[发明专利]水泥制造设备的运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及具备煅烧炉的水泥制造设备的运转方法。

背景技术

一直以来，已知在烧成水泥原料的水泥窑的前段设置有通过将用预热器预热了的水泥原料的一部分加热以促进脱碳酸(煅烧)，从而降低上述水泥窑的负荷的助燃炉(以下在本说明书中称为煅烧炉。)的水泥制造设备。

而且，例如在下述专利文献1中提出了在设置有这种煅烧炉的水泥制造设备中使在煅烧炉中投入的燃料(煤粉等)有效地燃烧的运转方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平2-22016号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述目前的水泥制造设备的运转方法方面，在为了实现煅烧炉中的燃烧的最优化，而在煅烧炉中投入的煤粉或燃烧用空气的量过剩的情况下，虽然煅烧炉内的水泥原料的反应率增加，但作为整个烧成工序热耗量的热耗率(制造1kg的熟料所需要的热量)反而因从煅烧炉排出的废气的显热增加而升高，有导致制造成本高涨的问题。

本发明鉴于上述情况而开发，其课题在于：提供可将煅烧炉中的燃烧和热耗率这两者同时最优化的水泥制造设备的运转方法。

解决课题的手段

通常，在水泥制造设备中，从水泥窑的主喷嘴同时供给将内部保持为水泥原料的烧成温度所需要的燃料和燃烧用空气(1次空气)，与此同时在冷却烧成了的熟料的冷却器中以固定的流量供给冷却用的空气。然后，将在冷却器中与熟料进行热交换而变为高温的上述空气的一部分作为2次空气供给至水泥窑内以作为燃烧用空气的辅助，与此同时将另外的一部分供给至煅烧炉中作为燃烧用空气(3次空气)，将余量从冷却器直接排出。

因此，例如若增加在煅烧炉中供给的燃烧用空气的风量，则来自冷却器的排气风量减少。另一方面，煅烧炉的燃烧用空气的风量增加使得从预热器排出的预热器废气的风量增加，结果热耗率值升高。与之相反的是，若减少在煅烧炉中供给的燃烧用空气的风量，则从冷却器直接排出的风量增加，因此通过与熟料的热交换而变为高温的废气的潜热无法利用而被废弃，由此同样地导致热耗率的恶化。

因此，本发明人等得到如下见解：在以固定的风量对冷却器供给冷却用空气的情况下，在整个烧成工序中，来自预热器的废气和来自冷却器的废气的增减互为制约的关系，因此若调整3次空气的风量使得这些废气的显热之和为最小值，则可使热耗率最小。

但是，在实际的水泥制造设备的运转中，难以直接地把握来自预热器的废气和来自冷却器的废气的风量。

另一方面，通常在煅烧炉的废气出口，为了确认该煅烧炉内的燃烧状态而设置氧(O₂)浓度计。

因此，本发明人等得到如下见解：将水泥制造设备中的预热器、煅烧炉、水泥窑、冷却器等各种设备分解为称为单元操作的单元，通过描述各种设备的宏观反应或热交换的工序模拟，计算整个烧成工序的物料平衡或热耗率，由此求得来自预热器的废气的O₂浓度与热耗率的关系和来自煅烧炉的废气的O₂浓度与热耗率的关系。

本发明基于上述见解而开发，权利要求1所记载的发明为水泥制造设备的运转方法，所述设备具备预热水泥原料的预热器、煅烧从该预热器排出的上述水泥原料的至少一部分的煅烧炉、烧成经过上述预热器和煅烧炉的上述水泥原料以制成水泥熟料的水泥窑、和冷却从该水泥窑排出的上述水泥熟料的冷却器，其中，在上述煅烧炉中供给煅烧导入的上述水泥原料所需要的量的第1燃料，在上述水泥窑中同时供给将内部保持为烧成温度所需要的量的第2燃料和燃烧用的1次空气，并且在上述冷却器中导入用于冷却上述水泥熟料的固定量的空气，将该空气中的一部分作为辅助上述第2燃料的燃烧的2次空气供给至上述水泥窑中，将另外的一部分作为使上述第1燃料燃烧的3次空气供给至上述煅烧炉中，与此同时将余量从该冷却器排出，所述运转方法的特征在于：预先求得上述煅烧炉的废气出口的第1氧浓度与通过上述第1燃料和第2燃料确定的热耗率的关系、以及上述预热器的废气出口的第2氧浓度与上述热耗率的关系，调整上述3次空气和来自上述冷却器的排气的风量，使得上述第1氧浓度和第2氧浓度均在包含上述热耗率为最小的上述氧浓度值的范围内。

另外，权利要求2所记载的发明为权利要求1所记载的发明，其特征在于：在上述煅烧炉中以固定的供给量供给上述第1燃料，与此同时在上述水泥窑中边调整为保持为上述烧成温度所需要的供给量边供给上述第2燃料。