用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統的製作方法

2023-05-05 13:25:31 1

用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統。目的是提供的系統應能經濟、高效地利用旁路放風廢氣餘熱、提高餘熱電站發電能力、降低旁路放風廢氣餘熱回收系統投資、減少旁路放風系統粉塵排放量。技術方案是：用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，包括迴轉窯的窯尾煙室以及窯尾SP餘熱鍋爐；其特徵在於所述窯尾煙室還通過引風管依次經過旁路放風降塵器、裝有廢氣閥門的廢氣聯接管後接入所述的窯尾SP餘熱鍋爐或者接入窯尾高溫風機。
【專利說明】用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，尤其是配套新型幹法水泥窯中低溫餘熱發電系統，屬於水泥生產及餘熱回收利用領域。
【背景技術】
[0002]在新型幹法水泥生產過程中，原料和燃料中鉀、鈉、氯、硫等的含量高低對迴轉窯的穩定生產和產品質量有著很大的影響，其過量存在將會對水泥生產系統的運行穩定性帶來嚴重的影響，並造成熟料含鹼量超標。主要表現為:這些揮發性組分易在窯尾煙室、分解爐、第四(或第五)及第五(或第六)級預熱器(見附圖中標號2、20、21、22)等合適溫度區域內形成閉路循環富集，引起窯尾煙室或分解爐、第四(或第五)及第五(或第六)級預熱器相應位置出現結皮、堵塞，嚴重時影響燒成系統的穩定和正常運行；過量的鉀、鈉、氯成份進入熟料，一方面易發生鹼集料反應，縮短混凝土的使用壽命，另一方面還會腐蝕混凝土中的鋼筋，影響其結構強度。因此國內外有部分水泥企業將窯尾煙室中部分廢氣(溫度在900度以上)直接排放出來(通常稱為「旁路放風」)，利用窯尾煙室排放出來的廢氣及廢氣帶出來的粉塵將過量鉀、鈉、氯等排出生產系統，從而達到保證系統運行的穩定和產品質量的目的。
[0003]單純採用旁路放風系統，由於窯尾煙室排出來的高溫廢氣及粉塵直接排放，其大量的熱量沒有回收利用，使得熟料生產熱耗、電耗、料耗均有所增加，造成浪費與環境汙染。因此目前已有一部分水泥企業利用旁路放風的廢氣設置旁路放風餘熱鍋爐來回收這部分熱量。
[0004]目前新型幹法水泥窯旁路放風廢氣餘熱回收系統廢氣流程是:窯尾煙室2—擋灰裝置11—混冷風裝置12----取風管道3----引風管廢氣閥門10----旁路放風餘熱鍋爐15—旁路放風廢氣收塵器16旁路放風廢氣引風機17、旁路放風廢氣煙囪18 (見圖1)。
[0005]目前新型幹法水泥窯旁路放風廢氣餘熱回收系統存在以下幾個問題:1)由於旁路放風的廢氣中含有大量鹼性揮發成份及粉塵，很容易堵塞旁路放風餘熱鍋爐且很難清除，雖然採用了擋灰裝置及混冷風裝置，由於大量粉塵進入旁路放風餘熱鍋爐，對餘熱鍋爐的換熱效率造成很大影響；2)在水泥實際生產過程中，工況波動變化範圍較大，根據生產需要隨時調整旁路放風系統，這就要求旁路放風系統中的各個設備有較高適應能力並能滿足不同生產工況的需求，而旁路放風餘熱鍋爐如果設計、製造、運行管理不到位很難做到這一點，這就增加了工廠生產運行管理難度；3)由於旁路放風廢氣帶出來的無論鹼性揮發成份高或低的粉塵都排出了水泥生產系統，使其排出的粉塵量大、回收利用困難；4)由於增加了旁路放風餘熱鍋爐、除塵器、引風機等設備，工程投資、佔地面積、運行及維護費用也相應大大增加，降低了企業收益，使很多企業不得不放棄採用現有的新型幹法水泥窯旁路放風廢氣餘熱回收系統，造成能源浪費及環境汙染。
[0006]利用新型幹法水泥窯窯頭熟料冷卻機排出的廢氣餘熱及窯尾預熱器排出的廢氣餘熱進行發電的水泥窯餘熱發電技術已十分成熟。國內外大部分新型幹法水泥窯利用窯頭熟料冷卻機排出的廢氣餘熱設置窯頭餘熱鍋爐(窯頭AQC餘熱鍋爐)、窯尾一級預熱器排出的廢氣餘熱設置窯尾餘熱鍋爐(窯尾SP餘熱鍋爐一見圖中標號6)的方式配置餘熱發電系統，而旁路放風技術也將大範圍的推廣，將現有的新型幹法水泥窯餘熱發電系統與旁路放風廢氣餘熱回收系統高效的、經濟的、合理的結合起來，是水泥生產及餘熱回收利用重要的發展趨勢。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的是提供一種用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，以在利用新型幹法水泥窯窯頭熟料冷卻機、窯尾一級預熱器排出的廢氣進行餘熱發電的同時，經濟、高效地利用旁路放風廢氣餘熱、提高餘熱電站發電能力、降低旁路放風廢氣餘熱回收系統投資、減少旁路放風系統粉塵排放量。
[0008]本實用新型提供的技術方案是:用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，包括迴轉窯的窯尾煙室以及窯尾SP餘熱鍋爐；其特徵在於所述窯尾煙室還通過引風管依次經過旁路放風降塵器、裝有廢氣閥門的廢氣聯接管後接入所述的窯尾SP餘熱鍋爐或者接入窯尾高溫風機。
[0009]所述廢氣聯接管經過窯尾一級預熱器出口廢氣管道後接入窯尾SP餘熱鍋爐。
[0010]所述廢氣聯接管經過窯尾一級預熱器出口廢氣進SP爐管道後接入窯尾SP餘熱鍋爐。
[0011]所述廢氣聯接管經過窯尾一級預熱器出口廢氣管道後接入窯尾高溫風機。
[0012]所述窯尾煙室上與引風管相接的取廢氣開孔位於窯尾煙室頂部或上側部。
[0013]所述引風管以大於15°的傾斜角向下或向上接入旁路放風降塵器；前述傾斜角是指引風管軸線與水平面之間的夾角。
[0014]所述廢氣聯接管垂直布置或以大於15°的傾斜角向下或向上與窯尾一級預熱器出口廢氣管道相通或窯尾一級預熱器出口廢氣進SP爐管道相通；前述傾斜角是指廢氣聯接管軸線與水平面之間的夾角。
[0015]所述窯尾煙室取廢氣開孔部位設有擋灰裝置。
[0016]所述引風管上設有混冷風裝置及混冷風風機。
[0017]所述弓I風管安裝有控制放風量的弓I風管廢氣閥門。
[0018]本實用新型能夠取得的效果是:
[0019]在不影響水泥窯生產以及與單純旁路放風相同效果(相同放風量)的條件下，先採用降塵降溫技術處理旁路放風廢氣，減少餘熱鍋爐換熱面的積灰、堵塞；系統簡單、可靠、易於調整，不單獨安裝旁路放風餘熱鍋爐，與窯尾廢氣共用一臺餘熱鍋爐，大大降低工程投資、佔地面積及運行維護費用；回收旁路放風廢氣的餘熱用於發電系統，大幅度增加水泥窯餘熱電站的發電能力，每噸熟料可提高發電量4kWh?20kWh ;對於配套有餘熱發電裝置的水泥生產企業，當電站裝機能力較大時，採用本實用新型可大大提高實際發電能力以及窯尾餘熱鍋爐及發電系統的利用效率；可為水泥生產企業拓寬原燃料來源，降低生產成本；隨著水泥產量的過剩及生產水泥用的優質原燃料越來越少、不同用戶對水泥質量要求的提高，本實用新型可普遍用於已投產或新建的水泥生產線。【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是新型幹法水泥窯現有旁路放風廢氣餘熱回收系統工藝流程圖。
[0021]圖2是本實用新型的新型幹法水泥窯旁路放風廢氣餘熱回收系統簡圖之一。
[0022]圖3是本實用新型的新型幹法水泥窯旁路放風廢氣餘熱回收系統簡圖之二。
[0023]圖4是本實用新型的新型幹法水泥窯旁路放風廢氣餘熱回收系統簡圖之三。
[0024]圖中標號說明:1 一迴轉窯,2 —窯尾煙室,3 —引風管,4 一芳路放風降塵器,5 —廢氣聯接管，6 —窯尾SP餘熱鍋爐，7 —窯尾一級預熱器，8 —窯尾一級預熱器出口廢氣進SP爐管道，9 一廢氣閥門，10 —引風管廢氣閥門，11 一擋灰裝置，12-混冷風裝置，13-混冷風風機，14-窯尾高溫風機，15-旁路放風餘熱鍋爐，16-旁路放風廢氣收塵器，17-旁路放風廢氣引風機，18-旁路放風廢氣煙囪，19-窯尾一級預熱器出口廢氣管道，20-分解爐，21-五級或六級預熱器，22-四級或五級預熱器。
【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖詳細介紹本實用新型。
[0026]用於水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統包括引風管3、旁路放風降塵器4、廢氣聯接管5、窯尾SP餘熱鍋爐6、窯尾一級預熱器7、窯尾一級預熱器出口廢氣進SP爐管道8、帶有廢氣閥門9的引風管廢氣閥門10、擋灰裝置11、混冷風裝置12、混冷風風機13、窯尾高溫風機14、窯尾一級預熱器出口廢氣管道19。其工藝流程為:從窯尾煙室2通過引風管3將旁路放風廢氣引出，經擋灰裝置11、混冷風裝置12 (包括混冷風風機)調整旁路放風廢氣溫度、含塵量後送到降塵器4，由降塵器將廢氣中鹼性揮發成份高的粉塵分離排出後，再通過聯接管5送入窯尾一級預熱器出口廢氣進SP爐管道8，旁路放風廢氣與窯尾一級預熱器排出的廢氣在窯尾一級預熱器出口廢氣進SP爐管道8內混合後進入窯尾餘熱鍋爐6 (或者，部分或全部的旁路放風廢氣通過窯尾高溫風機用於物料烘乾)，餘熱鍋爐產生的蒸汽送入汽輪機發電機組進行發電。
[0027]根據窯尾煙室2的位置及結構尺寸在其上側部開設取廢氣開孔與引風管3連接，並在取廢氣開孔處設置擋灰裝置11，在擋灰裝置後設置防堵型混冷風裝置12並配套混冷風風機13，引風管3以水平面向下(或者向上)大於15°的傾斜角(優選大於45°傾斜角)與降塵器4廢氣入口連通；引風管3可由單段管體或多段管體組成，管道內廢氣流速為大於4m/s ;旁路放風降塵器4採用高風速單筒或雙筒的旋風分離器、或重力室沉降室結構，降塵效率為大於50%。降塵器廢氣進口設在降塵器頂部或側部、降塵器廢氣出口設在降塵器頂部或側部，降塵器出口廢氣通過廢氣聯接管5連通窯尾一級預熱器出口廢氣進SP爐管道8，旁路放風廢氣與窯尾一級預熱器排出的廢氣在窯尾一級預熱器出口廢氣進SP爐管道8內混合後進入窯尾SP餘熱鍋爐6 ((或者，部分或全部的旁路放風廢氣通過窯尾高溫風機用於物料烘乾)。在引風管3設置用於控制最大放風量的引風管廢氣閥門10，廢氣聯接管上還設置用於調節旁路放風量的廢氣閥門9 (控制旁路放風廢氣量以及廢氣系統阻力平衡)；為保證熱能的最大化利用及安全性，引風管、降塵器和廢氣聯接管均在管內設置耐磨耐溫保溫材料。
[0028]以上所述擋灰裝置、防堵型混冷風裝置、混冷風風機、旋風分離器以及、重力室沉降室均為現有技術。
[0029]上述系統與現有旁路放風廢氣餘熱回收系統相比，取消了旁路放風餘熱鍋爐15、旁路放風廢氣收塵器16、旁路放風廢氣引風機17及旁路放風廢氣煙囪18。
[0030]具體實施例有如下三種:
[0031]實施例1:旁路放風廢氣從窯尾煙室2引出，經擋灰裝置11、配有引風管廢氣閥門10的引風管3、混冷風裝置12 (配套混冷風風機13)接至旁路放風降塵器4，出旁路放風降塵器的廢氣再經配有廢氣閥門9的廢氣聯接管5，與窯尾一級預熱器7排出的廢氣在窯尾一級預熱器出口廢氣進SP爐管道8內混合後送至窯尾SP餘熱鍋爐6，SP餘熱鍋爐6生產蒸汽，蒸汽通入汽輪發電機組發電(見圖2 ;圖中兩個A點表示這兩點部位相通)。
[0032]實施例2:旁路放風廢氣從窯尾煙室2引出，經擋灰裝置11、配有引風管廢氣閥門10的引風管3、混冷風裝置12 (配套混冷風風機13)接至旁路放風降塵器4，出旁路放風降塵器的廢氣再經配有廢氣閥門9的廢氣聯接管5，與窯尾一級預熱器7排出的廢氣在窯尾一級預熱器出口廢氣管道19內混合後經窯尾一級預熱器出口廢氣進SP爐管道8送至窯尾SP餘熱鍋爐6，SP餘熱鍋爐6生產蒸汽，蒸汽通入汽輪發電機組發電(見圖3)。
[0033]實施例3:旁路放風廢氣從窯尾煙室2引出，經擋灰裝置11、配有引風管廢氣閥門10的引風管3、混冷風裝置12 (配套混冷風風機13)接至旁路放風降塵器4，出旁路放風降塵器的廢氣再經配有廢氣閥門9的廢氣聯接管5，與窯尾一級預熱器7排出的廢氣在窯尾一級預熱器出口廢氣管道19內混合後不經窯尾SP餘熱鍋爐6直接進入窯尾高溫風機14，窯尾高溫風機14出口廢氣再用於物料烘乾或用於其它(見圖4)。
【權利要求】
1.用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，包括迴轉窯(I)的窯尾煙室(2)以及窯尾SP餘熱鍋爐(6);其特徵在於所述窯尾煙室還通過引風管(3)依次經過旁路放風降塵器(4)、裝有廢氣閥門(9)的廢氣聯接管(5)後接入所述的窯尾SP餘熱鍋爐或者接入窯尾高溫風機(14)。
2.根據權利要求1所述的用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，其特徵在於:所述廢氣聯接管經過窯尾一級預熱器出口廢氣管道(19)後接入窯尾SP餘熱鍋爐。
3.根據權利要求1所述的用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，其特徵在於:所述廢氣聯接管經過窯尾一級預熱器出口廢氣進SP爐管道(8)後接入窯尾SP餘熱鍋爐。
4.根據權利要求1所述的用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，其特徵在於:所述廢氣聯接管經過窯尾一級預熱器出口廢氣管道後接入窯尾高溫風機(14)。
5.根據權利要求2或3或4所述的用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，其特徵在於:所述窯尾煙室上與引風管相接的窯尾煙室取廢氣開孔位於窯尾煙室頂部或上側部。
6.根據權利要求5所述的用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，其特徵在於:所述引風管以大於15°的傾斜角向下或向上接入旁路放風降塵器；前述傾斜角是指引風管軸線與水平面之間的夾角。
7.根據權利要求6所述的用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，其特徵在於:所述廢氣聯接管垂直布置或以大於15°的傾斜角向下或向上與窯尾一級預熱器出口廢氣管道相通或窯尾一級預熱器出口廢氣進SP爐管道相通；前述傾斜角是指廢氣聯接管軸線與水平面之間的夾角。
8.根據權利要求7所述的用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，其特徵在於:所述窯尾煙室取廢氣開孔部位設有擋灰裝置(11)。
9.根據權利要求8所述的用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，其特徵在於:所述引風管上設有混冷風裝置(12)及混冷風風機(13)。
10.根據權利要求9所述的用於新型幹法水泥窯餘熱電站的旁路放風餘熱回收系統，其特徵在於:所述引風管安裝有控制放風量的引風管廢氣閥門(10)。
【文檔編號】F27D17/00GK203572248SQ201320697115
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】楊義軍 申請人:楊義軍