] Вышеупомянутый режим 4 равномерного подвода тепла принимают в качестве примера для иллюстрации, при этом режим 4 равномерного подвода тепла указывает положение распылителя, в котором требуется переключить топливную среду и фактическое количество распылителей Nx, и Nx=5, при этом 5 распылителей подают пылевидный уголь в камеру печи. Рассчитывается количество топлива Tij, подаваемое на 5 распылителей (пронумерованных q11, q31, q33, q35, q37, соответственно) в соответствующих положениях, то есть количество подаваемого пылевидного угля. Когда количество топлива, подаваемое к распылителю q11, равно Т11, степень открытия регулирующего клапана отводной трубы для подачи пылевидного угля 503, соответствующего распылителю q11, регулируется так, чтобы измеренное расходомером значение S11 распылителя q11 совпадало со значением Т11. Аналогичным образом регулируются потоки пылевидного угля распылителей q31, q33, q35 и q37. Между тем, для других N-Nx распылителей, которые не входят в набор распылителей {q11, q31, q33, q35, q37}, таких как q32, подаваемое им топливо по-прежнему представляет собой угольный газ. Количество подаваемого топлива рассчитывается как Т32, а именно количество подаваемого угольного газа, и степень открытия регулирующего клапана отводной трубы для подачи угольного газа 403, соответствующего распылителю q32, регулируется, чтобы измеренное расходомером значение S32 распылителя q32 соответствовало значению Т32. Аналогичным образом, поток угольного газа другого N-Nx-1 распылителя регулируется таким образом, чтобы вся группа распылителей 3 обеспечивала точную подачу тепла в камеру печи 1.
[00162] Этап S106, открытие отсекающего клапана воздуха горения и увеличение рабочей частоты вентилятора для подачи воздуха горения, чтобы обеспечить согласование количества воздуха горения, поступающего в печь, с общим количеством топлива, и завершение режима переключения.
[00163] Когда поток топлива каждого распылителя 31 в группе распылителей 3 полностью отрегулирован, рабочая частота вентилятора для подачи воздуха горения 2 увеличивается, чтобы запустить вентилятор для подачи воздуха горения 2. Отсекающий клапан воздуха горения 22 открывается таким образом, чтобы воздух горения поступил во внутреннюю полость камеры печи 1 через трубу подачи воздуха горения 21, при этом количество воздуха горения совпадает с общим количеством топлива, подаваемым N распылителями в группе распылителей 3, после этого процесс переключения топлива группой распылителей 3 завершается. Известняк в камере печи 1 может быть подвергнут обжигу для получения готового продукта - извести.
[00164] Согласно варианту осуществления, исходя из того, что предпочтительна подача угольного газа, в соответствии с изобретением может быть обеспечена стабильная работа печи для обжига известняка в условиях низкого давления угольного газа, достаточная подача топливной среды в камеру печи, и переключение топливной среды в печи для обжига известняка, так что повышаются стабильность производства и технологическая адаптируемость печи для обжига известняка, а также достигается непрерывная и высокоэффективная производительность печи для обжига известняка. Кроме того, согласно схеме, поперечное сечение печи для обжига известняка разделено на несколько зон подвода тепла вдоль радиального направления, и общее количество подвода тепла, необходимое для каждой зоны подвода тепла, определяется в соответствии с разницей количества рассеиваемого тепла каждой зоной подвода тепла и тому подобное, так что точно рассчитывается количество топлива, необходимое для каждого независимого распылителя, и реализуется точная подача тепла, материалы в разных положениях на одном и том же горизонтальном поперечном сечении камеры печи равномерно нагреваются, предотвращается пережигание или недожог известняка, а также улучшается качество продукта обжига известняка. Таким образом, схема позволяет значительно улучшить производительность печи для обжига известняка.
[00165] Как показано на фиг. 7-9, вариант 3 осуществления изобретения раскрывает другую печь для обжига известняка, выполненную на основе конструкции печи для обжига известняка по варианту 1, устройство подачи топлива дополнительно содержит N переключателей топлива 6, при этом переключатели топлива 6 соответствуют идентичным распылителям 31. На фиг. 7-9 показана схема соединения только одной группы переключателя топлива 6 и распылителя 31, а схема соединения остальных N-1 групп переключателей топлива 6 и распылителей 31 идентична, поэтому эти схемы не показаны на фигурах. Переключатель топлива 6 используется для объединения и отделения устройства подачи угольного газа 4 и устройства подачи пылевидного угля 5, обеспечивая переключение топлива в печи для обжига известняка с угольного газа на пылевидный уголь и с пылевидного угля на угольный газ, а также обеспечивая отсутствие смешанного потока между угольным газом и пылевидным углем в печи для обжига известняка. Сырье из известняка загружается в камеру печи 1 через распределитель 8, распылитель 31 используется для распыления переключаемого топлива (угольный газ или пылевидный уголь) в камеру печи 1, а затем отсекающий клапан воздуха горения 22 открывается, так что воздух горения, транспортируемый вентилятором для подачи воздуха горения 2, поступает в камеру печи 1 через трубу подачи воздуха горения 21, и топливо сжигается для подвода тепла для обжига известняка с получением готовой извести.
[00166] Каждый переключатель топлива 6 содержит впускное отверстие для подачи угольного газа 61, впускное отверстие для подачи пылевидного угля 62 и выпускное отверстие для подачи топлива 64, при этом впускное отверстие для подачи угольного газа 61 сообщается с отводной трубой для подачи угольного газа 402, впускное отверстие для подачи пылевидного угля 62 сообщается с отводной трубой для подачи пылевидного угля 502, выпускное отверстие для подачи топлива 64 сообщается с питающим входным концом распылителя 31, на впускном отверстии для подачи угольного газа 61 и впускном отверстии для подачи пылевидного угля 62 соответственно предусмотрены корпуса клапанов 65. Устройство подачи угольного газа 4 дополнительно содержит вентилятор для подачи угольного газа 406, который сообщается с кольцевой трубой для подачи угольного газа 401 через трубопровод транспортировки угольного газа 407, снабженный отсекающим клапаном угольного газа 408. Устройство подачи пылевидного угля 5 дополнительно содержит вентилятор для подачи пылевидного угля 505, который сообщается с кольцевой трубой для подачи пылевидного угля 501 через трубопровод транспортировки пылевидного угля 506, снабженный отсекающим клапаном пылевидного угля 507.
[00167] В трубе подачи угольного газа вентилятор для подачи угольного газа 406, трубопровод транспортировки угольного газа 407 и кольцевая труба для подачи угольного газа 401 образуют основную трубу для подачи угольного газа. N линий подачи угольного газа образованы кольцевыми трубами для подачи угольного газа 401, и линия подачи угольного газа содержит отводную трубу для подачи угольного газа 402, переключатель топлива 6 и распылитель 31, расположенные последовательно друг к другу. Когда отсекающий клапан угольного газа 408 находится в открытом состоянии и вентилятор для подачи угольного газа 406 работает в стандартном режиме, угольный газ может проходить по основной трубе для подачи угольного газа и N линиям подачи угольного газа, так что угольный газ транспортируется в камеру печи 1. Когда отсекающий клапан угольного газа 408 находится в закрытом состоянии и рабочая частота вентилятора для подачи угольного газа 406 ниже состояния эксплуатационной готовности, вся труба подачи угольного газа перекрывается, и угольный газ больше не подается в камеру печи 1.
[00168] Аналогичным образом, в трубе для подачи пылевидного угля вентилятор для подачи пылевидного угля 505, трубопровод транспортировки пылевидного угля 506 и кольцевая труба для подачи пылевидного угля 501 образуют основную трубу для подачи пылевидного угля. N линий подачи пылевидного угля образованы кольцевыми трубами подачи пылевидного угля 501, и линия подачи пылевидного угля содержит отводную трубу для подачи пылевидного угля 502, переключатель топлива 6 и распылитель 31, расположенные последовательно друг к другу. Когда отсекающий клапан пылевидного угля 507 находится в открытом состоянии и вентилятор для подачи пылевидного угля 505 работает в стандартном режиме, пылевидный уголь может проходить по основной трубе для подачи пылевидного угля и N линиям подачи пылевидного угля, так что пылевидный уголь транспортируется в камеру печи 1. Когда отсекающий клапан пылевидного угля 507 находится в закрытом состоянии и рабочая частота вентилятора для подачи пылевидного угля 505 ниже состояния эксплуатационной готовности, вся труба подачи пылевидного угля перекрывается, и пылевидный уголь больше не подается в камеру печи 1.
[00169] Ссылаясь на фиг. 9, на примере пылевидного угля, подаваемого распылителем 31 в камеру печи 1, поясняется принцип действия переключателя топлива 6. Корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи пылевидного угля 62 открывается, а корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи угольного газа 61 закрывается, так что пылевидный уголь не может попасть из отводной трубы для подачи пылевидного угля 502 в трубу для подачи угольного газа через впускное отверстие для подачи угольного газа 61, тем самым предотвращая смешивание пылевидного угля и угольного газа. В этот момент только впускное отверстие для подачи пылевидного угля 62 сообщается с выпускным отверстием для топлива 64, а пылевидный уголь поступает из впускного отверстия для подачи пылевидного угля 62, проходит через выпускное отверстие для подачи топлива 64 и поступает в распылитель 31. В то же время, с выпускным отверстием для топлива 64 сообщается только впускное отверстие для подачи угольного газа 61 или впускное отверстие для подачи пылевидного угля 62, тем самым изолируя пылевидный уголь от угольного газа. Корпус клапана 65 может представлять собой корпус электромагнитного клапана или клапана управления потоком других типов и конструкций, что не ограничивается применением.
[00170] Поскольку площадь поперечного сечения переключателя топлива 6 больше, чем диаметр соответствующего впускного отверстия (впускное отверстие для подачи угольного газа 61, впускное отверстие для подачи пылевидного угля 62 и впускное отверстие для подачи азота 63), небольшая часть топлива может выходить из выпускного отверстия для подачи топлива 64, что может привести к образованию остатков топлива в переключателе топлива 6. Кроме того, поскольку выпускное отверстие для подачи топлива 64, распылитель 31 и камера печи 1 сообщаются друг с другом, также возможно что топливо из камеры печи 1 поступает обратно в переключатель топлива 6. Например, когда требуется переключить топливо в печи для обжига известняка с угольного газа на пылевидный уголь, поскольку в переключателе топлива 6 может остаться остаточный угольный газ, когда корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи пылевидного угля 62 открывается, остаточный угольный газ может поступать в трубу для подачи пылевидного угля из впускного отверстия для подачи пылевидного угля 62, что приводит к смешиванию потоков угольного газа и пылевидного угля, т.е. отсутствует эффективная изоляция и разделение угольного газа и пылевидного угля. С одной стороны, если смешанный поток угольного газа и пылевидного угля поступит в камеру печи 1, из-за различных характеристик горения угольного газа и пылевидного угля, может измениться однородность распределения температуры в зоне обжига в камере печи 1, что повлияет на качество продукции в печи для обжига известняка; с другой стороны, если пылевидный уголь и угольный газ смешиваются, легко может возникнуть взрыв, так что существует потенциальная угроза безопасности на производстве в печи для обжига известняка.
[00171] В связи с этим, в предпочтительной схеме варианта осуществления, устройство подачи топлива дополнительно включает устройство продувки азотом 7, содержащее резервуар для сжатого азота 71 и кольцевую трубу для подачи азота 72, при этом кольцевая труба для подачи азота 72 сообщается с N отводными трубами для подачи азота 73, которые снабжены регулирующими клапанами отводных труб для подачи азота 74, соответственно, резервуар для сжатого азота 71 и кольцевая труба для подачи азота 72 соединены через трубопровод транспортировки азота 75, на котором установлен отсекающий клапан азота 76. Переключатель топлива 6 дополнительно включает впускное отверстие для подачи азота 63, которое сообщается с отводной трубой для подачи азота 73, при этом на впускном отверстии для подачи азота 63 предусмотрен корпус клапана 65, и только впускное отверстие для подачи угольного газа 61, впускное отверстие для подачи пылевидного угля 62 или впускное отверстие для подачи азота 63 сообщаются с выпускным отверстием для подачи топлива 64 одновременно за счет регулировки каждого корпуса клапана 65. Когда отсекающий клапан азота 76 и корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи азота 63 открываются, остаточный угольный газ или пылевидный уголь в переключателе топлива 6 вдувается азотом в распылитель 31.
[00172] В трубе для подачи азота, резервуар для сжатого азота 71, трубопровод транспортировки азота 75 и кольцевая труба для подачи азота 72 составляют основную трубу для подачи азота, N линий подачи азота образованы кольцевой трубой для подачи азота 72, и линия подачи азота содержит отводную трубу для подачи азота 73, переключатель топлива 6 и распылитель 31, расположенные последовательно друг к другу. Когда отсекающий клапан азота 76 находится в открытом состоянии, азот проходит через основную трубу для подачи азота и N линий подачи азота, корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи азота 63 в N переключателях топлива 6 открывается, остаточное топливо в переключателе топлива 6 продувается в распылители 31 азотом, и топливо подается в камеру печи 1 с помощью распылителя 31. После завершения продувки отсекающий клапан азота 76 и корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи азота 63 закрываются, вся труба для подачи азота перекрывается, предварительные действия в процессе переключения завершаются, и топливо может переключаться на угольный газ или пылевидный уголь. Поскольку азот является инертным газом и не воспламеняется, топливо вдувается в камеру печи 1, поглощая азот, так что это не влияет на сгорание топлива и предотвращается опасность взрыва. За счет размещения устройства продувки азотом 7 достигается эффективное разделение пылевидного угля и угольного газа и повышается производственная безопасность печи для обжига известняка.
[00173] В предпочтительной схеме варианта осуществления, как показано на фиг. 10, вариант осуществления также обеспечивает особую конструкцию корпуса клапана 65. В отличие от регулирующего клапана с электроприводом, корпус клапана 65 включает в себя жесткое уплотнительное кольцо 651, уплотняющую пробку 652 и возвратную пружину 653. Неподвижный опорный стальной корпус 66 предусмотрен в центре внутри переключателя топлива 6. Жесткое уплотнительное кольцо 651 закреплено по окружности впускного отверстия для подачи угольного газа 61, впускного отверстия для подачи пылевидного угля 62 и впускного отверстия для подачи азота 63 соответственно. Один конец возвратной пружины 653 соединен с опорным стальным корпусом 66, а другой конец возвратной пружины 653 соединен с уплотняющей пробкой 652. Когда уплотняющая пробка 652 подвергается давлению изнутри переключателя топлива 6, уплотняющая пробка 652 плотно прижата к жесткому уплотнительному кольцу 651, так что корпус клапана 65 находится в закрытом состоянии. Когда уплотняющая пробка 652 подвергается давлению снаружи переключателя топлива 6, возвратная пружина 653 сжимается, и уплотняющая пробка 652 и жесткое уплотнительное кольцо 651 разделяются, так что корпус клапана 65 находится в открытом состоянии.
[00174] Если взять в качестве примера пылевидный уголь, подаваемый распылителем 31 в камеру печи 1, то воздух, транспортирующий пылевидный уголь из отводной трубы для подачи пылевидного угля 502, оказывает определенное давление, и когда он проходит через впускное отверстие для подачи пылевидного угля 62, уплотняющая пробка 652 выталкивается снаружи, а возвратная пружина 653 сжимается, так что впускное отверстие для подачи пылевидного угля 62 открывается и сообщается с выпускным отверстием для подачи топлива 64. Следует понимать, что на уплотняющую пробку 652 в корпусе клапана 65 на впускном отверстии для подачи пылевидного угля 62 воздействует давление воздуха, транспортирующего пылевидный уголь через отводную трубу для подачи пылевидного угля 502, при этом давление воздуха зависит от давления снаружи переключателя топлива 6. Когда воздух, транспортирующий пылевидный уголь, поступает внутрь переключателя топлива 6 из впускного отверстия для подачи пылевидного угля 62, давление воздуха, транспортирующего пылевидный уголь, будет заставлять уплотняющую пробку 652 на впускном отверстии для подачи угольного газа 61 и впускном отверстии для подачи азота 63 плотно прижиматься к жесткому уплотнительному кольцу 651, тем самым обеспечивая герметичность впускного отверстия для подачи угольного газа 61 и впускного отверстия для подачи азота 63. Уплотняющие пробки 652 на впускном отверстии для подачи угольного газа 61 и впускном отверстии для подачи азота 63 подвергаются давлению изнутри переключателя топлива 6.
[00175] Опорный стальной корпус 66 расположен в центре переключателя топлива 6 и зафиксирован в этом положении. Один конец возвратной пружины 653 соединен с опорным стальным корпусом 66, другой конец возвратной пружины 653 соединен с уплотняющей пробкой 652, которая может перемещаться при расширении и сжатии возвратной пружины 653. При подаче топлива возвратная пружина 653 возвращается в исходное положение, чтобы плотно прижать уплотняющую пробку 652 к жесткому уплотнительному кольцу 651, так что открытие и закрытие впускного отверстия для подачи угольного газа 61, впускного отверстия для подачи пылевидного угля 62 и впускного отверстия для подачи азота 63 контролируется для предотвращения взаимного сообщения между каждым впускным отверстием. Жесткое уплотнительное кольцо 651 расположено вокруг каждого впускного отверстия, диаметр жесткого уплотнительного кольца 651 немного больше диаметра впускного отверстия, а размер уплотняющей пробки 652 должен быть больше диаметра жесткого уплотнительного кольца 651, чтобы обеспечить герметичность каждого впускного отверстия. Если жесткое уплотнительное кольцо 651 отсутствует, уплотняющая пробка 652 непосредственно блокирует вход переключателя топлива 6, так что характеристики герметичности поверхностного уплотнения являются низкими. Жесткое уплотнительное кольцо 651 прижимается уплотняющей пробкой 652, так что корпус клапана 65 имеет хорошее уплотнение и обеспечивается эффект переключения топлива. Корпус клапана, показанный на Фиг. 10, имеет простую конструкцию, что позволяет снизить стоимость оборудования для печи для обжига известняка. Открытием и закрытием корпуса клапана 6 можно управлять автоматически путем самопроизвольного измерения давления изнутри и снаружи переключателя топлива 6 без отправки электрического управляющего сигнала для управления, так что характеристики уплотнения и эффективность управления корпусом клапана 65 улучшаются.
[00176] Когда топливо в камере печи 1 течет обратно, топливо может поступать внутрь переключателя топлива 6 через выпускное отверстие для подачи топлива 64, и в то же время уплотняющие пробки 652 корпусов клапанов 65 на впускном отверстии для подачи угольного газа 61, впускном отверстии для подачи пылевидного угля 62 и впускном отверстии для подачи азота 63 подвергаются давлению изнутри переключателя топлива 6. Все три корпуса клапанов 65 могут находиться в закрытом состоянии за счет согласования с возвратной пружиной 653, а три впускных отверстия переключателя топлива 6 имеют хорошее уплотнение, так что гарантируется, что топливо не попадет обратно в отводную трубу для подачи угольного газа 402, отводную трубу для подачи пылевидного угля 502 и отводную трубу для подачи азота 73. При переключении, топливо, текущее обратно и оставшееся внутри переключателя топлива 6, повторно вдувается в распылитель 31 устройством продувки азотом 7 и впрыскивается обратно в камеру печи 1 распылителем 31.
[00177] Когда выполняется переключение топлива, например переключение топлива с угольного газа на пылевидный уголь, то есть, когда отсекающий клапан угольного газа 408 закрыт, основная труба угольного газа перекрыта, и вентилятор для подачи угольного газа 406 не может внезапно прекратить работу, а рабочая частота постепенно снижается до состояния эксплуатационной готовности, так что давление в трубопроводе транспортировки угольного газа 407 между отсекающим клапаном угольного газа 408 и вентилятором для подачи угольного газа 406 увеличивается, тем самым влияя на безопасность трубы для подачи угольного газа. Такая же проблема существует для трубы для подачи пылевидного угля.
[00178] В связи с этим, в предпочтительной схеме варианта осуществления со ссылкой на фиг. 7, устройство подачи угольного газа 4 дополнительно включает в себя обратный трубопровод угольного газа 409, на котором установлен обратный клапан угольного газа 410. Выходной конец обратного трубопровода угольного газа 409 сообщается с входным концом вентилятора для подачи угольного газа 406, а входной конец обратного трубопровода угольного газа 409 сообщается с трубопроводом транспортировки угольного газа 407, при этом входной конец обратного трубопровода угольного газа 409 расположен между отсекающим клапаном угольного газа 408 и выпускным концом вентилятора для подачи угольного газа 406. Когда обратный клапан угольного газа 410 открыт, воздух, транспортирующий угольный газ, может циркулировать между обратным трубопроводом угольного газа 409 и вентилятором для подачи угольного газа 406, чтобы сбросить давление вентилятора для подачи угольного газа 406, тем самым обеспечивая безопасность трубы для подачи угольного газа.
[00179] Устройство подачи пылевидного угля 5 дополнительно включает в себя обратный трубопровод пылевидного угля 508, снабженный обратным клапаном пылевидного угля 509, выходной конец обратного трубопровода пылевидного угля 508 сообщается с входным концом вентилятора для подачи пылевидного угля 505, входной конец обратного трубопровода пылевидного угля 508 сообщается с трубопроводом транспортировки пылевидного угля 506, при этом входной конец обратного трубопровода пылевидного угля 508 расположен между отсекающим клапаном пылевидного угля 507 и выходным концом вентилятора для подачи пылевидного угля 505. Когда обратный клапан пылевидного угля 509 открывается, воздух, транспортирующий пылевидный уголь может циркулировать между обратным трубопроводом пылевидного угля 508 и вентилятором для подачи пылевидного угля 505 для сброса давления вентилятора для подачи пылевидного угля 505, тем самым обеспечивая безопасность трубы для подачи пылевидного угля. Печь для обжига известняка согласно третьему варианту осуществления может дополнительно содержать компьютерный блок управления, сконфигурированный для выполнения программных этапов, описанных в четвертом варианте осуществления, указанном ниже.
[00180] Четвертый вариант осуществления заявляемого решения обеспечивает способ подвода тепла в печи для обжига известняка, который используется для конструкции печи для обжига известняка, раскрытого в третьем варианте осуществления. Способ включает следующие шаги.
[00181] 1. Когда перепад давлений между первым датчиком давления и вторым датчиком давления больше или равна минимальному давлению на входе в печь, это указывает на то, что значения давления угольного газа удовлетворяют условию входа в печь, предпочтительно запуску режима подвода тепла с применением угольного газа и включению всех N распылителей для подачи угольного газа в камеру печи. Режим подвода тепла с применением угольного газа осуществляется следующим образом: отсекающий клапан угольного газа 408, вентилятор для подачи угольного газа 406 и корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи угольного газа 61 N переключателей топлива 6 находятся в открытом состоянии, отсекающий клапан пылевидного угля 507 и корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи пылевидного угля 62 N переключателей топлива 6 находятся в закрытом состоянии, вентилятор для подачи пылевидного угля 505 находится в состоянии эксплуатационной готовности, а отсекающий клапан азота 76 и корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи азота 63 N переключателей топлива 6 находятся в закрытом состоянии; обратный клапан угольного газа 410 находится в закрытом состоянии, а обратный клапан пылевидного угля 509 находится в открытом состоянии; и N регулирующих клапанов отводной трубы для подачи угольного газа 403, N регулирующих клапанов отводной трубы для подачи пылевидного угля 503 и N регулирующих клапанов отводной трубы для подачи азота 74 находятся в открытом состоянии. После запуска режима подвода тепла с применением одного вида топлива каждое оборудование в звене устройства подачи находится в состоянии, как описано выше, и в этом случае выполняется шаг 2 для регулировки потока угольного газа каждого распылителя 31 в группе распылителей 3, чтобы обеспечить точную подачу тепла в печи для обжига известняка.
[00182] 2. Расчет среднего количества подаваемого угольного газа Wij для каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла и регулировка степени открытия каждого регулирующего клапана отводной трубы для подачи угольного газа для согласования измеренного расходомером значения Sij со значением Wij. Что касается способа точной регулировки потока подвода тепла, описанного на этапе S202 и этапе S206, можно сделать ссылку на соответствующее описание и иллюстрацию в варианте осуществления 2, которые не будут описаны подробно в данном варианте осуществления.
m
[00183] 3. Когда перепад давлений меньше минимального давления на входе в печь, вычисляется число переключений Nm; N - это теоретическое количество распылителей, необходимое для переключения топливной среды. Для этого этапа может быть сделана ссылка на соответствующее описание и иллюстрацию в Варианте 2 осуществления, которые не будут подробно описаны в данном варианте осуществления.
[00184] 4. Определение режима равномерного подвода тепла, который необходимо запустить, при этом режим равномерного подвода тепла используется для индикации положения распылителя, необходимого для переключения топливной среды, и фактического номера распылителя Nx в группе распылителей, когда Nm находится в пределах указанного диапазона значений, и NmNxN.
[00185] Пороговое значение равномерного подвода тепла Ny определяется в соответствии с общим количеством N распылителей, включенных в группу распылителей, и распределением каждого распылителя по поперечному сечению камеры печи. Распределение каждого распылителя по поперечному сечению камеры печи, описанное здесь, включает способ разделения кольцевой зоны подвода тепла и количество распылителей, включенных в матрицу распылителей, а также положение и распределение и т.п.каждого распылителя в каждой кольцевой зоне подвода тепла.
[00186] Когда диапазон значений равен (Ny, N], Nx равно N, так что режим равномерного подвода тепла представляет собой подачу пылевидного угля.
[00187] Когда диапазон значений составляет (0, Ny], 0<NxNy, так что режим равномерного подвода тепла представляет собой комбинированный подвод тепла с применением угольного газа и пылевидного угля.
[00188] Когда диапазон значений равен 0, Nx равно 0, так что режим равномерного подвода тепла представляет собой подачу угольного газа.
[00189] Предварительно установленный режим равномерного подвода тепла и его рабочий режим упоминаются в соответствующем описании и иллюстрации в Варианте 2 осуществления заявляемого решения и не будут описываться подробно в данном варианте осуществления. После того, как число переключений Nm вычислено, требуемый режим равномерного подвода тепла может быть определен в соответствии с диапазоном значений Nm.
[00190] В одном из возможных вариантов осуществления, когда Nm=Nx=0, режим подвода тепла с применением угольного газа, который в настоящее время используется в известной печи для обжига известняка, сохраняется неизменным, то есть сохраняется режим состояния, описанный на этапе 1.
[00191] В другом возможном варианте осуществления, когда режим равномерного подвода тепла определяется как подача пылевидного угля, топливо во всех N распылителях необходимо синхронно переключить с угольного газа на пылевидный уголь, и при режиме подвода тепла с применением угольного газа, описанного выше, режим равномерного подвода тепла осуществляется следующим образом.
[00192] (А) Корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи угольного газа 61 в N переключателях топлива 6 и отсекающий клапан угольного газа 408 последовательно закрываются, одновременно открывается обратный клапан угольного газа 410 и вентилятор для подачи угольного газа 406 переводится в состояние эксплуатационной готовности. В это время вся труба для подачи угольного газа перекрывается, устройство подвода тепла больше не подает угольный газ в камеру печи 1, а обратный клапан угольного газа 410 используется для сброса давления вентилятора для подачи угольного газа 406.
[00193] (В) Отсекающий клапан азота 76 и корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи азота 63 N переключателей топлива 6 последовательно открываются, и после того, как азот выдувает остаточный пылевидный уголь из переключателя топлива 6 в распылитель 31, процесс продувки азотом заканчивается, и корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи азота 63 N переключателей топлива 6 и отсекающий клапан азота 76 последовательно закрываются. В это время остаточный угольный газ в N переключателях топлива 6 удаляется, так что возможность смешивания потоков пылевидного угля и угольного газа в процессе переключения эффективно предотвращается. Можно перекрыть всю трубу для подачи азота, и подготовить следующий процесс для транспортировки пылевидного угля в камеру печи 1.
[00194] (С) Обратный клапан пылевидного угля 509 закрывается, рабочая частота вентилятора для подачи пылевидного угля 505 повышается. Когда давление пылевидного угля достигает необходимого значения для входа в печь, то есть обеспечивается возможность подачи пылевидного угля в камеру печи 1 с помощью распылителя 31, отсекающий клапан пылевидного угля 507 и корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи пылевидного угля 62 N переключателей топлива 6 последовательно открываются, так что пылевидный уголь последовательно проходит через трубопровод транспортировки пылевидного угля 506, кольцевую трубу для подачи пылевидного угля 501, N отводных труб для подачи пылевидного угля 502, впускное отверстие для подачи пылевидного угля 62 и выпускное отверстие для подачи топлива 64 N переключателей топлива 6 и N распылителей 31 и, наконец, поступает во внутреннюю полость камеры печи 1, так что запускается режим равномерного подвода тепла. Таким образом, топливо в N распылителях 31 можно синхронно переключать с угольного газа на пылевидный уголь.
[00195] В еще одном возможном варианте осуществления, когда определяется, что режим равномерного подвода тепла представляет собой комбинированный подвод тепла с применением угольного газа и пылевидного угля, из индикации режима равномерного подвода тепла можно узнать, что топливо в распылителях в группе распылителей 3 переключается с угольного газа на пылевидный уголь, и фактическое количество Nx распылителей, требуемых для переключения топливной среды может быть известно, то есть топливо некоторых N распылителей переключается с угольного газа на пылевидный уголь. В вышеупомянутом состоянии режима подвода тепла с применением угольного газа режим равномерного подвода тепла запускается следующим образом.
[00196] (D) Регулирующий клапан отводной трубы для подачи пылевидного угля 503 и регулирующий клапан отводной трубы для подачи азота 74, соответствующие остальным N-Nx распылителям (т.е. распылителю, не обозначенному позицией в режиме равномерного подвода тепла), закрываются, и в то же время регулирующий клапан отводной трубы для подачи угольного газа 403, соответствующий Nx распылителям (т.е. положению распылителя, которое требует переключения топлива в режиме равномерного подвода тепла), закрываются, и корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи угольного газа 61 в переключателе топлива 6 в положении, соответствующем распылителям Nx, закрывается.
x
x
[00197] Для остальных N-Nx распылителей 31 после регулировки на этапе (D) соответствующая отводная труба для подачи пылевидного угля и отводная труба для подачи азота перекрываются, и остается только отводная труба для подачи угольного газа, так что топливная среда, распыляемая N-Nx распылителями 31, по-прежнему представляет собой угольный газ, и на него не может повлиять последующая продувка азотом и переключение на пылевидный уголь, и угольный газ последовательно проходит через трубопровод транспортировки угольного газа 407, кольцевую трубу для подачи угольного газа 401, N-N отводных труб для подачи угольного 402, впускное отверстие для подачи угольного газа 61 и выпускное отверстие для подачи топлива 64 N-Nx переключателей топлива 6 и N-Nx распылителей 31, и поступает внутрь камеры печи 1. В N распылителях 31 в соответствующих положениях перекрывается соответствующая отводная труба для подачи угольного газа. Труба для подачи азота может быть подключена согласно следующему этапу (Е) для продувки остаточного угольного газа в переключателе топлива 6, чтобы гарантировать, что распылитель 31 не продует смешанный угольный газ и пылевидный уголь.
[00198] (Е) Отсекающий клапан азота 76 и корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи азота 63 переключателя топлива 6 в положении, соответствующем Nx распылителям, последовательно открываются, и после того, как азот выдувает остаточный угольный газ из переключателя топлива 6 в распылители 31, корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи азота 63 переключателя топлива 6 в положении, соответствующем Nx распылителям, и отсекающий клапан азота 76 последовательно закрываются. Когда отсекающий клапан азота 76 открывается, подсоединяется основная труба для подачи азота. Азот поступает в Nx линий для подачи азота в положениях, соответствующих Nx распылителям 31, от кольцевой трубы для подачи азота 72. После продувки остаточного угольного газа из соответствующих Nx переключателей топлива 6 в соответствующий распылитель 31, линия подачи азота может быть перекрыта, и запускается следующий этап (F), на котором топливо в Nx распылителях 31 в этом положении переключается с угольного газа на пылевидный уголь.
[00199] (F) Обратный клапан пылевидного угля 509 закрывается, рабочая частота вентилятора для подачи пылевидного угля 505 повышается, и когда давление пылевидного угля достигает требований на входе в печь, отсекающий клапан пылевидного угля 507 и корпус клапана 65 на впускном отверстии для подачи пылевидного угля 62 переключателя топлива 6 в положении, соответствующем Nx распылителям, последовательно открываются, так что пылевидный уголь последовательно проходит через трубопровод транспортировки пылевидного угля 506, кольцевую трубу для подачи пылевидного угля 501, Nx отводных труб для подачи пылевидного угля 502, впускное отверстие для подачи пылевидного угля 62 и выпускное отверстие для подачи топлива 64 Nx переключателей топлива 6 и Nx распылителей 31 и, наконец, поступает внутрь камеры печи 1.
[00200] В варианте осуществления вентилятор для подачи угольного газа 406 и вентилятор для подачи пылевидного угля 505 могут работать одновременно, вентилятор для подачи пылевидного угля 505 используется для транспортировки пылевидного угля к Nx распылителям 31 в соответствующей позиции, и вентилятор для подачи угольного газа 406 подает угольный газ к другим N-Nx распылителям 31. Поскольку каждый распылитель 31 имеет соответствующий регулирующий клапан отводной трубы для подачи угольного газа 403, регулирующий клапан отводной трубы для подачи пылевидного угля 503 и регулирующий клапан отводной трубы для подачи азота 74, гарантируется, что устройство подачи угольного газа 4 и устройство подачи пылевидного угля 5 могут подавать топливо одновременно и не мешать друг другу, так что может быть реализован комбинированный подвод тепла с применением угольного газа и пылевидного угля.
[00201] В соответствии с вышеуказанным режимом подвода тепла с применением угольного газа, режимом комбинированного подвода тепла с применением угольного газа и пылевидного угля и режимом подвода тепла с применением пылевидного угля в режиме запуска и способе управления тремя режимами корпуса клапанов 65 на трех впускных отверстиях в переключателе топлива 6 могут иметь конструкцию, как показано на фиг. 6, как у традиционного соленоидного клапана и т.п., а также может использовать автоматический регулирующий клапан индукционного типа со специальной конструкцией, как показано на фиг. 10, при условии, что может быть реализовано уплотнение, открытие и закрытие трех впускных отверстий внутри переключателя топлива 6.
[00202] В-пятых, после запуска режима равномерного подвода тепла вычисляется количество подачи топлива Tij для каждого распылителя в кольцевой зоне подвода тепла.
[00203] В-шестых, регулируется степень открытия регулирующих клапанов отводной трубы для подачи пылевидного угля в положениях, соответствующих Nx распылителям, и регулируется степень открытия регулирующих клапанов отводной трубы для подачи угольного газа, соответствующих другим N-Nx распылителям, так что измеренное расходомером значение Sij согласовывается со значением Tij.
[00204] В-седьмых, открытие отсекающего клапана воздуха горения и увеличение рабочей частоты вентилятора для подачи воздуха горения для обеспечения согласования количества воздуха горения, поступающего в печь, с общим количеством топлива, и завершение режима переключения.
[00205] Следует отметить, что после предпочтительного начала подачи угольного газа, если перепад давлений между первым датчиком давления и вторым датчиком давления меньше минимального давления на входе в печь, запускается режим комбинированного подвода тепла с применением угольного газа и пылевидного угля, либо режим подвода тепла с применением угольного газа. Если перепад давлений больше или равна минимальному давлению на входе в печь, необходимо определять в реальном времени, когда требуется запустить режим подвода тепла с применением комбинированного подвода тепла. В заявке раскрыты рабочие состояния различного оборудования и клапанов в устройстве подвода тепла в режиме подвода тепла с применением угольного газа, и если давление угольного газа удовлетворяет условию входа в печь в текущем комбинированном режиме подвода тепла, может осуществляться переключение текущего режима подвода тепла в режим подвода тепла с применением угольного газа, таким образом, снижается стоимость топлива для печи для обжига известняка. Кроме того, регулируя рабочие состояния различного оборудования и клапанов в устройстве подвода тепла, может быть реализовано взаимное переключение между различными режимами подвода тепла, так что достигается фактически требуемый эффект подвода тепла, а также улучшается технологическая адаптируемость печи для обжига известняка.
[00206] В варианте осуществления объединение и разделение устройства подачи пылевидного угля и устройства подачи угольного газа осуществляется посредством переключателя топлива. Контролируя состояние открытия и закрытия каждого клапана в печи для обжига известняка и рабочее состояние вентилятора, можно быстро, автоматически и гибко переключать топливную среду в печи для обжига известняка, что позволяет реализовать разнообразные режимы подвода тепла, таким образом устраняются недостатки одного способа подвода тепла и плохая технологическая адаптируемость печи для обжига известняка. Кроме того, согласно схеме, поперечное сечение печи для обжига известняка разделено на несколько зон подвода тепла вдоль радиального направления, и общее количество подвода тепла, необходимое для каждой зоны подвода тепла, определяется в соответствии с разницей теплоотдачи каждой зоны подвода тепла, так что количество топлива, необходимое для каждого независимого распылителя, точно рассчитывается и реализуется, кроме того реализуется точный подвод тепла, материалы в разных положениях на одном и том же горизонтальном поперечном сечении камеры печи равномерно нагреваются, и устраняется пережог или недожог известняка. Следовательно, качество продукта, получаемого в печи для обжига известняка, улучшается, и, следовательно, заявляемое решение может значительно улучшить производительность печи для обжига известняка.
[00207] Относительно распылителя, упомянутого в вышеуказанных вариантах осуществления, поскольку диапазон распределения каждого распылителя имеет ограничения, топливо, распыляемое из распылителя, в основном локализуется на выходе из распылителя. Однако топливо не распределяется в пространстве между распылителями, то есть топливо не распределяется равномерно по поперечному сечению камеры печи, что приводит к высокой температуре материала на выходе из распылителя и относительно низкой температуре материала в области между распылителями. Скорость обжига известняка на одном и том же поперечном сечении камеры печи различна, что влияет на качество готовой извести.
[00208] В связи с этим, как показано на фиг. 11 и 12, на основе вышеупомянутых схем различных вариантов осуществления, пятый вариант осуществления настоящей заявки обеспечивает конструкцию распылителя 31, содержащего корпус распылителя 3101. Корпус распылителя 3101 снабжен впускным отверстием 3102 и выпускным отверстием 3103 соответственно, корпус распылителя 3101 содержит корпус внутренней трубы 3104 и корпус внешней трубы 3105, при этом корпус внешней трубы 3105 проходит снаружи корпуса внутренней трубы 3104, корпус внутренней трубы 3104 и корпус внешней трубы 3105 представляют собой полые трубчатые конструкции, корпус внутренней трубы 3104 имеет внутренний топливный канал 3106, а диаметр корпуса внутренней трубы 3104 меньше диаметра корпуса внешней трубы 3105, так что между корпусом внутренней трубы 3104 и корпусом внешней трубы 3105 сформирован кольцевой внешний топливный канал 3107. Участок корпуса внешней трубы 3105 рядом с выпускным отверстием 3103 снабжен несколькими группами перепускных отверстий 3108 с интервалами в осевом направлении. Группа перепускных отверстий 3108 включает в себя несколько перепускных сквозных отверстий 3109, равномерно распределенных по окружности. В общей практике температура процесса обжига в печи для обжига известняка составляет около 1100°С, корпус 3101 распылительного пистолета может быть изготовлен из жаропрочного материала и может быть специально выбран в соответствии с практическими применениями.
[00209] Распылитель, предусмотренный в варианте осуществления, основан на двухканальной конструкции, в которой топливо (включая угольный газ, пылевидный уголь и т.д.) поступает из впускного отверстия 3102, а затем поступает во внутренний топливный канал 3106 и внешний топливный канал 3107, соответственно, и, наконец, распыляется через выпускное отверстие 3103 и каждое перепускное отверстие 3109. Выпускное отверстие 3103 является основным выпускным отверстием корпуса распылителя 3101, через которое распыляется большая часть топлива. Каждое перепускное сквозное отверстие 3109, расположенное на корпусе внешней трубы 3105, эквивалентно вспомогательному выпускному отверстию корпуса распылителя, и небольшая часть топлива, протекающего во внешний топливный канал 3107, распыляется через перепускное сквозное отверстие 3109, так что диапазон распыления одного распылителя эффективно увеличивается, топливо распределяется в области между распылителями, обеспечивается равномерность распределения температуры на одном и том же поперечном сечении камеры печи, а также повышается качество готовой извести.
[00210] При практическом применении, чтобы облегчить направление материала из распылителя, корпус распылителя можно разделить на горизонтальную секцию 3110, дуговую переходную секцию 3111 и вертикальную секцию 3112. Горизонтальная секция 3110 и вертикальная секция 3112 соединены дуговой переходной секцией 3111; впускное отверстие 3102 расположено на открытом конце горизонтальной секции 3110, а именно, на левом конце горизонтальной секции 3110 на фиг. 11; выпускное отверстие 3103 расположено на открытом конце вертикальной секции 3112, а именно на нижнем конце вертикальной секции 3112 на фиг. 11, и несколько групп перепускных отверстий 3108 расположены на вертикальной секции 3112 корпуса внешней трубы 3105. В практическом применении горизонтальная секция 3110, дуговая переходная секция 3111 и вертикальная секция 3112 могут представлять собой единую конструкцию, или, альтернативно, могут быть соединены сваркой, что не ограничивается в настоящей заявке.
[00211] Как показано на фиг. 13, существующий распылитель для печи для обжига известняка имеет диапазон распределения только в соответствующей области S1 под выпускным отверстием, и распыленное топливо попадает в область S1, так что топливо не может быть распределено в области между распылителями, а распределение температуры по поперечному сечению камеры печи неоднородно. В настоящей заявке после того, как топливо, поступающее во внешний топливный канал 3107 попадает в область вертикального участка 3112, топливо будет вытекать из каждого перепускного отверстия 3109, так что диапазон распределения топлива расширяется и становится больше S1. В других возможных вариантах осуществления центральная ось корпуса внутренней трубы 3104 совпадает с центральной осью корпуса внешней трубы 3105, чтобы топливо, вытекающее из каждого из перепускных сквозных отверстий 3109, распределялось более равномерно и симметрично. Перепускное сквозное отверстие 3109 представляет собой сквозное отверстие с наклоном вниз, то есть центральная ось перепускного сквозного отверстия 3019 имеет угол наклона (3 с центральной осью вертикального участка 3112, так что диапазон распыления распылителя составляет S1+S2, где значение S1 является постоянным, а значение S2 - это максимальный диапазон распыления нескольких групп перепускных отверстий 3108, таких как группа перепускных отверстий с максимальной высотой в вертикальном направлении (фиг. 13), которая имеет максимальную дальность распыления. Значение S2 связано с расчетной высотой и углом наклона β группы перепускных отверстий 3108. Чем выше высота группы перепускных отверстий 3108 и чем больше угол наклона β, тем больше значение S2 и тем больше диапазон распыления одиночного распылителя. Следовательно, при практическом применении размер корпуса распылителя 3101, распределение группы перепускных отверстий 3108 на вертикальном участке 3112 и величина угла наклона β могут быть рассчитаны в соответствии с такими параметрами, как количество распылителей, распределение распылителей, размер камеры печи и т.п.
[00212] В соответствии с двухканальным распылителем, предусмотренным вариантом осуществления, диапазон распыления распылителя больше не ограничен, диапазон распыления топлива увеличен с S1 до S1+S2, что позволяет распределять топливо не только под выпускным отверстием, но также в области между распылителями, чтобы обеспечить более точное и равномерное распределение топлива, более равномерное распределение температуры по поперечному сечению камеры печи для обжига известняка, повышение качества готовой извести, и, кроме того, улучшение характеристик печи для обжига известняка.
[00213] Одинаковые или аналогичные части в различных вариантах осуществления в этом описании могут относиться друг к другу.
[00214] Вышеупомянутые предпочтительные варианты осуществления настоящей заявки не ограничивают объем настоящего изобретения.