专利名称：节能型旋窑熟料急冷降温自控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于干法水泥生产技术领域，具体涉及一种用于新型干法水泥 生产设备中对熟料进行急冷降温的自控装置。
背景技术：
目前国内新型干法回转窑水泥生产大都采用了蓖冷机冷却熟料，但冷却效
果并不理想，出蓖冷机熟料温度普遍仍在150。C以上，高温烟气还严重影响电 收尘器的安全运行，熟料温度过高还影响着熟料的输送和粉磨。目前，多数厂 家为解决熟料温度高的问题采用加大冷却风鼓入和在冷却机出口直接淋水的 方式，在一定程度上虽然解决了温度的问题，但鼓入过多的空气一方面增加了 风机电耗，另一方面二次风温难以提高，对窑的煅烧不利。
发明内容
本实用新型的目的就是针对上述不足之处而提供一种可降低蓖冷机出口 处熟料温度，同时可改善旋窑煅烧条件、提高熟料强度，节约能源的节能型旋 窑熟料急冷降温自控装置。
本实用新型的技术解决方案是 一种节能型旋窑熟料急冷降温自控装置， 其特征是包括喷枪，与该喷枪相连的压縮空气源、高raC泵、，和水箱，由 单片机控制器、带扩展模块的可编程控制器、变频器和检测电路组成的控制喷 枪水流的控制电路，喷枪安装在窑头罩联接蓖冷机的入口处；单片机控制器由 单片机及外围接口电路组成；检测电路由温度、压力和水流量检测电路组成； 温度检测电路由温度传感器和温控仪组成，温度传感器安装在窑头罩联接蓖冷 机的入口处，温控仪与单片机外围接口电路、变频器控制端以及可编程控制器 扩展模块连接；压力检测电路由压力传感器和压力控制仪组成，压力控制仪与 可编程控制l^扩展模块连接；水流量检测电路由水流量传感器和水流量控制仪 组成，水流量控制仪与可编程控制器扩展模块连接；压力传感器和水流量传感 器安装在高压水泵出水口上。
本实用新型的技术解决方案中在所述的窑头罩联接蓖冷机的出口处设有 温度传感器，该温度传感器与温控仪连接。 本实用新型的技术解决方案中喷枪由喷头和通过螺纹连接的耐磨耐压耐
热钢管组成；喷头由圆管形喷头底座、调节锥阀、调节螺杆、进水接头、进气 接头、锥形口喷嘴和后端盖构成，锥形口喷嘴用螺纹连接固定在圆管形喷头底 座外圆周上，调节锥阀的锥面与锥形口喷嘴配合，调节锥阀用螺纹连接固定在 后端盖上，进水接头、进气接头固定在喷头底座外圆周上。
本实用新型的技术解决方案中所述的控制电路中还包括微电脑，微电脑通 过数据接口与可编程控制器连接。
本实用新型的技术解决方案中所述的温度传感器为热电偶。 本实用新型的技术解决方案中所述的水箱固定高压水泵下面，水箱内固定有 水位自动控制體。
本实用新型的技术解决方案中所述的,申入M^冷机内MJ^tJ:位置。 本实用新型的技术解决方案中所述的喷tfe^湘P^g在m^冷机内fflO:方。
本实用新型由于采用由喷枪、压縮空气源、高rac泵、 、水箱和控制电
路的节能型旋窑熟料急冷降温自控装置，控制电路由单片机控制器、带扩展模 块的可编程控制器、变频器和检测电路组成，将喷枪和温度传感器设在新型干 法水泥生产设备中的窑头罩联接蓖冷机的入口处，因而控制电路可根据入口处 的温度控制喷枪的水流量，实现对熟料的急冷降温，使蓖冷机的出口处熟料温 度降低到100'C以下，同时，产生的汽化水在系统的负压作用下进入窑炉，高 温分解在窑炉煅烧中产生的水煤气反应，实现能源综合利用，对节约能源、提 高熟料强度、改善煅烧工艺起到积极的促进作用。 本实用新型具有如下积极效果
1、 出窑熟料温度可降低10(TC以下。
2、 熟料生产能耗降低5-10%。
3、 熟料易磨性好。入磨熟料温度低，可减少磨内粘球和物料团聚现象； 快冷熟料脆性大，微裂纹多，易粉碎。可提高水泥磨产量5-10%，粉磨电耗降 低2-3KWh/t水泥。
4、 熟料质量提高熟料冷却速度加快，熟料实际C3S含量提高，熟料裂 纹、缺陷多、活性高，可使熟料强度提高2-4MPa。同时避免粉化现象，出窑熟 料粉尘少，减少粉尘排放和物料损失。
5、 改善熟料安定性熟料急冷，Mg0、 fCaO结晶细小，部分fCaO与水或水汽化合被消解。
6、 水煤气反应可以加速无烟煤及劣质煤燃烧，对旋窑烧无烟煤及劣质煤 有促烧作用。
7、 水汽进入烧成带分解可以适当降低火焰温度，降低NOx排放。欧洲水 泥煅烧减排N0x的措施之一就是采用窑内喷水方法来降低火焰温度。
本实用新型解决了目前蓖冷机冷却效率低，熟料温度偏高，热能浪费的问 题，把冷却和节能很好的结合起来进行。本实用新型主要用于新型干法水泥生 产设备中对熟料进行的急冷降温。
图1为本实用新型的结构示意图2为喷头的结构示意图3为控制电路图。
具体实施方式
本实用新型的结构如图1所示。图中1为控制电路，2为变频器，3为水 箱，4为电机，5为高压水泵，6为喷枪，7为空气压縮机，8为温度传感器， 9为蓖冷机，IO为窑头罩，ll为旋窑，12分解炉，13微电脑，14为压力传感 器，15为水流量传感器，16为链板机。其中，蓖冷机9、窑头罩IO、旋窑ll、 分解炉12、链板机16为现有新型干法水泥生产设备中的组成部分。在窑头罩 10顶部安装有温度传感器8，在窑头罩10下部和蓖冷机9烟气罩顶部安装喷 枪6，喷枪6数量根据窑的产量和熟料温度决定，喷枪6通过在安装位置开孔 焊接的发兰连接，发兰一端和开孔处焊接，另一端和喷枪管焊接，两半发兰通 过螺栓连接，喷枪的喷头上有两个接头， 一个接冷却水管， 一个接压縮空气管， 冷却水管与高压水泵5出水口相连，气管与空气压縮机7出气口相连，两个接 头均设有螺纹连接的耐磨耐压耐热钢管。温度传感器8可以是热电偶，固定在 窑头罩10顶部，温度传感器8通过补偿导线接温控仪，温控仪接控制电路l。 温控仪设定有上、下限温度，由控制电路1控制变频器2，变频器2控制电机 4，变频器2和电机4在温控仪设定的上、下限温度范围内工作，变频器2频 率随温度的变化而变化，电机4根据频率的变化而改变其转速。电机4通过三 角皮带带动高压水泵5工作，高压水泵5的下方固定有水箱3，高压泵5将吸 入的水加压后通过高压水管输入喷枪6，在水输入的同时喷头的另一进口输入
压縮空气，对水进行雾化，喷枪6将水雾化后喷入蓖冷机9的蓖床上，对高温 熟料和篦床进行降温。在高压水泵4的出水口上安装有压力传感器14和水流 量传感器15，水流量传感器15为水流量计。
喷头如图2所示。图中17为圆管形喷头底座，18为后端盖，f9为调节锥 阀，20为调节螺杆，21为喷嘴，22为进水接头，23为进气接头，24为固定螺 丝，25为定位销钉。喷头由圆管形喷头底座17、调节锥阀19、调节螺杆20、 进水接头22、进气接头23、锥形口喷嘴21和后端盖18构成，锥形口喷嘴21 用螺纹连接固定在圆管形喷头底座17外圆周上，调节锥阀19的锥面与锥形口 喷嘴21配合，调节锥阀19用螺纹连接固定在后端盖18上，进水接头22、进 气接头23固定在喷头底座17外圆周上。沿轴向调节调节锥阀19的位置，即 可改变喷嘴21的喷水量。
控制电路如图3所示。控制电路l由单片机控制器26、 S7—200CN带扩展 模块的可编程控制器(PLC) 27、 CVF—J2 15W变频器(VVVF) 2和检测电路组 成。单片机控制器26由单片机AT89C51及外围接口电路组成，输入接口电路 由耦合器及附属电路组成，输出接口电路由三极管和继电器组成。检测电路由 温度、压力和水流量检测电路组成。温度检测电路由温度传感器8和温控仪组 成，温度传感器8安装在窑头罩联接蓖冷机的入口处，温控仪与单片机外围接 口电路、变频器控制端以及可编程控制器扩展模块连接。压力检测电路由压力 传感器14和压力控制仪组成，压力控制仪与可编程控制器扩展模块连接。水 流量检测电路由水流量传感器15和水流量控制仪组成，水流量控制仪与可编 程控制器扩展模块连接。微电脑13通过数据接口与可编程控制器(PLC) 27 连接。
测温仪设定的温度上、下限通过开关AL!和AL2分别接单片机控制器的输入 口X6，三相电源A、 B、 C经接触器KM接变频器的输入端R、 S、 T，变频器的 输出端U、 V、 W接电机M。 XI和X3上分别接有变频器电源KM的起动和停止按 钮SB1和SB2，输出口 Y3上接有KM的工作线圈，在单片机控制器的输入口 X5 上接有变频器1的故障常开触点TA，当系统出现故障时，该常开触点TA闭合， 接在单片机控制器输出口 YO上的指示灯HD2亮，系统自动停止工作。水箱3 的进水由电磁阀KA11控制，水箱3内水位由液位继电器YW1自动控制，水箱3
的液位继电器YW1的辅助触点接单片机控制器的输入口 X4，进水电磁阀KAll 工作线圈接单片机控制器的输出口 Y5。
PLC输入口O.O、 0.1 口接有变频器运行使能通断按钮，SB3、 SB4， PLC输 出口 Y0. 0接有变频器运行使能控制继电器KA1的工作线圈。Y0. O—YO. 7可以 设定不同的温度输出值，用以调节喷水流量。温控仪、压力表、流量计接到PLC 模块，PLC27与微电脑13连接实现通信，微电脑13将温度、压力、流量定时 存入硬盘，将历史数据以曲线和表格的形式显示，并可设定上、下限报瞥值。
工作原理:合上空开QF1，按SB1、 KM吸合，变频器2接通电源，指示灯 HL3亮，为电动机起动作好准备，按下变频器使能起动按钮SB3， KA1吸合，如 此时温度在控制范围内，温控仪上、下限接点，AL1、 AL2处于断开状态，KA10 吸合，变频器2运行，水泵开始喷水降温。按下运行停止按钮SB4，变频器2 停止工作，旋转窑内停止喷水，按SB2变频器2切断供电电源。
水箱3内设有上、中、下三个水位，即图3中的H、 C、 L，合上单相空气 开关QF2，液位继电器YW1工作，在低于下限水位L情部下，液位继电器YW1 辅助触点闭合，电磁阀KA11的工作线圈工作，电磁阀KA11得电吸合，进水管 打开进水，达到上限水位H时，液位继电YW1的辅助触点断开，电磁阀KAll 失电断开，进水停止。
权利要求1、一种节能型旋窑熟料急冷降温自控装置，其特征是包括喷枪(6)，与该喷枪(6)相连的压缩空气源(7)、高压水泵(5)、电机(4)和水箱(3)，由单片机控制器(26)、带扩展模块的可编程控制器(27)、变频器(2)和检测电路组成的控制喷枪(6)水流的控制电路(1)，喷枪(6)安装在窑头罩(10)联接蓖冷机(9)的入口处；单片机控制器(26)由单片机及外围接口电路组成；检测电路由温度、压力和水流量检测电路组成；温度检测电路由温度传感器(8)和温控仪组成，温度传感器(8)安装在窑头罩(10)联接蓖冷机(9)的入口处，温控仪与单片机外围接口电路、变频器控制端以及可编程控制器扩展模块连接；压力检测电路由压力传感器和压力控制仪组成，压力控制仪与可编程控制器扩展模块连接；水流量检测电路由水流量传感器和水流量控制仪组成，水流量控制仪与可编程控制器扩展模块连接；压力传感器和水流量传感器安装在高压水泵(5)出水口上。
2、 根据权利要求1所述的一种节能型旋窑熟料急冷降温自控装置，其特 征是在所述的窑头單(10)联接蓖冷机(9)的出口处设有温度传感器(8)， 该温度传感器(8)与温控仪连接。
3、 根据权利要求1或2所述的一种节能型旋窑熟料急冷降温自控装置， 其特征是所述的喷枪(6)由喷头和通过蠊纹连接的耐磨耐压耐热钢管组成； 喷头由圆管形喷头底座(17)、调节锥阀(19)、调节螺杆(20)、进水接头(22)、 进气接头(23)、锥形口喷嘴(21)和后端盖(18)构成，锥形口喷嘴(21) 用螺纹连接固定在圆管形喷头底座(17)外圆周上，调节锥阀(19)的锥面与 锥形口喷嘴(21)配合，调节锥阀(19)用螺纹连接固定在后端盖(18)上， 进水接头(22)、进气接头(23)固定在喷头底座(17)外圆周上。
4、 根据权利要求1或2所述的一种节能型旋窑熟料急冷降温自控装置， 其特征是所述的控制电路中还包括微电脑(13)，微电脑(13)通过数据接 口与可编程控制器连接。
5、 根据权利要求1或2所述的一种节能型旋窑熟料急冷降温自控装置， 其特征是ff^的温度传感器(8)为热电偶。
6、 根据极利要求1或2所述的一种节能型旋窑熟料急冷降温自控装置，其特征是所述的水箱(3)固定高压水泵(5)下面，水箱(3)内固定有水位自动控制装置。
7、 根据权利要求1或2所述的一种节能型旋窑熟料急冷降温自控装置， 其特征是所述的喷枪(6)伸入蓖冷机(9)内蓖^Jl位置。
8、 根据权利要求1或2所述的一种节能型旋窑熟料急冷降温自控装置， 其特征是所述的喷枪(6)是湘^g在叛冷机(9)内蓖^±方。
专利摘要本实用新型的名称为节能型旋窑熟料急冷降温自控装置。属于干法水泥生产技术领域。主要是解决现有旋窑中蓖冷机冷却熟料效果不理想的问题。它的主要特征是包括喷枪、压缩空气源、高压水泵、电机、水箱和由单片机控制器、可编程控制器、变频器、检测电路组成的控制电路；单片机控制器由单片机及外围接口电路组成；检测电路由温度、压力和水流量检测电路组成；温度传感器和喷枪安装在窑头罩联接蓖冷机的入口处，温控仪与单片机外围接口电路、变频器以及PLC扩展模块连接；压力控制仪和水流量控制仪与可编程控制器扩展模块连接；压力传感器和水流量传感器安装在高压水泵出水口上。本实用新型主要用于新型干法水泥生产设备中对熟料进行的急冷降温。
文档编号C04B7/00GK201071343SQ200720085858
公开日2008年6月11日 申请日期2007年7月13日 优先权日2007年7月13日
发明者严高云, 余世明, 张定强 申请人:襄樊金和环保科技有限公司