一種幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收換熱裝置的製作方法

2023-06-07 03:34:21 1

專利名稱：一種幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收換熱裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種幹法水泥生產線迴轉窯筒壁餘熱回收利用方法及裝置，更具體的說，它是一種利用幹法水泥迴轉窯表面餘熱加熱工質的方法和裝置，是以工業餘熱利用為目標的節能方法和裝置。
背景技術：
世界水泥產量的一半出自中國，水泥製造是一種典型的高能耗、高物耗、高汙染的行業。水泥迴轉窯要同時承受生產物料、耐火磚和窯體自身重量，同時還要承受旋轉扭矩，工作條件十分惡劣。幹法水泥生產過程中，迴轉窯的表面有大量餘熱常年連續向外散發，但受窯體材料限制，通常水泥窯外表面溫度不得高於400°C，因此通常在水泥窯外部安裝紅外攝像儀，實時監測水泥窯外表面溫度，當自然冷卻滿足不了散熱要求時，通常還需採用風機冷卻的方式對迴轉窯降溫。以某5000t/d幹法水泥生產線為例，監測其表面溫度介於200°C和400°C之間，水泥迴轉窯表面散熱佔水泥熟料總能耗的3. 6%以上，按熟料能耗3600kJ/kg-cl、年運行300天計算，則迴轉窯表面每年散熱量為I. 944X10nkJ，折合標準煤6632. 8噸，因此將水泥迴轉窯表面餘熱回收利用，同時降低窯體表面餘熱溫度對水泥生產和行業節能降耗具有重要的意義。由於水泥窯不斷旋轉的特性和溫度控制要求，引起餘熱回收密封、品位低等一系列利用難題，因此目前水泥迴轉窯表面餘熱尚未得到有效利用，相關工程更是尚未見諸報導。

發明內容
本發明的目的在於提供一種幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收方法及換熱裝置，是一種新型的水泥迴轉窯表面餘熱利用解決方案，具有實用性強、餘熱利用品位高等優點。為實現以上目的，本發明採取了以下的技術方案一種幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱 回收換熱裝置，根據滿足換熱參數的選取和安裝運行的需要，在所述水泥迴轉窯窯體的外側套有一段或多段固定外筒壁，外筒壁兩端設有工質進口，水泥迴轉窯窯體與外筒壁間保持有間隔並形成工質流道和換熱空間，在外筒壁中部上設有工質出口。冷的換熱工質可以從每段外筒壁的兩端進入兩筒體的間隔，吸收水泥迴轉窯表面餘熱溫度後升高，被加熱的工質從該段中部固定出口排出，以供給外部熱利用系統，完成水泥迴轉窯表面餘熱回收。水泥迴轉窯窯體外側套有一段固定外筒壁，即整體布置。水泥迴轉窯窯體外側套有多段固定外筒壁，即分體布置。所述換熱工質為空氣或水或氨等低沸點工質。在所述水泥迴轉窯窯體外表面設有葉片，葉片平行於水泥迴轉窯窯體軸線，或與水泥迴轉窯窯體軸線存在夾角α，α的取值範圍0< α <90°。隨水泥迴轉窯一起轉動的葉片一方面具有增大換熱面積的作用，另一方面起著對氣流產生擾動，增大湍流度、強化換熱效果的效果。
外筒壁外側麵包覆保溫層，提供餘熱利用品位，以降低熱損失，保溫層和外筒壁設有條形的測溫窗。可使水泥迴轉窯現有的紅外熱成像儀透過該套系統感應到水泥迴轉窯外表面的溫度，以滿足迴轉窯溫度檢測與控制要求。
外筒壁上開有可打開的冷卻窗，在局部超溫時打開冷卻窗蓋，以使超溫的局部窯體得到快速冷卻。固定的外筒壁直徑，或者說外筒壁與水泥迴轉窯筒體之間的間隔，根據換熱裝置所處位置的窯體外表面溫度、換熱需要和水泥窯筒體圓度等進行設計。根據滿足換熱參數的選取和安裝運行的需要，在固定外筒壁上可以有多個工質固定出口。根據換熱工質的不同，可採用風機或者泵驅動工質流動。本發明與現有技術相比，具有如下優點(I)節能。在不影響現有幹法水泥迴轉窯結構的前提下，將原來表面白白浪費的迴轉窯表面餘熱利用，回收的熱量經二次換熱產生蒸汽可作為幹法水泥純低溫餘熱發電系統補充蒸汽，可有效增大餘熱發電系統發電量，是一種高品位的餘熱利用方式。(2)餘熱利用率和可靠性高。目前已有部分水泥迴轉窯通過安裝集熱器加熱熱水或空氣，但存在安裝、維護不方便、餘熱利用率低等缺點，本發明的結構簡單，並通過葉片、保溫層等措施提高了餘熱回收率，同時安裝條形側溫窗、冷卻窗等避免了裝置對水泥迴轉窯安全生產、監控運行等方面的不良影響，提高了可靠性。本發明將進一步提高水泥餘熱利用水平，推進我國水泥行業的節能減排，符合國家相關產業和節能減排政策，具有良好的推廣應用價值。


圖I是本發明的系統圖(實施例一)；圖2是本發明的系統圖(實施例二)；圖3是圖I中A-A截面不意圖；圖中1_水泥迴轉窯窯體；2-工質進口 ；3_外筒壁；4-工質出口 ；5_換熱工質；
6-葉片；7_保溫層；8_測溫窗；9_冷卻窗；10_冷卻窗蓋。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明的內容做進一步詳細說明。實施例一請參閱圖I和圖3所示，一種幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收換熱裝置，包括水泥迴轉窯窯體1，在水泥迴轉窯窯體I的外側套有一段或多段固定外筒壁3，外筒壁3兩端設有工質進口 2，水泥迴轉窯窯體I外表面與外筒壁3內表面之間保持有間隔並形成工質流道與換熱空間，在外筒壁3中部上設有工質出口 4。在水泥迴轉窯窯體I表面設有葉片6，葉片6 —方面可增大散熱面積和強化換熱，另一方面使工質5沿水泥迴轉窯I軸向方向流動的同時沿水泥迴轉窯I周向流動，延長換熱工質5與水泥迴轉窯I的接觸和換熱時間，從而強化換熱工質5與水泥迴轉窯I表面的換熱效果。葉片6平行於水泥迴轉窯窯體I軸線。
本實施例的水泥迴轉窯窯體I外側套有多段固定外筒壁3，即分體布置。換熱工質5為空氣或水或氨等低沸點工質。外筒壁3外側麵包覆保溫層7，降低系統向外界環境的散熱損失，保溫層7和外筒壁3上分別設有條形的測溫窗8，測溫窗8可以是與外筒壁2 —樣長，也可以為間斷的。水 泥企業現有的紅外熱成像儀可透過條形測溫窗8感應到水泥迴轉窯窯體I外表面的溫度。也可通過其他測溫設備透過測溫窗8測量該溫度。外筒壁3上開有可打開的冷卻窗9，冷卻窗9在水泥迴轉窯I局部超溫時打開冷卻窗蓋10，從而使得超溫的局部能快速冷卻。冷的換熱工質5可以從位於每段外筒壁3兩端的工質進口 2進入該區域，工質5一方面沿軸向流動，另一方面在葉片的帶動下沿迴轉窯周向流動，工質5流動的過程中吸收回轉窯I散發的熱量後溫度升高，然後從該段中部固定出口 4排出，以供給外部熱利用系統，完成水泥迴轉窯表面餘熱回收。高溫換熱工質5可引入餘熱鍋爐或其他換熱器，產生蒸汽可作為幹法水泥純低溫餘熱發電系統的補充蒸汽，可有效增大餘熱發電系統的發電量，也可用於其他用途。實施例二 請參閱圖2所示，其與實施例一不同在於水泥迴轉窯窯體I外側套有一段固定外筒壁3，即為整體布置。上列詳細說明是針對本發明可行實施例的具體說明，該實施例並非用以限制本發明的專利範圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均應包含於本案的專利範圍中。
權利要求
1.一種幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收換熱裝置，其特徵在於在所述水泥迴轉窯窯體(I)的外側套有一段或多段固定外筒壁(3)，外筒壁(3)兩端設有エ質進ロ(2)，同時水泥迴轉窯窯體(I)外表面與外筒壁(3)內表面之間保持有間隔並形成エ質流道與換熱空間，在外筒壁(3)中部設有エ質出口(4)，冷的換熱エ質(5)從エ質進ロ(2)進入水泥迴轉窯窯體(I)與外筒壁(3)間的通道，被加熱的エ質從該段中部固定エ質出口(4)排出，以供給外部熱利用系統，完成水泥迴轉窯表面餘熱回收。
2.根據權利要求I所述的幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收換熱裝置，其特徵在於所述水 泥迴轉窯窯體(I)外側套有一段固定外筒壁(3)，即整體布置。
3.根據權利要求I所述的幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收換熱裝置，其特徵在於所述水泥迴轉窯窯體(I)外側套有多段固定外筒壁(3)，即分體布置。
4.根據權利要求I所述的幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收換熱裝置，其特徵在於所述換熱エ質(5)為空氣或水或氨。
5.根據權利要求I所述的幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收換熱裝置，其特徵在於在所述水泥迴轉窯窯體(I)外表面或者外筒壁(3)內表面設有葉片(6)，葉片(6)平行於水泥迴轉窯窯體(I)軸線，或與水泥迴轉窯窯體(I)軸線存在夾角α，α的取值範圍O≤α≤90°。
6.根據權利要求I所述的幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收換熱裝置，其特徵在於外筒壁⑶外側包覆保溫層⑵。
7.根據權利要求I所述的幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收換熱裝置，其特徵在於外筒壁(3)和保溫層(7)上設有條形的測溫窗(8)，測溫窗(8)可以是與外筒壁(2) —樣長，也可以為間斷的。
8.根據權利要求I所述的幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收換熱裝置，其特徵在於外筒壁(3)上開有可打開的冷卻窗(9)，在局部超溫時打開冷卻窗蓋(10)，以使超溫的局部窯體得到快速冷卻。
全文摘要
本發明公開了一種幹法水泥迴轉窯筒壁餘熱回收方法及換熱裝置，在所述水泥迴轉窯窯體的外側套有一段或多段固定外筒壁，外筒壁兩端設有工質進口，水泥迴轉窯窯體與外筒壁間保持有間隔並形成工質流道和換熱空間，在外筒壁中部上設有工質出口。冷的換熱工質可以從每段外筒壁的兩端進入兩筒體的間隔，被加熱的工質從該段中部固定出口排出，以供給外部熱利用系統，完成水泥迴轉窯表面餘熱回收。本發明可在不改變現有水泥迴轉窯本體結構和不影響其運行的基礎上，將原來白白浪費的水泥迴轉窯表面熱量回收，不但可降低水泥生產綜合能耗，而且有助於保護水泥窯窯體不致超溫，延長其壽命。
文檔編號F27D17/00GK102636022SQ20121013373
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者李文博, 羅偉民, 郭常青, 閆常峰 申請人:中國科學院廣州能源研究所