梁式套筒窯
國家發明專利（ZL201911026606.1）

梁式套筒窯簡介（國家發明專利ZL201911026606.1）

　　石灰窯是煅燒石灰的重要工具，石灰窯的發展歷史悠長。目前世界范圍內的石灰窯主要分兩種，一種是回轉窯，一般稱謂臥窯；另一種是包含機械立窯、梁式窯、雙膛窯、套筒窯、對燒式套筒窯等窯型，一般統稱為立窯。目前臥窯最大單窯產能基本在1200噸/天；立窯最大產能基本在600噸/天。人們都知道，提高效率的最直接方式是爐窯單產能力的提高，單產越高效率越高、能耗越低。受現有技術的制約，立窯當中最大產能是600噸/天，這樣就制約了立窯大型化的發展。按照統計，目前全世界石灰生產能力為3.6億噸/年，其中立窯的總產能大約為2.8億噸。從統計數據可以看出其市場之大。

　　梁式套筒窯簡稱CAB窯是一種結合了傳統套筒窯、對燒式套筒窯、雙膛窯和梁式窯的優點，由我公司技術人員自行研發的新型活性大型石灰豎窯，并取得國家發明專利。該窯型的設計特點打破了傳統豎窯產量低的瓶頸，單窯產量達到1200噸/天，且熱耗、電耗均小于等于各窯型中的最低水平。另外本窯型的窯體工藝設計結構簡單，不像傳統的套筒窯和雙膛窯結構復雜。投資成本低且運行、維護費用低的特點，使整個梁式套筒窯的性價比更高。

　　梁式套筒窯整體結構共分為4帶，即蓄熱帶、預熱帶、煅燒帶、冷卻帶。由上料系統、窯頂自動靜態布料系統、環形窯體、燃燒系統、密閉式定容定量自動出灰系統、供風及除塵系統組成。窯體的環形料面使得料面寬度更小，就意味著窯膛內的氣流偏流更小，氣流分布更加均勻，從而保證了煅燒的均勻性。燃燒系統采用我公司國家發明專利產品石灰窯用風冷式燃燒梁（專利號ZL2016 1020 4622.5），燃燒梁分為上下兩層交錯布置，具有燒嘴布置均勻煅燒完全的優點，使產品質量更加優質穩定。產品活性度可達到360ml(4N-HCL滴定10min)以上，殘余CO2含量小于1.5％，如原料條件好，石灰活性度可達400ml以上。

梁式套筒窯剖面示意圖
 

工藝流程

梁式套筒窯核心特點:

1 窯殼裝置Kiln shell device
　　梁式套筒窯的窯殼由內外兩個圓筒組成，形成環形截面，這種設計是梁式套筒窯的特點之一。內外窯殼為鋼結構焊接，在窯殼的不同高度上根據需要設置有6層平臺，以方便進行設備安裝和操作維護。該設計的內筒直徑達到5米以上，操作人員可沿著通道隨意進入內筒進行操作，這種設計使得操作和維護非常簡便和直接。

2 耐火材料Refractory material
　　窯襯采用復合結構，從里到外依次為工作層、隔熱層和保溫層。根據熱工制度梁式套筒窯內部可分為蓄熱帶、預熱帶、煅燒帶、冷卻帶。根據每帶的特點和工作溫度分別使用不同材質的耐火材料，如高鋁磚、粘土磚、輕質粘土磚、硅鈣板、陶瓷纖維氈和搗打料，以滿足各部位對耐火材料的使用要求，保障窯體各部位的正常使用壽命。由于我們窯型結構的特點和設計的優化，梁式套筒窯的耐火磚磚型僅有6種，與其他窯型相比，磚型得以大大的簡化。耐材均選用標準磚型，結構緊湊，經濟高效。

3 燃燒裝置及燃料范圍Combustion device and fuel range
　　燃燒系統采用我公司國家發明專利產品石灰窯用風冷式燃燒梁（專利號ZL2016 1020 4622.5），在窯體煅燒帶部位上下交錯布置兩層，每根燃燒梁里設計若干燒嘴，均勻覆蓋整個窯體的環形截面。根據產量要求來確定燃燒梁及燒嘴的數量及布置方式。確保整個窯截面火焰溫度分布均勻從而實現煅燒的均勻。

這種煅燒方式使用燃料是目前世界上所有窯型當中最廣泛的：
1） 氣體燃料：天然氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣、高爐煤氣、發生爐煤氣、蘭炭煤氣、黃磷爐煤氣、電石爐煤氣、生物質煤氣、或者混合煤氣。
2） 固體燃料（粉狀）：煙煤、無煙煤、褐煤、焦末、生物粉末燃料等。
3） 液體燃料：重油、輕油等。
4） 復合燃料：煤氣+煤粉；燃氣+油等混合使用的燃料。

當然不同的燃料所對應的工藝裝備和操控方式會有所不同。

梁式套筒窯斷面布置示意圖Layout of burner beam

4 供風系統Air supply system
　　供風系統包括冷卻風機和助燃風機。鼓風機均選用羅茨風機，均采用變頻調節。采用羅茨風機能夠實現更加精準的配風控制。助燃風機的功能不僅是提供助燃風，它的功能還包括為燃燒梁提供冷卻風。助燃風經過換熱器后，直接進入燃燒梁內部，在梁內循環再次升溫，之后才進入煅燒區參與助燃。冷卻風沿窯體四周方向，在每一臺出灰機上方均勻送入環形斷面內，保持氣流均勻。

5 上料裝置Charging device
　　梁式套筒窯的上料方式是由卷揚機和上料小車來實現的。因為該窯為超大產量，所以上料采用雙料車上料方式。窯頂布料采用我公司的多點布料器，能夠實現交叉密封，確保操作過程不漏風，同時實現布料均勻的目的。

6 卸料裝置Discharge device
　　梁式套筒窯的卸料出灰裝置是采用我公司國家發明專利密閉式定容定量自動出灰機（專利號ZL201911026607.6），均勻布置在環形窯膛截面上，保證石灰窯卸料的均勻性。這種出灰機不僅實現了完全密封的效果，而且能夠實現自動計重的功能，這樣的設計，不僅保證了整個石灰窯的密封效果，而且能夠自動調整出灰重量，避免了以往設計上存在的長時間運行可能發生偏料的問題，同時能夠確保整個環型端面上出料的均勻，實現了整體窯況的均勻穩定，并且提高了環保效果。下圖是梁式套筒窯出灰機布置及單臺出灰機示意圖。

 7 除塵裝置
　　在窯頂部，廢氣沿著圓形引風口引出窯外，使用中低熱值燃料廢氣溫度還有160-200度，為了最大限度地利用熱能，本設計保留了換熱器，用燃氣和助燃風進行換熱，廢氣經過換熱后降低到100度以下，進入除塵器凈化后經風機排入煙囪，實現達標排放。
煙氣中的SiO2和NOx大都能實現達標排放。一些相對高熱值的煤粉、重油等可能有超標排放的現象，可以從燃料入手消除超標排放的因素。

8 電氣自動化控制系統Electrical automation control system
　　隨著現代交流調速技術的成熟，交流調速系統已經廣泛應用于各類生產過程中。本設計的引風機、助燃風機、煤氣加壓風機（噴煤裝置）、卷揚機等采用變頻控制。其它功率大于55kW的電機選用軟啟動方式。無調速要求的一般傳動系統采用普通交流電機的MCC控制系統。
　　該系統控制點位（監控信號）包括數字量和模擬量，通過計算機編程，實現全自動控制。PLC采用S7-300，上位機采用研祥工控機，組態設計采用西門子WINCC軟件平臺，網絡采用環形網絡，IO點預留10%，IO卡擴充槽預留10%，性能可靠，畫面美觀，而且網絡功能強大。
　　自動控制系統采用我公司專有的專家操作系統，更加科學合理，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窯穩定生產的前提條件。梁式套筒窯所使用的的原料粒徑比最好是1：2，即使用30-60mm,或者40-80mm，以及50-100mm粒度的石灰石均可。同時，要求石灰石表面的泥土要處理干凈，因為泥土在石灰煅燒過程中易在窯內產生結瘤。表面泥土的處理方式可以采用多道篩分，水洗效果最好，也可以采用其他形式。

10性能指標Technical index

11操作性能Operational performance
該窯型可操作性能好，正常生產狀態下可以根據業主需要，產量控制在40～110%之間，實現穩定操作。

12綜述Overview
從上述介紹可以看出，梁式套筒窯是一款適應當下集約化、大型化石灰生產的高性價比現代化石灰窯。
 

1)占地面積小Small floor area
從占地面積來看，大型梁式套筒窯與一般豎窯占地面積差別不大，可以為企業節約大量土地資源；

2) 原料適應能力強Strong adaptability of raw materials
對原料的適應能力很強，可以使用目前市場上的各種粒度的原料，對有自有礦山的客戶來講，可以實現原料利用效率最大化；

3) 燃料范圍廣A wide range of fuels
梁式套筒窯可使用的燃料是目前世界范圍內最廣的。

4) 集約化可降低大量人力成本Reduce a lot of labor costs.
產量比現有最大窯型還要高出一倍，可以節約大量的人工成本；

5) 消耗低Low consumption
熱耗指標和電耗指標達到了世界先進水平，可節約大量的燃料和電力費用；

6) 質量指標高High quality index
質量指標達到了世界先進水平，可以適應于各種活性石灰生產；環保指標可以適應世界各國對環保指標的要求；

7)操作性能好Good operability and performance
梁式套筒窯可以在設計產能的40-110%之間任意調整，都能確保性能穩定。

8) 性價比高highly cost effective
其造價比兩座600噸/天的現代化窯型低三分之一以上。

　　因此，梁式套筒窯是一款性價比高，性能先進的現代化窯型。是一款可以為廣大業主創造巨大效益的“搖錢樹”。

　　梁式窯和套筒窯都是目前國內外公認的現代化先進窯型，技術成熟可靠。我公司擁有梁式窯及其核心部件的全部知識產權，并且擁有對燒式套筒窯的國家發明專利。經過多年的研發和技術進步，梁式窯和對燒式套筒窯產品在國內外市場應用廣泛。根據市場形勢變化，大型化、集約化成為主要發展方向。我公司將這兩種成熟的窯型技術結合在一起，并且借鑒了雙膛窯的蓄熱式技術，發明了梁式套筒窯產品。相信該產品能夠適應市場的需求，為廣大客戶創造更大效益。

2×400TPD對燒式套筒窯

首鋼遷鋼2×400TPD天然氣燃料四代梁式窯