回转窑自动空燃比装置

1062 编辑：中冶有色技术网来源：山东莱钢永锋钢铁有限公司

2024-02-22 16:08:04

权利要求书： 1.一种回转窑自动空燃比装置，其特征在于：包括空气管网和煤气管网，其包括煤气管道和空气管道，输出端均设置有增压器；

高浓度空燃罐，通过两比例阀组接入空气管网和煤气管网；所述高浓度空燃罐上安装有压力变送器和浓度变送器；

低浓度空燃罐，通过两比例阀组接入空气管网和煤气管网；所述低浓度空燃罐上安装有压力变送器和浓度变送器；

所述高浓度空燃罐和低浓度空燃罐一体固定，且中间垂直开设有通槽，所述通槽内设置有加热器；

混合缓冲罐；所述空气管网和高浓度空燃罐通过比例阀接入到混合缓冲罐；所述煤气管网和低浓度空燃罐通过比例阀接入到混合缓冲罐；所述混合缓冲罐通过稳压阀连接到回转窑供气管网；所述混合缓冲罐底部分别通过管线接入到空气管网和煤气管网；所述管线上安装有定量阀组；所述管线穿过加热器；

所述比例阀组、定量阀组、比例阀、压力变送器和浓度变送器接入到PLC。

2.根据权利要求1所述的回转窑自动空燃比装置，其特征在于，所述高浓度空燃罐其空气和煤气比例为：1 1.5：1，所述低浓度空燃罐其空气和煤气比例为：2.5 3：1。

~ ~

3.根据权利要求1所述的回转窑自动空燃比装置，其特征在于，所述比例阀组包括调节阀，及连接于调节阀输出端的流量反馈变送器；所述定量阀组包括开关阀，及连接于开关阀输出端的流量反馈变送器。

4.根据权利要求1所述的回转窑自动空燃比装置，其特征在于，所述混合缓冲罐外部设置有加热夹套。

5.根据权利要求1所述的回转窑自动空燃比装置，其特征在于，所述空燃比装置工作过程如下：

a、高浓度空燃罐和低浓度空燃罐灌气，PLC根据预设的比例，通过比例阀组给高浓度空燃罐和低浓度空燃罐灌入煤气和燃气，煤气和燃气在高浓度空燃罐和低浓度空燃罐内形成混合气体，并通过压力变送器给PLC信号，当压力达到预设值时，关闭比例阀组；此时，浓度变送器将高浓度空燃罐和低浓度空燃罐当前浓度反馈到PLC；

b、混合缓冲罐供气，PLC控制高浓度空燃罐和低浓度空燃罐交替供气，供气时，根据回转窑预设的空燃比，并根据浓度变送器获取的实际浓度值，确定高浓度空燃罐或低浓度空燃罐的输出量和空气管网或煤气管网的输出量比例；从而快速中和调整输出气体；当高浓度空燃罐或低浓度空燃罐供气下降到预设压力值时，供气交替；

c、回转窑供气，混合缓冲罐将输出气体通过稳压阀稳压后，持续输出波动小和比例稳定的混合气体打入到回转窑；

d、高浓度空燃罐和低浓度空燃罐补气，高浓度空燃罐和低浓度空燃罐完成一次排气后，需要进行补气，高浓度空燃罐和低浓度空燃罐补气和放气交替进行，即当高浓度空燃罐放气时，低浓度空燃罐进行补气；当低浓度空燃罐放气时，高浓度空燃罐进行补气；由于高浓度空燃罐放气时，煤气管网处于空闲状态，此时，根据低浓度空燃罐当前压力，计算需要打入煤气量，并向低浓度空燃罐补充燃气；此时，通过压力变送器进行实时监测，使其达到预设值，接着，计算需要打入空气量，并向低浓度空燃罐补充空气；补充空气时，利用空气管网的高压性直接向低浓度空燃罐补气和混合缓冲罐供气；还可通过混合缓冲罐的暂存气体，关闭前端比例阀，空气管网向低浓度空燃罐补气，完成补气后，再次开启混合缓冲罐的比例阀；

e、比例切换，根据回转窑切换后的空燃比，通过压力变送器监测混合缓冲罐当前压力，根据空燃比例计算出需要向混合缓冲罐补充的煤气量或空气量，并利用煤气管网和空气管网的高压力和定量阀组的开启和监测，快速响应；最后通过稳压阀持续输出波动小和比例切换后的混合气体打入到回转窑。

说明书：一种回转窑自动空燃比装置技术领域[0001] 本发明涉及一种回转窑供气调节装置，具体涉及一种回转窑自动空燃比装置，属于回转窑供气调节装置技术领域。

背景技术[0002] 球团矿作为钢铁企业炼铁一直都是非常良好的物料，其加工时，生球先进行干燥与预热；并送入到球团回转窑进行焙烧，进入球团回转窑的料球随回转窑做周向翻滚运动，

同时从窑尾向窑头移动；窑头设有专业的烧嘴,为回转窑提供热量；同时将环冷机第I冷却

段的热废气引入窑头罩，以保证窑内焙烧所需温度；球团回转窑工作时，耗能比较严重；现

有技术中，球团回转窑煤气给定值手动给定，不能自动调节，浪费煤气；即使加入电控系统，

但容易因为管网波动和开关阀的迟延，造成回转窑气体输出波动比较大，且与预设比例存

在大的误差，导致煤气耗能严重，回转窑因为燃烧不充分导致气体处理难度大。

发明内容[0003] 为解决上述问题，本发明提出了一种回转窑自动空燃比装置，回转窑供气精度高，使用煤气更加节约，且能够实现前后比例无扰切换。

[0004] 本发明的回转窑自动空燃比装置，采用预先混合形成两组高低浓度气体，并对混合后的气体浓度进行检测，便于二次混合时进行校正，通过空气和煤气对一次混合的气体

进行二次混合，达到预设浓度气体，由于气体完成一次混合后，需要空气和煤气开度比例大

大降低，同时，一次混合后进行浓度计算，产生的偏差值直接通过PLC计算到二次混合过程

中，能够避免直接100%浓度空气和100%浓度煤气混合过程中，容易因为管压，及在开启和关

闭过程中的迟延，造成混合出现大的偏差；同时，利用混合缓冲罐的二次混合暂存，其能够

在比例切换时，利用其暂存气体和补入的高压气体快速混合响应，并通过稳压阀始终输出

稳定气源；根据空燃比比例设定空气和煤气的比例系数，采用PLC自动控制，首先使助燃风

流量能够自动控制，然后根据空气煤气比例系数修改程序控制煤气调节阀，根据流量自动

调节，从而达到节省煤气的目的，大大降低能源消耗；其具体结构如下：

包括

空气管网和煤气管网，其包括煤气管道和空气管道，输出端均设置有增压器；

高浓度空燃罐，通过两比例阀组接入空气管网和煤气管网；所述高浓度空燃罐上

安装有压力变送器和浓度变送器；

低浓度空燃罐，通过两比例阀组接入空气管网和煤气管网；所述低浓度空燃罐上

安装有压力变送器和浓度变送器；

所述高浓度空燃罐和低浓度空燃罐一体固定，且中间垂直开设有通槽，所述通槽

内设置有加热器；

混合缓冲罐；所述空气管网和高浓度空燃罐通过比例阀接入到混合缓冲罐；所述

煤气管网和低浓度空燃罐通过比例阀接入到混合缓冲罐；所述混合缓冲罐通过稳压阀连接

到回转窑供气管网；所述混合缓冲罐底部分别通过管线接入到空气管网和煤气管网；所述

管线上安装有定量阀组；所述管线穿过加热器；

所述比例阀组、定量阀组、比例阀、压力变送器和浓度变送器接入到PLC。

[0005] 进一步地，所述高浓度空燃罐其空气和煤气比例为：1 1.5：1，所述低浓度空燃罐~

其空气和煤气比例为：2.5 3：1。

~

[0006] 进一步地，所述比例阀组包括调节阀，及连接于调节阀输出端的流量反馈变送器；所述定量阀组包括开关阀，及连接于开关阀输出端的流量反馈变送器。

[0007] 进一步地，所述混合缓冲罐外部设置有加热夹套。[0008] 进一步地，所述空燃比装置工作过程如下：a、高浓度空燃罐和低浓度空燃罐灌气，PLC根据预设的比例，通过比例阀组给高浓

度空燃罐和低浓度空燃罐灌入煤气和燃气，煤气和燃气在高浓度空燃罐和低浓度空燃罐内

形成混合气体，并通过压力变送器给PLC信号，当压力达到预设值时，关闭比例阀组；此时，

浓度变送器将高浓度空燃罐和低浓度空燃罐当前浓度反馈到PLC；

b、混合缓冲罐供气，PLC控制高浓度空燃罐和低浓度空燃罐交替供气，供气时，根

据回转窑预设的空燃比，并根据浓度变送器获取的实际浓度值，确定高浓度空燃罐或低浓

度空燃罐的输出量和空气管网或煤气管网的输出量比例；从而快速中和调整输出气体；当

高浓度空燃罐或低浓度空燃罐供气下降到预设压力值时，供气交替；

c、回转窑供气，混合缓冲罐将输出气体通过稳压阀稳压后，持续输出波动小和比

例稳定的混合气体打入到回转窑；

d、高浓度空燃罐和低浓度空燃罐补气，高浓度空燃罐和低浓度空燃罐完成一次排

气后，需要进行补气，高浓度空燃罐和低浓度空燃罐补气和放气交替进行，即当高浓度空燃

罐放气时，低浓度空燃罐进行补气；当低浓度空燃罐放气时，高浓度空燃罐进行补气；由于

高浓度空燃罐放气时，煤气管网处于空闲状态，此时，根据低浓度空燃罐当前压力，计算需

要打入煤气量，并向低浓度空燃罐补充燃气；此时，通过压力变送器进行实时监测，使其达

到预设值，接着，计算需要打入空气量，并向低浓度空燃罐补充空气；补充空气时，利用空气

管网的高压性直接向低浓度空燃罐补气和混合缓冲罐供气；还可通过混合缓冲罐的暂存气

体，关闭前端比例阀，空气管网向低浓度空燃罐补气，完成补气后，再次开启混合缓冲罐的

比例阀；

e、比例切换，根据回转窑切换后的空燃比，通过压力变送器监测混合缓冲罐当前

压力，根据空燃比例计算出需要向混合缓冲罐补充的煤气量或空气量，并利用煤气管网和

空气管网的高压力和定量阀组的开启和监测，快速响应；最后通过稳压阀持续输出波动小

和比例切换后的混合气体打入到回转窑。

[0009] 与现有技术相比，本发明的回转窑自动空燃比装置，回转窑供气精度高，使用煤气更加节约，且能够实现前后比例无扰切换。

附图说明[0010] 图1为本申请一个实施例提供的整体结构示意图。[0011] 附图标记说明：空气管网100

煤气管网200

高浓度空燃罐300

低浓度空燃罐400

通槽341，加热器342，压力变送器343，浓度变送器344；

混合缓冲罐500

比例阀501，稳压阀502，管线503，定量阀组504，加热夹套505。

具体实施方式[0012] 下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附

图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

[0013] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆

时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本

发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方

位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

[0014] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者

隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两

个或两个以上，除非另有明确的限定。

[0015] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机

械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元

件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发

明中的具体含义。

[0016] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它

们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特

征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在

第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示

第一特征水平高度小于第二特征。

[0017] 请参见图1，本申请实施例提供一种回转窑自动空燃比装置，采用预先混合形成两组高低浓度气体，并对混合后的气体浓度进行检测，便于二次混合时进行校正，通过空气和

煤气对一次混合的气体进行二次混合，达到预设浓度气体，由于气体完成一次混合后，需要

空气和煤气开度比例大大降低，同时，一次混合后进行浓度计算，产生的偏差值直接通过

PLC计算到二次混合过程中，能够避免直接100%浓度空气和100%浓度煤气混合过程中，容易

因为管压，及在开启和关闭过程中的迟延，造成混合出现大的偏差；同时，利用混合缓冲罐

的二次混合暂存，其能够在比例切换时，利用其暂存气体和补入的高压气体快速混合响应，

并通过稳压阀始终输出稳定气源；根据空燃比比例设定空气和煤气的比例系数，采用PLC自

动控制，首先使助燃风流量能够自动控制，然后根据空气煤气比例系数修改程序控制煤气

调节阀，根据流量自动调节，从而达到节省煤气的目的，大大降低能源消耗；其具体结构如

下：

包括

空气管网和煤气管网，其包括煤气管道和空气管道，输出端均设置有增压器；

高浓度空燃罐，通过两比例阀组接入空气管网和煤气管网；所述高浓度空燃罐上

安装有压力变送器和浓度变送器；

低浓度空燃罐，通过两比例阀组接入空气管网和煤气管网；所述低浓度空燃罐上

安装有压力变送器和浓度变送器；

所述高浓度空燃罐和低浓度空燃罐一体固定，且中间垂直开设有通槽，所述通槽

内设置有加热器；

混合缓冲罐；所述空气管网和高浓度空燃罐通过比例阀接入到混合缓冲罐；所述

煤气管网和低浓度空燃罐通过比例阀接入到混合缓冲罐；所述混合缓冲罐通过稳压阀连接

到回转窑供气管网；所述混合缓冲罐底部分别通过管线接入到空气管网和煤气管网；所述

管线上安装有定量阀组；所述管线穿过加热器；

所述比例阀组、定量阀组、比例阀、压力变送器和浓度变送器接入到PLC。

[0018] 其中，所述高浓度空燃罐其空气和煤气比例为：1 1.5：1，所述低浓度空燃罐其空~

气和煤气比例为：2.5 3：1。

~

[0019] 所述比例阀组包括调节阀，及连接于调节阀输出端的流量反馈变送器；所述定量阀组包括开关阀，及连接于开关阀输出端的流量反馈变送器。

[0020] 所述混合缓冲罐外部设置有加热夹套。[0021] 所述空燃比装置工作过程如下：a、高浓度空燃罐和低浓度空燃罐灌气，PLC根据预设的比例，通过比例阀组给高浓

度空燃罐和低浓度空燃罐灌入煤气和燃气，煤气和燃气在高浓度空燃罐和低浓度空燃罐内

形成混合气体，并通过压力变送器给PLC信号，当压力达到预设值时，关闭比例阀组；此时，

浓度变送器将高浓度空燃罐和低浓度空燃罐当前浓度反馈到PLC；

b、混合缓冲罐供气，PLC控制高浓度空燃罐和低浓度空燃罐交替供气，供气时，根

据回转窑预设的空燃比，并根据浓度变送器获取的实际浓度值，确定高浓度空燃罐或低浓

度空燃罐的输出量和空气管网或煤气管网的输出量比例；从而快速中和调整输出气体；当

高浓度空燃罐或低浓度空燃罐供气下降到预设压力值时，供气交替；

c、回转窑供气，混合缓冲罐将输出气体通过稳压阀稳压后，持续输出波动小和比

例稳定的混合气体打入到回转窑；

d、高浓度空燃罐和低浓度空燃罐补气，高浓度空燃罐和低浓度空燃罐完成一次排

气后，需要进行补气，高浓度空燃罐和低浓度空燃罐补气和放气交替进行，即当高浓度空燃

罐放气时，低浓度空燃罐进行补气；当低浓度空燃罐放气时，高浓度空燃罐进行补气；由于

高浓度空燃罐放气时，煤气管网处于空闲状态，此时，根据低浓度空燃罐当前压力，计算需

要打入煤气量，并向低浓度空燃罐补充燃气；此时，通过压力变送器进行实时监测，使其达

到预设值，接着，计算需要打入空气量，并向低浓度空燃罐补充空气；补充空气时，利用空气

管网的高压性直接向低浓度空燃罐补气和混合缓冲罐供气；还可通过混合缓冲罐的暂存气

体，关闭前端比例阀，空气管网向低浓度空燃罐补气，完成补气后，再次开启混合缓冲罐的

比例阀；

e、比例切换，根据回转窑切换后的空燃比，通过压力变送器监测混合缓冲罐当前

压力，根据空燃比例计算出需要向混合缓冲罐补充的煤气量或空气量，并利用煤气管网和

空气管网的高压力和定量阀组的开启和监测，快速响应；最后通过稳压阀持续输出波动小

和比例切换后的混合气体打入到回转窑。

[0022] 上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。