[实用新型]水泥立窑喷窑预防及安全保护装置

说明书

本实用新型涉及水泥生产行业的立窑窑喷的预防及其安全保护装置。

在生产过程中，发生窑喷造成人身伤亡的事例屡屡发生，使生产厂家蒙受巨大损失。

1988年11月12日至25日在山东淄博市召开的“全国首次水泥立窑安全生产经验交流和技术研究会”上，面对“窑喷大”专家学者仅仅只在安全规章制度上作了一些规定显然远远不能解决窑喷预防及安全保护的问题。

本实用新型的目的是：提出一个技术方案即对立窑发生窑喷前进行预防报警，及时有效防止事故发生，即使万一发生窑喷时，本系统在喷窑发生瞬时，能消除或减缓事故破坏程度的系统。

立窑发生窑喷事故基本上有二种类型。

爆炸窑喷：窑内CO爆炸造成的窑喷。

塌窑窑喷：棚料塌落压缩高温空气造成反弹产生窑喷。

两种类型的窑喷事故都会将炽热高温物料喷出窑外，威胁人身安全，而爆炸窑喷危险最大，后果最为严重。

造成立窑内CO爆炸，必须同时具备以下四个条件。

1.在立窑架空部位的下部产生大量CO，并得到储存（积聚的速率大于扩散的速率），部位都只有在烧成带的下部，CO爆炸极限浓度在16.2～71.2％之间。

2.有足够的氧气。

3.CO与O₂的混合浓度达到了爆炸极限，当CO与O₂的浓度均大于12.5％，并大致成1：1比例时，在引爆源的引爆下立即引起爆炸。

4.具有一定的引爆源，即温度超过610℃的明火。

爆炸破坏力的大小是随窑内被架空的空间体积大小及其所儲存的CO数量多少而决定的，其空间体积大，儲存CO数量多，其爆炸破坏力就大，反之就小。

由于在一般情况下，立窑不同时具备造成CO爆炸的四个条件，特别是不具备引起破坏性爆炸的第一条件，否则立窑就没法生产了，第二和第三条件也只有在第一条件存在时，才有可能存在。

综上所述立窑棚料架空是造成立窑内CO破坏性爆炸的主要条件。那么发生破坏性爆炸的部位又在何处呢？

不管空间的大小，或空间在窑内平面的位置如何，从窑的垂直角度看均可分上、中、下三  位置，但并不是所有的空洞都能形成爆炸。

A  立窑上部的空洞：

一般在煅烧均匀，通风良好的情况下形成，通常不形成CO富集且O₂的浓度不会很高，因此立窑上部的空洞不会发生爆炸。

B  立窑下部的空洞

靠近卸料装置和进风口通风良好，氧气充分，也不会形成CO爆炸。

C  立窑中部的空洞：

1.因为在烧成带下部形成空洞，烧成带有大量形成低溶点的低铁硅酸盐为主的料块，在上层物料和自身重力的挤压下粘结成大块，这通风阻大力的料块就对CO聚积造成有利条件。

2.CO与O₂的浓度比最高易为1：1的比例关系。

3.中部发生爆炸，根据膨胀气体总是向阻力小的方向扩散的原理，由于物料距离下端的进风管道等过长物料只有从窑口口喷出。

4.中部的物料温度在800℃至1000℃以上，发生爆炸，大量的炽热物数喷出窑面，破坏性最大。

在发生CO爆炸时，由于爆炸的实发性及窑上操作室瞬时充满炽热气体，操作人员无法去关风机停车开关，立窑风机还在向窑内鼓风，爆炸后风速，风在物与物料自重产生的平衡被破坏，使窑内的高温气体夹着高温物料继续向窑面喷射，大大的恶化了爆炸的程度。

本实用新型的方案是：

在窑壁中部安装若干气体取样室，可以是二组，其排列分布位置是第一组在窑壁中部偏上，第二组距第一组下方约2米左右，每组的每个取样室横截面分布角度互为120°，两组间每个取样室横截面互为60°的夹角，取样室纵向截面中心线与水平面的夹角为40°至60°。

取样室腔壁焊接在窑体上，内衬超细矿渣棉内胎。取样室内安装有气体取样输送管和排气输送管。

取样输送管将窑内气体经过水箱冷却进入防爆探测器，当被测气体超过一定的浓度，气体流量由手动予流阀控制由排气管将气体排出窑外，同时由防爆探测器等组成的报警电路自动报警，这一部分就是窑内气体（CO）浓度检测，报警及施放气体部分。