DE2429721C2 - Anlage zum Brennen von Zementklinker und Verfahren zum Betrieb einer solchen Anlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Brennen von Zementklinker in einem Drehofen, dem abgasseitig ein Wärmetauscher für das zu brennende Gut, ein Wärmetauscher-Gebläse und eine Rohrleitungsverzweigung nachgeschaltet sind, von der ein Zweig über eine von Abgasen durchströmte Mahltrocknungsanlage und der andere Zweig über einen Kühlturm zu einer Entstaubungsanlage mit nachgeschaltetem Entstaubungsgebläse führen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Verbundaniage-

Bei einer bekannten aus einer Zementklinkerbrennanlage und einer Mahltrocknungsanlage bestehenden Verbundanlage (Zeitschrift »Filtration &. Separation«, Juli/August 1972, Seite 421, Fig. 8 sowie Seite 418, Fig. 5), bei der das heiße Wärmetauscherabgas eniweder durch die Zweigleitung mit der Mahltrocknungsanlage oder durch die Zweigleitung mit dem Kühlturm in

ίο die Entstaubungsanlage strömt (sogenannter Entweder/ Oder-Betrieb), können vom Drehofen und/oder Wärmetauscher verursachte Abgasmengenschwankungen und Abgasstöße den Betrieb der Mahltrocknungsanlage störend beeinflussen. Außerdem kann ein schwankender Gasströmungswiderstand in der Mahltrocknungsanlage, der schon durch den schwankenden Feuchtegehalt des mahlzutrocknenden Gutes häufig gegeben ist, störend auf den Betrieb der Drehofen-Wärmetauscher-Einheit zurückwirken, der wenn er einmal optimal eingestellt ist, möglichst nicht mehr verändert werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Verbundanlage der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in der Zweigleitung mit dem Kühlturm diesem abgasseitig ein Gebläse nachgeschaltet ist, das mit einer mit der Druckseite des Wärmetauscher-Gebläses verbundenen Druckregeleinrichtung in Verbindung steht, welche durch Regeleingriff auf den Abgasdurchsatz des

ίο Kühlturm-Gebläses den Abgasdruck nach dem Wärmetauscher-Gebläse konstant regelt.

Durch das abgasseitig dem Kühlturm nachgeschaltete Gebläse, das über eine Regeleinrichtung mit der Druckseite des Wärmetauscher-Gebläses gekoppelt ist

» (Regeleingriff auf das Kühlturmgebläse), werden alle vom Drehofen/Wärmetauscher kommenden Abgasstöße vom Kühlturm und seinem Gebläse aufgenommen und von den Mahltrocknungsanlagen ferngehalten. Jede Abgasmengenschwankung wird vom Kühlturm-Gebläse ausgeglichen. Damit ist eine gleichmäßige stoßfreie Heißgaszulcitung zu den Mahltrocknungsanlagen möglich und im Wärmetauscher selbst kann sich kein unerwünschter Druck aufbauen, der die Wärme- und Stoffübertragungsvorgänge im Wärmetauscher und

«5 Drehofen stören würde. Eine Konstantregelung des Drucks nach dem Wärmetauschergebläse und damit vor der Trocknungsanlage schützt also sowohl den Ofen- und Wärmetauscherbetrieb als auch den Mahltrocknungsbetrieb (wichtig zum Beispiel für empfindliche Walzenschüsselmühlen) vor Abgasdruck- und -mengenschwankungen.

Anspruch 2 beinhaltet eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung. Durch das Merkmal des Anspruchs 3 kann die Entstaubungsanlage eingangsseitig auf einem bestimmten gewünschten geringen Unterdruck gehalten werden, das heißt, es treten in der Entstaubungsanlage keine Druckschwankungen auf. Außerdem ist durch die Konstantregelung des Drucks vor der Entstaubungsanlage ein störendes Zurückwirken des Betriebs der Entstaubungsanlage mit Entstaubungsgebläse auf die Mahltrocknungsanlage ausgeschlossen.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 kommt zum Ausdruck, daß bei Außerbetriebsetzung der Mahltrocknungsanlage allein das Entstaubungsgebläse die Konstanthaltung des Drucks nach dem Wärmetauscher-Gebläse übernimmt (Direkibetrieb).

Beim erfindungsgemäßen Betriebsverfahren des Anspruchs 5 handelt es sich eindeutig nicht um den

bekannten sogenannten Entweder/Oder-Betrieb, bei dem die heißen Wärmetauscherabgase entweder über die Mahltrocknungsanlage oder über den Kühlturm in die Entstaubungsanlage geleitet werden, sondern beim erfindungsgemäßen Betriebsverfahren värd ständig bei 5 jedem Betriebszustand ein Teilstrom des Wärmetauscher-Abgases über den Kühlturm in die Entstaubungsanlage geleitet, und zwar ein so großer Teilstrom, daß der Druck nach dem Wärmetauscher-Gebläse konstant bleibt So nimmt der Kühlturm beim Betrieb beider Mahltrocknungsanlagen eine über den Mühlenbedarf hinaus anfallende geringe Wärmetauscher-Abgasmenge auf. Bei Abschaltung einer der beiden Mahltrocknungsanlagen wird die zuvor über diese geleitete Wärmetauscher-Abgasmenge sofort vom Kühlturm durch Anhebang der vom Kühlturm-Gebläse angesaugten Fördermenge übernommen, bis der Druck nach dem Wärmetauscher-Gebläse bzw. vor den Mahltrocknungsanlagen wieder den vorgegebenen konstanten Wert erreicht hat Weil selbst bei Petrieb beider MahJtrocknungsanlagen der Kühlturm mit einem geringen Teilstrom des Wärmetauscher-Abgases beaufschlagt wird, wird dadurch gleichzeitig der Vorteil erreicht, daß der Kühlturm sehr warm bleibt so daß bei Ausfall einer Mahltrocknungsanlage, wenn also der Kühlturm eine erhöhte Abgasmenge aufnehmen muß, Kondensatbildungen im heißen Abgas mit den unerwünschten Folgeerscheinungen in der Entstaubungsanlage wie Schlammbildung und dergleichen vermieden werden, was der Fall wäre, wenn der Kühlturm im kalten Zustand angefahren werden müßte.

Die Erfindung und deren weiteren Vorteile und Merkmale werden anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Fließbildes näher erläutert.

Die in der schematischen Darstellung gezeigte Verbundanlage weist einen Drehofen 1, den Wärmetauscher 2, ein nachgeordnetes Ofenabgasgebläse 3, eine Mahltrocknungsanlage 4, eine zweite parallel geschaltete Mahltrocknungsanlage 5, sowie die Gebläse 6 und 7 zu den beiden Mahltrocknungsanlagen auf. Es ist ein Kühlturm 8 mit einem Druckerhöhungsgebläse 9 mit Drallregler 9' und einem drehzahlregelbaren Motor 9" vorgesehen, ferner eine Entstaubungsanlage 10 und ein Filterabgasgebläse II. Ein Steuergerät 12 steht einerseits über eine gestrichelt dargestellte Steuerleitung mit dem Drallregler 9' und dem drehzahlregelbaren Motor 9" des Druckerhöhungsgebläses 9 am Kühlturm 8 in Verbindung. Andererseits ist es über eine weitere Steuerleitung ;nit den Gebläsereglern 15' und 15 und dessen Umschaltvorrichtung verbunden. Die Regler 13 und 14 für die Mahltrocknungsanlage sowie der Filterabgasgebläseregler 15 sind je durch eine gestrichelt gekennzeichnete Steuerleitung mit ihrem Meßpunkt in der Gaszuleitung 14 verbunden.

Vor der Rohrleitungsverzweigung 16 ist eine Klappe 24, in den Ofengasleitungen zu den Mahlanlagen 4 und 5 sind die Absperrklappen 18 und 19, im Zweig zum Kühlturm ist die Klappe 25 vorgesehen. Die Zuleitung 17 zur Entstaubungsanlage kann durch die Klappe 20 auch direkten Anschluß zum Wärmetauscher 2, unter nn Umgehung der Mahlanlagen und des Kühlturmes erhalten. Notfalls kann auf diesem Wege das Ofenabgasgebläse für kurze Zeit direkt an die Entstaubungsanlage angeschlossen werden. Ein Bypass 8' zur Umgehung des Kühlturmgebläses 9 ist für Direktbetrieb ohne μ Mahlanlagen bei Schaden oder zwecks Inspektion des Kühlturmgebläses 9 vorgesehen und strichpunktiert dargestellt. Nach den Mahlanlagen angeordnete Absperrklappen 21 und 22 und die Klappe 23 nach dem Kühlturmgebläse 9 geben die jeweils benötigten Leitungsabschnitte zur Entstaubungsanlage, zu 17 hin, frei

Die im Wärmetauscher 2 abgekühlten Ofenabgase werden durch die bei geöffneter Klappe 24 freigegebene Gasleitung zur Rohrleitungsverzweigung 16 und weiter zu den Mahltrocknungsanlagen 4 und 5 und über die Leitung mit Klappe 25 dem Kühlturm 8 zugeführt Bei Betrieb beider Mahlanlagen übernimmt der Kühlturm 8 eine über den Mühienbedarf hinaus anfallende geringe Ofenabgasmenge. Bei Abscnaltung einer Mahlanlage wird die zuvor über diese geleitete Ofenabgasmenge sofort vom Kühlturm 8 durch Anhebung der vom Kühlturmgebläse 9 angesaugten Fördermenge übernommen. Zur Umschaltung des Kühlturmgebläses 9 dient die Druck-Regeleinrichtung 12, die hinter dem Ofenabgasgebläse 3 an der Leitung angeschlossen ist Sie bewirkt eine öffnung der Rohrleitung durch Betätigung des Drallreglers 9' und/oder eine Beschleunigung des Gebläseantriebs 9" am Kühlturmgebläse 9 in dem Maße, bis die Gasleitung am Wärmetauscherabgang und damit auch die Zuleitung zu den beiden Mahltrocknungsanlagen 4 und 5 wieder den vorgegebenen konstanten Druck erreicht Die Druckkonstanz in der Gasleitung ist für den Mühlenbetrieb wesentlich, und es ist erst aufgrund der genauen Konstanthaltung von Druck und Gasmenge möglich, raum- und energiesparende Walzenschüsselmühlen einzusetzen.

Die Mahlanlagen 4 und 5 sind, mit hier nicht dargestellten Umluftsichtern und Gebläsen 6 und 7 ausgerüstet, durch die bei Bedarf zusätzlich zu dem warmen Ofengas noch Trägergas aus der Atmosphäre oder von anderen Quellen in den Mühlenkreislauf gegeben wird. Durch die Steuer- und Regeleinrichtung 13 und 14 wird ferner die Rohgutaufgabe dosiert und konditioniert und der gesamte Mahlvorgang automatisch gesteuert. Bei Ausfall oder Abschaltung einer oder beider Mühlen werden zur Vermeidung von Falschlufteintritt in die Zu- oder Abgasleitungen die Klappen 18 und 21 sowie 19 und 22 geschlossen, beim Wiederanfahren zum Gaseintritt geöffnet. Der geschlossene Arbeitsund Steuerkreis einer Mahltrocknungsanlage ist ohne kostspieligen Mehraufwand nicht in der Lage, den ungleichmäßigen Gasabfall vom Drehofen zu verarbeiten, weil er schon vom Rohgut her sich ständig ändernde, insbesondere vom Feuchtigkeitsgehalt bedingte Komponenten, die unabhängig vom Ofenabgasanfall schwanken, zu bewältigen hat. Außerdem sind die Sichter und Sichtgutförderer empfindlich gegen Luftmengenschwankungen, es ist daher sehr vorteilhaft, die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung zu treffen und die Verbundanlage nach dem vorgeschlagenen Verfahren durch einen den Mahlanlagen 4 und 5 parallel geschalteten Kühlturm 8 mit eigenem Gebläse 9 auf konstantem Druck geregelt zu fahren. Das Kühlturmgebläse 9 hat dabei nur den geringen, im Kühlturm anfallenden Druckverlust in der Größenordnung von 20 bis 50 mm WS aufzubringen.

Auch beim Betrieb beider Mahltrocknungsanlagen wird der Kühlturm 8 mit einem Abgasanteil beaufschlagt, damit er bei Störungen im Mühlenweg sofort die freiwerdenden Abgasmengen aufnehmen und konditionieren kann, ohne daß durch Kondensatanfall eine Verschlammung und Filterstörung eintritt.

Normalerweise muß bei Projektierung der Drehofenanlage eine umfangreiche Rohmehlsilokapazität in der

Größenordnung des geschätzten Mahlanlagenstillstandes vorgesehen werden, damit der Ofenbetrieb durchgehend gefahren werden kann. Das vorliegende Verfahren sichert aber auch den Betrieb der empfindlichen Mahlanlagen, wodurch hier kleinere und wirtschaftlichere Zerkleinerungseinrichtungen wie Tellermühlen verwendet werden können. Außerdem bewirkt die schnelle Umschaltmöglichkeit der Verbundanlage, die Ausfallzeiten durch Störungen zu vermeiden. Somit ist es möglich, die Silokapazität und gleichlaufend auch die Ersatzteilbereitstellungskosten erheblich zu senken.

Das Arbeitsprinzip der Anlage stellt sich danach wie folgt dar:

Beim Betrieb einer oder zweier Rohrmühlen 4, 5 wird der Druck nach dem Wärmetauschergebläse 3 durch das ι s Gebläse 9 nach dem Kühlturm 8 konstant gehalten. Jede Gasmengenschwankung übernimmt daher das Gebläse 9, ohne die Mahlanlagen 4, 5 und die Ofen-Wärmetauscheranlage zu beeinflussen. Der Druck nach dem Gebläse 9 und vor der Entstaubungsanlage 10 wird durch das Filterabgasgebläse 11 konstant gehalten und übernimmt daher über diese Regelstrecke ebenfalls die Mengenschwankungen des Abgases.

Beim Direktbetrieb übernimmt ausschließlich das Filterabgasgebläse 11 die Konstanthaltung des Druckes nach dem Wärmetauschergebläse 3. Die Gebläse 6, 7 der Mühlen und 9 nach dem Kühlturm sind in diesem Falle außer Betrieb und können ohne Störung des Ofenbetriebes einer Reparatur oder Revision unterzogen werden. Zur Herstellung des Direktbetriebes wird das gestrichelt gezeichnete Absperrorgan im Bypass 8' geöffnet und 23 geschlossen, ebenso sind die Klappen 20 bis 22 sowie 18 und 19 gesperrt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß einerseits die Ofenabgase nicht ungereinigt abgeblasen werden und andererseits der Ofenbetrieb trotz Stillstand in der Verbundanlage weiterlaufen kann.

Die bei laufendem Ofenbetrieb ständig benötigte Entstaubungsanlage ist bei den verschiedenen Betriebsmöglichkeiten der Verbundanlage, nämlich bei Verbindung einer Mahlanlage mit Kühlturm, oder bei zwei Mahlanlagen mit Kühlturm und des Kühlturmes ohne Mahlanlagen mit etwa der gleichen Gasmenge beaufschlagt.

Nur im Notfall bei direktem Anschluß an das Ofenabgasgebläse müssen die Abgasmengenschwankungen vom Drehofenbetrieb her mittels Steuergerät 15 und 15', wobei die Steuerleitung auf das Steuergerät 12 nach dem Wärmetauschersystem umgeschaltet ist, am Filterabgasgebläse 11 ausgeregelt ist. Die hierbei anfallenden geringen Verluste im Kühlturm vermag das Entstaubungsgebläse aufzubringen.

Im Vergleich zu anderen Verfahren und Anordnungen ist die Entstaubungsanlage 10 in vorteilhafter Weise durch eine konstruktiv leichtere Ausführung erstellbar. Neben den in der Mahltrocknungsanlage erzielten Vorteilen trägt dies zur Optimierung der Betriebsführung in der Verbundanlage bei.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anlage zum Brennen von Zementklinker in einem Drehofen, dem abgasseitig ein Wärmetauscher für das zu brennende Gut, ein Wärmetauscher-Gebläse (3) und eine Rohrleitungsverzweigung nachgeschaltet sind, von der ein Zweig über eine von Abgasen durchströmte Mahltrocknungsanlage (4,5) und der andere Zweig über einen Kühlturm (8) zu einer Entstaubungsanlage (10) mit nachgeschaltetem Entstaubungsgebläse (11) führen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zweigleitung mit dem Kühlturm (8) diesem abgasseitig ein Gebläse (9) nachgeschaltet ist, das mit einer mit der Druckseite des Wärmetauscher-Gebläses (3) verbundenen Druckregeleinrichtung (12) in Verbindung steht, welche durch Regeleingriff auf den Abgasdurchsatz des Kühlturm-Gebläses (9) den Abgasdruck nach dem Wärmetauscher-Gebläse (3) konstant regelt.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregeleinrichtung (12) mit dem drehzahlregelbaren Antrieb (9") und/oder mit dem Drallregler (9') des Kühlturm-Gebläses (9) verbunden ist

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entstaubungsgebläse (11) mit einer mit der Zuleitung (17) zur Entstaubungsanlage (10) verbundenen Druckregeleinrichtung (15) in Verbindung steht, welche durch Regeleingriff auf die Förderleistung des Entstaubungsgebläses (11) den Abgasdruck vor der Entstaubungsanlage (10) konstant regelt.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zweigleitung mit dem Kühlturm (8) und dem Kühlturm-Gebläse (9) dieses Gebläse (9) durch einen Bypass (8') umgehbar ist und daß das Entstaubungsgebläse (11) für Direktbetrieb mit den Druckregcleinrichtungen (12 und 15) in Verbindung steht, die den Abgasdruck nach dem Wärmetauscher-Gebläse (3) bzw. vor der Entstaubungsanlage (10) konstant regeln.

5. Verfahren zum Betrieb einer Verbundanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zweigleitung mit dem Kühlturm (8) und dem Kühlturm-Gebläse (9) ständig ein Teilstrom der Ofen-Wärmetauscher-Abgase geleitet wird, wobei diese Teilstrommenge in Abhängigkeit von Betriebsänderungen der in der anderen Zweigleitung angeordneten Mahltrocknungsanlagen (4, 5) und/oder bei Abgasmengenänderungen der Ofen-Wärmetauscheranlage (1, 2) so geregelt wird, daß der Abgasdruck nach dem Wärmetauscher-Gebläse (3) und damit vor den Mahltrocknungsanlagen (4, 5) konstant gehalten wird.