梁式套筒窑
国家发明专利（ZL201911026606.1）

梁式套筒窑简介（国家发明专利ZL201911026606.1）

　　石灰窑是煅烧石灰的重要工具，石灰窑的发展历史悠长。目前世界范围内的石灰窑主要分两种，一种是回转窑，一般称谓卧窑；另一种是包含机械立窑、梁式窑、双膛窑、套筒窑、对烧式套筒窑等窑型，一般统称为立窑。目前卧窑最大单窑产能基本在1200吨/天；立窑最大产能基本在600吨/天。人们都知道，提高效率的最直接方式是炉窑单产能力的提高，单产越高效率越高、能耗越低。受现有技术的制约，立窑当中最大产能是600吨/天，这样就制约了立窑大型化的发展。按照统计，目前全世界石灰生产能力为3.6亿吨/年，其中立窑的总产能大约为2.8亿吨。从统计数据可以看出其市场之大。

　　梁式套筒窑简称CAB窑是一种结合了传统套筒窑、对烧式套筒窑、双膛窑和梁式窑的优点，由我公司技术人员自行研发的新型活性大型石灰竖窑，并取得国家发明专利。该窑型的设计特点打破了传统竖窑产量低的瓶颈，单窑产量达到1200吨/天，且热耗、电耗均小于等于各窑型中的最低水平。另外本窑型的窑体工艺设计结构简单，不像传统的套筒窑和双膛窑结构复杂。投资成本低且运行、维护费用低的特点，使整个梁式套筒窑的性价比更高。

　　梁式套筒窑整体结构共分为4带，即蓄热带、预热带、煅烧带、冷却带。由上料系统、窑顶自动静态布料系统、环形窑体、燃烧系统、密闭式定容定量自动出灰系统、供风及除尘系统组成。窑体的环形料面使得料面宽度更小，就意味着窑膛内的气流偏流更小，气流分布更加均匀，从而保证了煅烧的均匀性。燃烧系统采用我公司国家发明专利产品石灰窑用风冷式燃烧梁（专利号ZL2016 1020 4622.5），燃烧梁分为上下两层交错布置，具有烧嘴布置均匀煅烧完全的优点，使产品质量更加优质稳定。产品活性度可达到360ml(4N-HCL滴定10min)以上，残余CO2含量小于1.5％，如原料条件好，石灰活性度可达400ml以上。

梁式套筒窑剖面示意图
 

工艺流程

梁式套筒窑核心特点:

1 窑壳装置Kiln shell device
　　梁式套筒窑的窑壳由内外两个圆筒组成，形成环形截面，这种设计是梁式套筒窑的特点之一。内外窑壳为钢结构焊接，在窑壳的不同高度上根据需要设置有6层平台，以方便进行设备安装和操作维护。该设计的内筒直径达到5米以上，操作人员可沿着通道随意进入内筒进行操作，这种设计使得操作和维护非常简便和直接。

2 耐火材料Refractory material
　　窑衬采用复合结构，从里到外依次为工作层、隔热层和保温层。根据热工制度梁式套筒窑内部可分为蓄热带、预热带、煅烧带、冷却带。根据每带的特点和工作温度分别使用不同材质的耐火材料，如高铝砖、粘土砖、轻质粘土砖、硅钙板、陶瓷纤维毡和捣打料，以满足各部位对耐火材料的使用要求，保障窑体各部位的正常使用寿命。由于我们窑型结构的特点和设计的优化，梁式套筒窑的耐火砖砖型仅有6种，与其他窑型相比，砖型得以大大的简化。耐材均选用标准砖型，结构紧凑，经济高效。

3 燃烧装置及燃料范围Combustion device and fuel range
　　燃烧系统采用我公司国家发明专利产品石灰窑用风冷式燃烧梁（专利号ZL2016 1020 4622.5），在窑体煅烧带部位上下交错布置两层，每根燃烧梁里设计若干烧嘴，均匀覆盖整个窑体的环形截面。根据产量要求来确定燃烧梁及烧嘴的数量及布置方式。确保整个窑截面火焰温度分布均匀从而实现煅烧的均匀。

这种煅烧方式使用燃料是目前世界上所有窑型当中最广泛的：
1） 气体燃料：天然气、焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气、兰炭煤气、黄磷炉煤气、电石炉煤气、生物质煤气、或者混合煤气。
2） 固体燃料（粉状）：烟煤、无烟煤、褐煤、焦末、生物粉末燃料等。
3） 液体燃料：重油、轻油等。
4） 复合燃料：煤气+煤粉；燃气+油等混合使用的燃料。

当然不同的燃料所对应的工艺装备和操控方式会有所不同。

梁式套筒窑断面布置示意图Layout of burner beam

4 供风系统Air supply system
　　供风系统包括冷却风机和助燃风机。鼓风机均选用罗茨风机，均采用变频调节。采用罗茨风机能够实现更加精准的配风控制。助燃风机的功能不仅是提供助燃风，它的功能还包括为燃烧梁提供冷却风。助燃风经过换热器后，直接进入燃烧梁内部，在梁内循环再次升温，之后才进入煅烧区参与助燃。冷却风沿窑体四周方向，在每一台出灰机上方均匀送入环形断面内，保持气流均匀。

5 上料装置Charging device
　　梁式套筒窑的上料方式是由卷扬机和上料小车来实现的。因为该窑为超大产量，所以上料采用双料车上料方式。窑顶布料采用我公司的多点布料器，能够实现交叉密封，确保操作过程不漏风，同时实现布料均匀的目的。

6 卸料装置Discharge device
　　梁式套筒窑的卸料出灰装置是采用我公司国家发明专利密闭式定容定量自动出灰机（专利号ZL201911026607.6），均匀布置在环形窑膛截面上，保证石灰窑卸料的均匀性。这种出灰机不仅实现了完全密封的效果，而且能够实现自动计重的功能，这样的设计，不仅保证了整个石灰窑的密封效果，而且能够自动调整出灰重量，避免了以往设计上存在的长时间运行可能发生偏料的问题，同时能够确保整个环型端面上出料的均匀，实现了整体窑况的均匀稳定，并且提高了环保效果。下图是梁式套筒窑出灰机布置及单台出灰机示意图。

 7 除尘装置
　　在窑顶部，废气沿着圆形引风口引出窑外，使用中低热值燃料废气温度还有160-200度，为了最大限度地利用热能，本设计保留了换热器，用燃气和助燃风进行换热，废气经过换热后降低到100度以下，进入除尘器净化后经风机排入烟囱，实现达标排放。
烟气中的SiO2和NOx大都能实现达标排放。一些相对高热值的煤粉、重油等可能有超标排放的现象，可以从燃料入手消除超标排放的因素。

8 电气自动化控制系统Electrical automation control system
　　随着现代交流调速技术的成熟，交流调速系统已经广泛应用于各类生产过程中。本设计的引风机、助燃风机、煤气加压风机（喷煤装置）、卷扬机等采用变频控制。其它功率大于55kW的电机选用软启动方式。无调速要求的一般传动系统采用普通交流电机的MCC控制系统。
　　该系统控制点位（监控信号）包括数字量和模拟量，通过计算机编程，实现全自动控制。PLC采用S7-300，上位机采用研祥工控机，组态设计采用西门子WINCC软件平台，网络采用环形网络，IO点预留10%，IO卡扩充槽预留10%，性能可靠，画面美观，而且网络功能强大。
　　自动控制系统采用我公司专有的专家操作系统，更加科学合理，操作更加人性化，安全性能更高。

9原料raw material
　　粒度合格的石灰石是石灰窑稳定生产的前提条件。梁式套筒窑所使用的的原料粒径比最好是1：2，即使用30-60mm,或者40-80mm，以及50-100mm粒度的石灰石均可。同时，要求石灰石表面的泥土要处理干净，因为泥土在石灰煅烧过程中易在窑内产生结瘤。表面泥土的处理方式可以采用多道筛分，水洗效果最好，也可以采用其他形式。

10性能指标Technical index

11操作性能Operational performance
该窑型可操作性能好，正常生产状态下可以根据业主需要，产量控制在40～110%之间，实现稳定操作。

12综述Overview
从上述介绍可以看出，梁式套筒窑是一款适应当下集约化、大型化石灰生产的高性价比现代化石灰窑。
 

1)占地面积小Small floor area
从占地面积来看，大型梁式套筒窑与一般竖窑占地面积差别不大，可以为企业节约大量土地资源；

2) 原料适应能力强Strong adaptability of raw materials
对原料的适应能力很强，可以使用目前市场上的各种粒度的原料，对有自有矿山的客户来讲，可以实现原料利用效率最大化；

3) 燃料范围广A wide range of fuels
梁式套筒窑可使用的燃料是目前世界范围内最广的。

4) 集约化可降低大量人力成本Reduce a lot of labor costs.
产量比现有最大窑型还要高出一倍，可以节约大量的人工成本；

5) 消耗低Low consumption
热耗指标和电耗指标达到了世界先进水平，可节约大量的燃料和电力费用；

6) 质量指标高High quality index
质量指标达到了世界先进水平，可以适应于各种活性石灰生产；环保指标可以适应世界各国对环保指标的要求；

7)操作性能好Good operability and performance
梁式套筒窑可以在设计产能的40-110%之间任意调整，都能确保性能稳定。

8) 性价比高highly cost effective
其造价比两座600吨/天的现代化窑型低三分之一以上。

　　因此，梁式套筒窑是一款性价比高，性能先进的现代化窑型。是一款可以为广大业主创造巨大效益的“摇钱树”。

　　梁式窑和套筒窑都是目前国内外公认的现代化先进窑型，技术成熟可靠。我公司拥有梁式窑及其核心部件的全部知识产权，并且拥有对烧式套筒窑的国家发明专利。经过多年的研发和技术进步，梁式窑和对烧式套筒窑产品在国内外市场应用广泛。根据市场形势变化，大型化、集约化成为主要发展方向。我公司将这两种成熟的窑型技术结合在一起，并且借鉴了双膛窑的蓄热式技术，发明了梁式套筒窑产品。相信该产品能够适应市场的需求，为广大客户创造更大效益。

2×400TPD对烧式套筒窑

首钢迁钢2×400TPD天然气燃料四代梁式窑