專利名稱：蓄熱式飛灰分離器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)領域，更具體的說，本實用新型涉及到一種應用于新型干法水泥生產線余熱發(fā)電系統(tǒng)的處理含塵廢氣的蓄熱式飛灰分離器(蓄熱式 沉降室)。
背景技術：
水泥余熱發(fā)電技術的應用是水泥行業(yè)節(jié)能減排、降低水泥成本以及提高企業(yè)效益 的重要途徑。水泥余熱發(fā)電技術是利用窯頭余熱鍋爐回收窯頭篦冷機的中低溫廢氣余熱以 及窯尾余熱鍋爐回收窯尾預熱器出口的中低溫煙氣余熱，生產蒸汽，推動汽輪機組發(fā)電。但 是從窯頭篦冷機抽取的用于發(fā)電的廢氣中含有磨礪性較強的水泥熟料顆粒物，該顆粒物如 不進行分離沉降，直接送入窯頭鍋爐，將嚴重影響鍋爐的安全穩(wěn)定運行和鍋爐的使用壽命。 因此，對窯頭抽風進行除塵預處理是余熱發(fā)電技術的重要環(huán)節(jié)。另外，窯頭廢氣溫度受回轉窯熟料燒成粒徑、篦床料厚、篦板速率、熟料產量及熟 料出窯溫度等多種因素的影響，其溫度波動速率高、范圍大當熟料粒徑大、篦板料厚小、篦 板速率低和熟料產量低時，抽風溫度相對較低，當溫度低到一定程度時，不得不停窯頭余熱 鍋爐；而當熟料粒徑小、篦板料厚大、篦板速率高、熟料產量高時，抽風溫度相對較高，受主 蒸汽溫度的限制，進入窯頭余熱鍋爐的煙氣溫度不能太高，因此需要開啟冷風閥，抽取部分 冷空氣與廢氣混合，調節(jié)進入窯頭余熱鍋爐的廢氣溫度。因此，窯頭廢氣溫度的波動，不利 于余熱回收率的提高，有必要采取措施抑制溫度的波動，從而提高余熱利用效率。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于為了減輕窯頭廢氣中的顆粒物對窯頭鍋爐的磨損和減緩 進入窯頭余熱鍋爐廢氣的溫度波動，提供一種結構簡單、分離效率高、蓄熱能力強的蓄熱式 飛灰分離器。本實用新型的目的通過下述技術方案實現(xiàn)一種蓄熱式飛灰分離器，為蝸殼外筒 和錐體依次連接；所述蓄熱式飛灰分離器設置有用作氣體出口管道的圓內筒，圓內筒的上 端與所述蝸殼外筒的頂端連接，下端懸置于所述蝸殼外筒內；其中所述蝸殼外筒和所述錐 體分別為三層結構，外層為保溫材料層，中間層為金屬層，內層為蓄熱材料層；所述圓內筒 為兩層結構，外層為蓄熱材料層，內層為金屬層；所述蝸殼外筒上設置含塵氣體入口和氣體出口，含塵氣體入口位于蝸殼外筒的上 部，且與蝸殼外筒的壁為圓弧相切，氣體出口位于蝸殼外筒的頂部；所述含塵氣體入口優(yōu)選為稍微傾斜向下，傾斜角度0° 10°，且所述含塵氣體 入口為類似橢圓形，橢圓形的短軸約為與所述含塵氣體入口連接的入口煙氣煙管的直徑的 2/3，其面積與入口煙氣管道面積相同；所述蝸殼外筒優(yōu)選為由三個不同半徑的圓弧段焊接而成，相鄰接的兩段圓弧接點 處為切線重合；其中第一段圓弧為45°，第二段圓弧180°，第三段圓弧90°，第一段圓弧的圓心與第三段圓弧的圓心相同，且位于第二段半圓弧的直徑線段上；第一段圓弧的半徑與所述入口煙氣管道的直徑相同，第二段圓弧半徑為Τ /2倍于第一段圓弧半徑與所述含 塵氣體入口短軸長度之和；所述圓內筒為中空圓柱狀；在蝸殼外筒中設置圓內筒，可以使經旋轉運動離心分離后的煙氣進入圓內筒時發(fā)生二次煙氣和顆粒物的分離，有利于提高氣固分離效率。另外， 圓內筒外層的蓄熱材料層和掛扣于其上的蓄熱材料肋板，可以增加所述蓄熱式飛灰分離器 的蓄熱能力；所述圓內筒的圓心與所述蝸殼外筒的直徑最小圓弧的圓心一致；所述圓內筒的內徑與所述氣體出口內徑相同，且圓內筒的上端與氣體出口對接；所述圓內筒的高度是蝸殼外筒高度的一半；所述圓內筒的下端為傾斜端口 ；所述傾斜端口靠近含塵氣體入口的一側為長端， 遠離含塵氣體入口的一側為短端；設置傾斜端口是為了避免剛進入分離器的煙氣直接進入 內筒，降低氣固分離效果。所述傾斜端口長端的底端與所述含塵氣體入口的底端位于同一水平線上；所述傾斜端口的傾斜度優(yōu)選為30° 60° ；所述的蓄熱材料層由熱容大、耐磨性好的蓄熱材料構成；所述錐體頂端與蝸殼外筒底端連接，下端為下灰口 ；所述錐體為圓錐體；所述錐體的下灰口設置分格輪卸料閥；所述分格輪卸料閥由電機帶動，可以卸下錐體中沉積的飛灰顆粒；所述蓄熱材料層是將蓄熱材料通過澆注的形式敷于所述蝸殼外筒的內壁、圓內筒的外壁和錐體的內壁上；所述的蓄熱材料層的厚度以8 12cm為宜；所述保溫材料層是由復合硅酸鹽或巖棉等保溫材料敷設于所述蝸殼外筒的外部和所述錐體的外壁得到的；所述保溫材料層的外部還設置有金屬皮層，金屬皮層分別將保溫材料包裹和固定于所述蝸殼外筒的外壁和所述錐體的外壁上；所述蓄熱式飛灰分離器還包含蓄熱材料肋板；所述的蓄熱材料肋板是采用類似于澆注混泥土的方法將蓄熱材料澆注成的肋 板；所述蓄熱材料肋板分別與所述蝸殼外筒的蓄熱材料層和所述的圓內筒的蓄熱材 料層連接；所述的蓄熱材料肋板更優(yōu)選于以傾斜的方式分別扣掛在所述蝸殼外筒的蓄熱材 料層和所述的圓內筒的蓄熱材料層上；所述蓄熱材料肋板的傾斜角度為10° 15°。所述的蓄熱式飛灰分離器應用于水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)領域或石灰窯余熱發(fā)電領 域。本實用新型相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點及效果本實用新型的技術方案應用于水泥余熱發(fā)電純低溫或中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，相比于其它，更適合于篦冷機廢氣粉塵的分離，特別能調節(jié)進入窯頭余熱鍋爐廢氣的溫度。它能有效降低進入窯頭余熱鍋爐的飛灰濃度，達到減小對窯頭鍋爐磨損，延長窯頭余熱鍋爐使 用壽命的目的；同時也有效的降低了粉塵堆積與窯頭余熱鍋爐受熱管道上而影響換熱效率 的可能性；還能夠有效減緩窯頭廢氣溫度的波動范圍，使煙氣溫度盡可能的穩(wěn)定在正常運 行所需要的溫度范圍內。本實用新型解決了水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)上述的三個問題，能夠確保 余熱發(fā)電系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運行，具有較廣的應用前景。

圖1為本實用新型的外觀示意圖。圖2為本實用新型的A-A向的橫截面圖。圖3為本實用新型的B-B向的軸向剖面圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施 方式不限于此。實施例1本實用新型為一種水泥窯純中低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)蓄熱式飛灰分離器。本實用新型包含蝸殼狀外筒2、圓內筒3和圓錐體4。其中，蝸殼狀外筒2上設置有 含塵氣體入口 1和氣體出口 6。含塵氣體入口 1為稍微傾斜向下，傾斜角度為0° 10°，形 狀類似橢圓形，是從圓形向橢圓形的變形管，將其直接焊接與蝸殼外筒2上部；含塵氣體入 口 1的橢圓形短軸約是與其連接入口煙氣煙管直徑的2/3，面積與入口煙氣管道面積相同。 蝸殼外筒2是以02為圓心、R2為半徑的半圓弧段(180° )分別焊接以01為圓心Rl為半 徑的弧段(45° )和R3為半徑的弧段(90° )，Rl弧段和R3弧段與含塵入口 1焊接連接， 相鄰接的每兩段圓弧接點處為切線重合；Rl與所述含塵氣體入口的直徑相同，R2為(Rl + 含塵氣體入口 1短軸長度)X 71/2。圓內筒3的中心與蝸殼外筒2中心01重疊。圓 錐體4頂端與蝸殼外筒的底端焊接，圓錐體4的底端為下灰口 5 (如圖1 2所示)。圖3為本實用新型的軸向剖面圖(A-A)。具體結構如下蝸殼狀外筒2由鋼層7 (中間層)、蓄熱材料層8 (內層)和保溫材料層10 (外層) 構成，保溫材料層10外部還設置有鍍鋅鐵皮層11，將保溫材料層10包裹和固定住。其中， 還有蓄熱材料肋板9以傾斜的方式扣掛在蓄熱材料層8，傾斜角度為10° 15°。結合圖 1可以看出，蓄熱材料肋板9除了處于含塵氣體入口 1的蓄熱材料層8部分不扣掛，其余部 分的蓄熱材料層8上都扣掛。圓內筒3由鋼層12和蓄熱材料層13組成，圓內筒3的高度是蝸殼外筒2高度的 一半。圓內筒3以焊接方式固定于蝸殼外筒上，其上端與氣體出口 6對接，其內徑與氣體出 口 6內徑相同。圓內筒3的下端為傾斜端口，傾斜角度為30° 60°，懸置于蝸殼外筒2 的內部。圓內筒3下端的長端與含塵氣體入口 1的底邊等高。其中，還有蓄熱材料肋板14 以傾斜的方式扣掛在蓄熱材料層13，傾斜角度為10° 15°。結合圖1可以看出，蓄熱材 料肋板14除了處于含塵氣體入口 1的蓄熱材料層13部分不扣掛，其余部分的蓄熱材料層 13上都扣掛。[0043]圓錐體4由鋼層15 (中間層)、蓄熱材料層16 (內層)和保溫材料層17 (外層)構 成，保溫材料層17外部還設置有鍍鋅鐵皮層18，將保溫材料層17包裹和固定住。圓錐體4 的下端即是下灰口 5，下灰口 5處采用分格輪卸料閥卸下錐體中沉積的飛灰顆粒，該分格輪 卸料閥由電機帶動。本實用新型的工作原理為含塵高溫氣體從含塵氣體入口 1進入蓄熱式飛灰分離器，沿著蝸殼外筒2的壁面旋轉，并向下運動，由于離心力的作用，飛灰顆粒物沿著蝸殼外 筒2的壁面下滑，進入圓錐體4中，直至從下灰口 5排出。分離后的氣體則經中央的圓內筒 從氣體出口排出。當顆粒物被甩至蝸殼外筒的內壁面時，由于蓄熱材料肋板9和蓄熱材料 肋板14的阻擋，顆粒物將沿著肋板滑入錐體，與壁面的摩擦較光滑的壁面小，能有效的減 小顆粒物對蝸殼外筒內壁面的磨損。蓄熱材料層和蓄熱肋板由于由蓄熱材料構成，具有較 強的蓄熱能力，與煙氣發(fā)生熱交換，可以抑制煙氣溫度的大幅波動。煙氣溫度高于蓄熱體溫 度時，蓄熱體吸熱存儲能量；當煙氣溫度低于蓄熱體溫度時，蓄熱體放熱加熱煙氣。因此， 本實用新型能有效減緩窯頭廢氣溫度的波動范圍，使煙氣溫度盡可能的穩(wěn)定在正常運行所 需要的溫度范圍內。另外，由于本實用新型降低了進入鍋爐氣體的粉塵濃度，因此也有效的 降低了粉塵堆積與窯頭余熱鍋爐受熱管道上而影響換熱效率的可能性，提高了余熱的利用 率。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述 實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種蓄熱式飛灰分離器，為蝸殼外筒和錐體依次連接，其特征在于所述蓄熱式飛灰分離器設有用作氣體出口管道的圓內筒，圓內筒的上端與所述蝸殼外筒的頂端連接，下端懸置于所述蝸殼外筒內；其中所述蝸殼外筒和所述錐體分別為三層結構，外層為保溫材料層，中間層為金屬層，內層為蓄熱材料層；所述圓內筒為兩層結構，外層為蓄熱材料層，內層為金屬層。
2.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱式飛灰分離器，其特征在于所述蝸殼外筒上設置含塵 氣體入口和氣體出口，含塵氣體入口位于蝸殼外筒的上部，且與蝸殼外筒的壁為圓弧相切， 氣體出口位于蝸殼外筒的頂部。
3.根據(jù)權利要求2所述的蓄熱式飛灰分離器，其特征在于所述含塵氣體入口為稍微傾斜向下，且所述含塵氣體入口形狀類似橢圓形，橢圓形的 短軸約為與所述含塵氣體入口連接的入口煙氣管道直徑的2/3，其面積與入口煙氣管道面 積相同；所述蝸殼外筒為由三個不同半徑的圓弧段輝接而成，相鄰的兩段圓弧接點處為切線重 合；其中第一段圓弧為45°，第二段圓弧180°，第三段圓弧90°，第一段圓弧的圓心與第 三段圓弧的圓心相同，且位于第二段半圓弧的直徑線段上；第一段圓弧的半徑與入口煙氣 管道直徑相同，第二段圓弧半徑為倍于第一段圓弧半徑與氣體入口短軸長度之和。
4.根據(jù)權利要求3所述的蓄熱式飛灰分離器，其特征在于所述圓內筒為中空圓柱狀， 高度為所述蝸殼外筒高度的一半。
5.根據(jù)權利要求4所述的蓄熱式飛灰分離器，其特征在于所述圓內筒的圓心與所述 蝸殼外筒的直徑最小的圓弧的圓心一致。
6.根據(jù)權利要求5所述的蓄熱式飛灰分離器，其特征在于所述圓內筒的內徑與所述 氣體出口內徑相同，且所述圓內筒的上端與所述氣體出口對接。
7.根據(jù)權利要求6所述的蓄熱式飛灰分離器，其特征在于所述圓內筒的下端為傾斜 端口，傾斜端口的長端靠近所述含塵氣體入口，長端的底端與所述含塵氣體入口的底端位 于同一水平線上。
8.根據(jù)權利要求1 7任一項所述的蓄熱式飛灰分離器，其特征在于所述蓄熱式飛 灰分離器還包含蓄熱材料肋板，蓄熱材料肋板分別與所述蝸殼外筒的蓄熱材料層和所述的 圓內筒的蓄熱材料層連接。
9.根據(jù)權利要求8所述的蓄熱式飛灰分離器，其特征在于所述的蓄熱材料肋板以傾 斜的方式分別扣掛在所述蝸殼外筒的蓄熱材料層和所述的圓內筒的蓄熱材料層上。
10.根據(jù)權利要求1 7或9任一項所述的蓄熱式飛灰分離器，其特征在于所述保溫 材料層的外部還設置有金屬皮層，金屬皮層分別將保溫材料包裹和固定于所述蝸殼外筒的 外壁和所述錐體的外壁上。
專利摘要本實用新型公開一種蓄熱式飛灰分離器。所述的蓄熱式飛灰分離器除了含有蝸殼外筒和錐體，還在蝸殼外筒內設置用作氣體出口管道的圓內筒。其中，蝸殼外筒和錐體分別為三層結構，外層為保溫材料層，中間層為金屬層，內層為蓄熱材料層；圓內筒為兩層結構，外層為蓄熱材料層，內層為金屬層。另外，還分別在蝸殼外筒的蓄熱材料層和圓內筒的蓄熱材料層扣掛蓄熱材料肋板。圓內筒的設置有利于提高含塵氣體的氣固分離效率。蓄熱材料肋板不但可以減弱含塵氣體中的顆粒對本實用新型的磨損，還可以防止顆粒的積聚。蓄熱材料層以及蓄熱材料肋板可以調節(jié)含塵氣體的溫度，能有效減緩窯頭廢氣溫度的波動范圍，使煙氣溫度盡可能的穩(wěn)定在正常運行所需要的溫度范圍內。
文檔編號F27D17/00GK201555464SQ200920238110
公開日2010年8月18日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權日2009年10月29日
發(fā)明者劉冠聲, 盧志民, 張向, 蘇東奕, 董美蓉, 蔡呂清, 趙志興, 郭仲文, 陸繼東, 陸艷華 申請人:華南理工大學;英德市寶江水泥材料有限公司