利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系統的製作方法

2023-06-24 14:24:36

專利名稱：利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種餘熱回收利用系統，特別是迴轉窯的餘熱回收利用系統。
背景技術：
迴轉窯設備俗稱旋窯，多用於水泥建材行業和冶金行業。水泥建材行業中迴轉窯 主要應用於水泥生料的煅燒。冶金行業中迴轉窯主要用於各類礦物的焙燒。因此，迴轉窯筒 體內部溫度很高，通常可以達到幾千攝氏度。儘管迴轉窯筒體壁面採取各種保溫隔熱措施， 如高溫耐火磚、窯皮等，迴轉窯筒體的表面仍可以達到一定的溫度。迴轉窯表面大都採用鋼 板製造而成，因此，迴轉窯筒體表面溫度必須控制在400°C以下，否則影響迴轉窯筒體的安 全運轉。在某些特殊情況下，還會採用風機進行窯筒體表面的風冷，以降低窯筒體表面的溫 度。這樣導致大量的餘熱資源被浪費，同時也造成了周圍環境的熱汙染。目前，國內僅有一 小部分水泥生產企業利用這部分餘熱，進行冬季採暖和四季熱水供應。但是，由於窯筒體表 面溫度高低受環境溫度的影響。到了夏季，環境溫度升高，窯筒體表面溫度也升高，相對於 冬季而言，夏季窯筒體的餘熱量更大。而現有的窯筒體表面餘熱利用並沒有考慮夏季窯筒 體表面餘熱的利用。以直徑4. 6米，窯長65米的迴轉窯為例，夏季迴轉窯筒體表面平均溫度 為300°C左右，室外空氣平均溫度取40°C，夏季按7、8、9三個月計，總散熱量4. 5X106kcal, 折標煤為6430噸。

發明內容
本發明的目的在於提供一種一年四季均可有效回收回轉窯窯筒體輻射餘熱的利 用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系統。本發明主要是採用輻射熱回收 裝置、蓄熱水箱、採暖機構、制冷機構和生活熱水機構等裝置或機構，組成三種不同的都可 以達到冷、暖、熱水三聯供目的的系統。一、第一種工藝系統
該系統的一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、第一蓄熱水箱及第一循環泵通過管路 依次連接形成第一個循環迴路；另一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、第二蓄熱水箱及 第二循環泵通過管路依次連接形成第二個循環迴路。最好，第一循環迴路的迴轉窯窯筒體 輻射餘熱回收裝置的入口和第二循環迴路的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置的入口，以及 第一循環迴路的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置的出口和第二循環迴路的迴轉窯窯筒體 輻射餘熱回收裝置的出口之間各自設置一根帶閥門的連通管路，通過控制這兩聯通管路閥 門開關來控制兩組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置產生熱水溫度高低和輸送走向。外界自 來水通過軟化水補水裝置為以上兩個循環迴路補水。該軟化水補水裝置主要包括有軟化 水處理裝置，第二給水泵，第一給水泵和軟化水箱。自來水先進入軟化水處理裝置，經過軟 化處理後經過第二給水泵送至軟化水箱中，然後經過第一給水泵分別送至上述第一蓄熱水 箱和第二蓄熱水箱中。第一蓄熱水箱和第二蓄熱水箱分別為採暖機構、制冷機構和生活熱 水機構提供熱媒水源。其中，第一蓄熱水箱與第五循環泵入口連接，第五循環泵出口連接兩個分支管路，一個分支管路連接制冷機構，另一個分支管路連接採暖機構；制冷機構和採暖 機構的回水管路匯合後，與除汙器進口相連，除汙器出口又與第一蓄熱水箱相連，形成一個 迴路。上述採暖機構採用散熱器或者地熱盤管或者地熱膜等，制冷機構採用中央空調，即是 由制冷機組、冷卻塔、空調機組、第六循環泵和第七循環泵組成。熱水通過制冷機構的給水 管路送入制冷機組中，經熱交換降溫後送回制冷機組的回水管路；而制冷機組產生的冷凍 水通過第七循環泵送至空調機組然後回到制冷機組中。上述制冷機組、冷卻塔和冷凝水循 環泵通過管路連接構成冷凝水循環迴路。上述第二蓄熱水箱中的熱水經過第三循環水泵送 入生活熱水機構，該生活熱水機構的回水又返回第二蓄熱水箱中。上述生活熱水機構由第 三循環泵、換熱器、第四循環泵、第三蓄熱水箱和生活熱水裝置組成。第二蓄熱水箱、第三循 環泵和換熱器通過管路依次連接形成一個放熱循環迴路；自來水通入第三蓄熱水箱中，然 後通過第四循環泵送入換熱器中被加熱後，送回第三蓄熱水箱中形成一個吸熱循環迴路， 如此循環將第三蓄熱水箱中的水加熱，然後送至生活熱水裝置中，供日常生活使用。二、第二種工藝系統
該工藝系統基本與第一種工藝系統相同，雖然第一蓄熱水箱是為採暖、製冷系統提供 熱媒水源。但採暖和制冷機構是採用一套中央空調機組來實現採暖和製冷。該採暖、製冷 機構是由制冷機組、冷卻塔、空調機組、第六循環泵和第七循環泵組成。但採暖、制冷機構的 給水管路連接兩個分支管路，其一連接制冷機組的入口，另一個連接空調機組的入口 ；經熱 交換降溫後制冷機組的出口管路和空調機組的出口管路匯合後，連接在採暖、制冷機構的 回水管路上。上述制冷機組產生的冷凍水通過第七循環泵送至空調機組然後回到制冷機組 中。上述制冷機組、冷卻塔和冷凝水循環泵通過管路連接構成冷凝水循環迴路。三、第三種工藝系統
該系統的一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、制冷機構或者採暖機構、除汙器和第 一循環水泵通過管路依次連接形成封閉循環系統，軟化水補水裝置與第一循環水泵的入口 處相連。該系統的制冷機構和採暖機構與第一種工藝系統的制冷機構和採暖機構相同。另 一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、第二蓄熱水箱和第二循環泵依次連接，構成一個循 環迴路。該第二蓄熱水箱上還分別設有自來水進水管和與生活用熱水裝置相連的出水口。 該循環迴路的循環水直接作為窯筒體輻射餘熱回收的吸熱介質。上述三種工藝系統的制冷機組可以是吸收式制冷機組也可以是吸附式制冷機組。上述三種工藝系統的一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置，可以由η個單元迴轉 窯窯筒體輻射餘熱回收裝置構成，1 < η < 20。本發明與現有技術相比具有如下優點
1、實現了一年四季充分利用迴轉窯窯筒體輻射餘熱，為人們提供製冷、採暖的熱媒水 源和生活熱水，實現了迴轉窯窯筒體輻射餘熱進行製冷、採暖和生活熱水的有機結合。該系 統運行方便、可靠，可以採用智能化控制，節能環保。2、實現了夏季迴轉窯窯筒體輻射餘熱的利用，為人們提供舒適的工作和生活環 境，節能環保。同時避免了夏季迴轉窯筒體超溫現象，減少了迴轉窯筒體降溫風機的使用次 數，節約了電能。3、生活熱水系統中，採用軟化水進行迴轉窯窯筒體輻射餘熱的回收，防止了迴轉 窯窯筒體輻射餘熱回收裝置因水質問題發生結垢現象，延長了迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置的運行壽命。4、整套系統製冷、採暖和生活熱水聯合使用，縮短了工程投資回收期限，推廣性 好。


圖1為本發明第一種工藝系統流程示意簡圖。圖2為本發明第二種工藝系統流程示意簡圖。圖3為本發明第三種工藝系統流程示意簡圖。圖4為本發明第一和第三種工藝系統生活熱水機構流程示意簡圖。圖5為本發明第一和第三種工藝系統制冷機構流程示意簡圖。圖6為本發明第一和第三種工藝系統採暖機構流程示意簡圖。圖7為本發明第二種工藝系統採暖、制冷機構流程示意簡圖。圖中1、迴轉窯餘熱回收裝置 2、第一循環泵 3、第一蓄熱水箱 4、第一給 水泵5、軟化水水箱 6、第二給水泵7、第二循環泵 8、第二蓄熱水箱 9、軟化水處 理裝置10、自來水11、第三循環泵 12、換熱器13、第四循環泵 14、第三蓄熱水箱 15、生活熱水裝置 16、第五循環泵 17、制冷機組18、冷卻塔 19、空調機組20、散 熱器21、除汙器22、地熱盤管或地熱膜23、
冷凝水循環泵24、第七循環泵
具體實施方式
在圖1所示的利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝 系統第一種工藝系統流程示意簡圖中，該系統由20個單元構成的一組迴轉窯窯筒體輻射 餘熱回收裝置、第一蓄熱水箱及第一循環泵通過管路依次連接形成第一個循環迴路；另一 組由20個單元構成的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、第二蓄熱水箱及第二循環泵通過 管路依次連接形成第二個循環迴路，並且第一循環迴路的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置 的入口和第二循環迴路的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置的入口，以及第一循環迴路的回 轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置的出口和第二循環迴路的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置 的出口之間各自設置一根帶閥門的連通管路。軟化水補水裝置的自來水管與軟化水處理裝 置進水口相連，該軟化水處理裝置的出水口通過第二給水泵與軟化水箱相連，然後經過第 一給水泵分別與上述第一蓄熱水箱和第二蓄熱水箱相連。第一蓄熱水箱與第五循環泵入 口連接，第五循環泵出口連接兩個分支管路，一個分支管路連接制冷機構，另一個分支管路 連接採暖機構；制冷機構和採暖機構的回水管路匯合後，與除汙器進口相連，除汙器出口又 與第一蓄熱水箱相連，形成一個迴路。上述採暖機構採用散熱器或者地熱盤管或者地熱膜 等，如圖6所示，它們的熱水進口與和第五循環泵相連的一個分支管路相連，它們的回水管 路與除汙器相連。該第一種工藝系統的制冷機構採用中央空調，如圖5所示，它是由制冷機 組、冷卻塔、空調機組、第六循環泵和第七循環泵組成，制冷機構熱水進口與第五循環泵相 連，經熱交換降溫後從制冷機組的回水管出來；而制冷機組產生的冷凍水通過第七循環泵 送至空調機組，經熱交換後回到制冷機組中。上述制冷機組、冷卻塔和冷凝水循環泵通過管 路連接構成冷凝水循環迴路。又在圖1中，上述第二蓄熱水箱中的熱水經過第三循環水泵 送入生活熱水機構，經熱交換後回水又返回第二蓄熱水箱中。該生活熱水機構如圖4所示， 是由第三循環泵、換熱器、第四循環泵、第三蓄熱水箱和生活熱水裝置組成。第二蓄熱水箱、第三循環泵和換熱器通過管路依次連接形成一個放熱循環迴路；自來水與第三蓄熱水箱進 水口相連，第四循環泵進口與第三蓄熱水箱循環水出水口相連，第四循環泵出口與換熱器 進口相連，換熱器被加熱的循環水出口又與第三蓄熱水箱循環水入口相連，生活熱水裝置 與第三蓄熱水箱出水口相連。在圖2所示的利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系統第二種 工藝系統流程示意簡圖中，該系統由10個單元構成的一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝 置、第一蓄熱水箱及第一循環泵通過管路依次連接形成第一個循環迴路；由10個單元構成 的另一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、第二蓄熱水箱及第二循環泵通過管路依次連接 形成第二個循環迴路，並且第一循環迴路的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置的入口和第二 循環迴路的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置的入口，以及第一循環迴路的迴轉窯窯筒體輻 射餘熱回收裝置的出口和第二循環迴路的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置的出口之間各 自設置一根帶閥門的連通管路。軟化水補水裝置的自來水管與軟化水處理裝置進水口相 連，該軟化水處理裝置的出水口經過第二給水泵與軟化水箱相連，然後經過第一給水泵分 別與上述第一蓄熱水箱和第二蓄熱水箱相連。第一蓄熱水箱與第五循環泵入口連接，第五 循環泵出口連接一套採暖和製冷中央空調機構，如圖7所示，該採暖、制冷機構是由制冷機 組、冷卻塔、空調機組、第六循環泵和第七循環泵組成。但採暖、制冷機構的給水管路連接兩 個分支管路，其一連接制冷機組的入口，另一個連接空調機組的入口 ；經熱交換降溫後製冷 機組的出口管路和空調機組的出口管路匯合後，連接在採暖、制冷機構的回水管路上，與除 汙器進口相連，除汙器出口又與第一蓄熱水箱相連，形成一個迴路。上述吸附式制冷機組產 生的冷凍水通過第七循環泵送至空調機組然後回到制冷機組中。上述制冷機組、冷卻塔和 冷凝水循環泵通過管路連接構成冷凝水循環迴路。又在圖2中，上述第二蓄熱水箱中的熱 水經過第三循環水泵送入生活熱水機構，該生活熱水機構的回水又返回第二蓄熱水箱中。 該生活熱水機構如圖4所示，是由第三循環泵、換熱器、第四循環泵、第三蓄熱水箱和生活 熱水裝置組成。第二蓄熱水箱、第三循環泵和換熱器通過管路依次連接形成一個放熱循環 迴路。自來水與第三蓄熱水箱進水口相連，第四循環泵進口與第三蓄熱水箱循環水出水口 相連，第四循環泵出口與換熱器進口相連，換熱器被加熱的循環水出口又與第三蓄熱水箱 循環水入口相連，生活熱水裝置與第三蓄熱水箱出水口相連。在圖3所示的利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系統第三種 工藝系統流程示意簡圖中，該系統由2個單元構成的一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝 置、制冷機構或者採暖機構、除汙器和第一循環水泵通過管路依次連接形成封閉循環系統。 軟化水補水裝置與第一循環水泵的入口處相連，該軟化水補水裝置的自來水管與軟化水處 理裝置進水口相連，該軟化水處理裝置的出水口通過第二給水泵與軟化水箱相連，然後經 過第一給水泵分別與上述第一蓄熱水箱和第二蓄熱水箱相連。上述制冷機構流程示意簡圖 如圖5所示，它是由制冷機組、冷卻塔、空調機組、第六循環泵和第七循環泵組成，制冷機構 熱水進口與和迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置出水分支管路相連，經熱交換降溫後送回制 冷機組的回水管路；而制冷機組產生的冷凍水通過第七循環泵送至空調機組然後回到製冷 機組中。上述制冷機組、冷卻塔和冷凝水循環泵通過管路連接構成冷凝水循環迴路。上述採 暖機構流程示意簡圖如圖6所示，散熱器、地熱盤管或地熱膜，它們的熱水進口與和迴轉窯 窯筒體輻射餘熱回收裝置出水分支管路相連，它們的回水管路與除汙器相連。又在圖3中，由2個單元構成的另一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、第二蓄熱水箱和第二循環泵依 次連接，構成一個循環迴路。該第二蓄熱水箱上還分別設有自來水進水管和與生活用熱水 裝置相連的出水管。該循環迴路內的水直接作為窯筒體輻射餘熱回收的吸熱介質。
權利要求
1.一種利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系統，其特徵在於該系 統的一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、第一蓄熱水箱及第一循環泵通過管路依次連接 形成第一個循環迴路，另一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、第二蓄熱水箱及第二循環 泵通過管路依次連接形成第二個循環迴路，軟化水補水裝置的自來水管與軟化水處理裝置 進水口相連，該軟化水處理裝置的出水口通過第二給水泵與軟化水箱相連，然後經過第一 給水泵分別與上述第一蓄熱水箱和第二蓄熱水箱相連，第一蓄熱水箱與第五循環泵入口連 接，第五循環泵出口連接兩個分支管路，一個分支管路連接制冷機構，另一個分支管路連接 採暖機構，制冷機構和採暖機構的回水管路匯合後，與除汙器進口相連，除汙器出口又與第 一蓄熱水箱相連，形成一個迴路，上述第二蓄熱水箱中的熱水經過第三循環水泵送入生活 熱水機構，該生活熱水機構的回水又返回第二蓄熱水箱中。
2.一種利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系統，其特徵在於該系 統的一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、第一蓄熱水箱及第一循環泵通過管路依次連接 形成第一個循環迴路，另一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、第二蓄熱水箱及第二循環 泵通過管路依次連接形成第二個循環迴路，軟化水補水裝置的自來水管與軟化水處理裝置 進水口相連，該軟化水處理裝置的出水口通過第二給水泵與軟化水箱相連，然後經過第一 給水泵分別與上述第一蓄熱水箱和第二蓄熱水箱相連，第一蓄熱水箱與第五循環泵入口連 接，第五循環泵出口連接一套採暖和制冷機構，上述第二蓄熱水箱中的熱水經過第三循環 水泵送入生活熱水機構，該生活熱水機構的回水又返回第二蓄熱水箱中。
3.一種利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系統，其特徵在於該系 統的一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、制冷機構或者採暖機構、除汙器和第一循環水 泵通過管路依次連接形成封閉循環系統，軟化水補水裝置與第一循環水泵的入口處相連， 該軟化水補水裝置的自來水管與軟化水處理裝置進水口相連，該軟化水處理裝置的出水口 通過第二給水泵與軟化水箱相連，然後經過第一給水泵分別與上述第一蓄熱水箱和第二蓄 熱水箱相連，另一組迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置、第二蓄熱水箱和第二循環泵依次連 接，構成一個循環迴路，該第二蓄熱水箱上還分別設有自來水進水管和與生活用熱水裝置 相連的出水口，該循環迴路的循環水直接作為窯筒體輻射餘熱回收的吸熱介質。
4.根據權利要求1和2所述的利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系 統，其特徵在於第一循環迴路的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置的入口和第二循環迴路 的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置的入口，以及第一循環迴路的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回 收裝置的出口和第二循環迴路的迴轉窯窯筒體輻射餘熱回收裝置的出口之間各自設置一 根帶閥門的連通管路。
5.根據權利要求1或3所述的利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系 統，其特徵在於上述採暖機構採用散熱器或者地熱盤管或者地熱膜等。
6.根據權利要求1和3所述的利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系 統，其特徵在於制冷機構採用的中央空調，即是由制冷機組、冷卻塔、空調機組、第六循環 泵和第七循環泵組成，制冷機構熱水進口與第五循環泵相連，經熱交換降溫後從制冷機組 的回水管出來，而制冷機組產生的冷凍水通過第七循環泵送至空調機組，經熱交換後回到 制冷機組中，上述制冷機組、冷卻塔和冷凝水循環泵通過管路連接構成冷凝水循環迴路。
7.根據權利要求1和2所述的利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系統，其特徵在於上述生活熱水機構由第三循環泵、換熱器、第四循環泵、第三蓄熱水箱和生 活熱水裝置組成，第二蓄熱水箱、第三循環泵和換熱器通過管路依次連接形成一個放熱循 環迴路，自來水與第三蓄熱水箱進水口相連，第四循環泵進口與第三蓄熱水箱循環水出水 口相連，第四循環泵出口與換熱器進口相連，換熱器被加熱的循環水出口又與第三蓄熱水 箱循環水入口相連，生活熱水裝置與第三蓄熱水箱出水口相連。
8.根據權利要求2所述的利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系統， 其特徵在於該採暖、制冷機構是由制冷機組、冷卻塔、空調機組、第六循環泵和第七循環泵 組成，採暖、制冷機構的給水管路連接兩個分支管路，其一連接制冷機組的入口，另一個連 接空調機組的入口 ；經熱交換降溫後制冷機組的出口管路和空調機組的出口管路匯合後， 連接在採暖、制冷機構的回水管路上，上述制冷機組產生的冷凍水通過第七循環泵送至空 調機組然後回到制冷機組中，上述制冷機組、冷卻塔和冷凝水循環泵通過管路連接構成冷 凝水循環迴路。
全文摘要
一種利用迴轉窯窯筒體輻射熱實現冷暖熱水三聯供的工藝系統，其主要是採用輻射熱回收裝置、蓄熱水箱、採暖機構、制冷機構和生活熱水機構等裝置或機構，組成三種不同的都可以達到冷、暖、熱水三聯供目的的系統。本發明不僅實現了一年四季充分利用迴轉窯窯筒體輻射餘熱，為人們提供製冷、採暖的熱媒水源和生活熱水；而且還實現了迴轉窯窯筒體輻射餘熱進行製冷、採暖和生活熱水的有機結合。該系統運行方便、可靠，可以採用智能化控制，節能環保。
文檔編號F27B7/20GK102072643SQ20111003038
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月28日 優先權日2011年1月28日
發明者唐金泉, 孫明朗, 金萬金 申請人:大連易世達新能源發展股份有限公司