專(zhuān)利名稱(chēng)：一種干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收換熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種干法水泥生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收利用方法及裝置，更具體的說(shuō)，它是一種利用干法水泥回轉(zhuǎn)窯表面余熱加熱工質(zhì)的方法和裝置，是以工業(yè)余熱利用為目標(biāo)的節(jié)能方法和裝置。
背景技術(shù)：
世界水泥產(chǎn)量的一半出自中國(guó)，水泥制造是一種典型的高能耗、高物耗、高污染的行業(yè)。水泥回轉(zhuǎn)窯要同時(shí)承受生產(chǎn)物料、耐火磚和窯體自身重量，同時(shí)還要承受旋轉(zhuǎn)扭矩，工作條件十分惡劣。干法水泥生產(chǎn)過(guò)程中，回轉(zhuǎn)窯的表面有大量余熱常年連續(xù)向外散發(fā)，但受窯體材料限制，通常水泥窯外表面溫度不得高于400°C，因此通常在水泥窯外部安裝紅外攝像儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水泥窯外表面溫度，當(dāng)自然冷卻滿足不了散熱要求時(shí)，通常還需采用風(fēng)機(jī)冷卻的方式對(duì)回轉(zhuǎn)窯降溫。以某5000t/d干法水泥生產(chǎn)線為例，監(jiān)測(cè)其表面溫度介于200°C和400°C之間，水泥回轉(zhuǎn)窯表面散熱占水泥熟料總能耗的3. 6%以上，按熟料能耗3600kJ/kg-cl、年運(yùn)行300天計(jì)算，則回轉(zhuǎn)窯表面每年散熱量為I. 944X10nkJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤6632. 8噸，因此將水泥回轉(zhuǎn)窯表面余熱回收利用，同時(shí)降低窯體表面余熱溫度對(duì)水泥生產(chǎn)和行業(yè)節(jié)能降耗具有重要的意義。由于水泥窯不斷旋轉(zhuǎn)的特性和溫度控制要求，引起余熱回收密封、品位低等一系列利用難題，因此目前水泥回轉(zhuǎn)窯表面余熱尚未得到有效利用，相關(guān)工程更是尚未見(jiàn)諸報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收方法及換熱裝置，是一種新型的水泥回轉(zhuǎn)窯表面余熱利用解決方案，具有實(shí)用性強(qiáng)、余熱利用品位高等優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案一種干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱 回收換熱裝置，根據(jù)滿足換熱參數(shù)的選取和安裝運(yùn)行的需要，在所述水泥回轉(zhuǎn)窯窯體的外側(cè)套有一段或多段固定外筒壁，外筒壁兩端設(shè)有工質(zhì)進(jìn)口，水泥回轉(zhuǎn)窯窯體與外筒壁間保持有間隔并形成工質(zhì)流道和換熱空間，在外筒壁中部上設(shè)有工質(zhì)出口。冷的換熱工質(zhì)可以從每段外筒壁的兩端進(jìn)入兩筒體的間隔，吸收水泥回轉(zhuǎn)窯表面余熱溫度后升高，被加熱的工質(zhì)從該段中部固定出口排出，以供給外部熱利用系統(tǒng)，完成水泥回轉(zhuǎn)窯表面余熱回收。水泥回轉(zhuǎn)窯窯體外側(cè)套有一段固定外筒壁，即整體布置。水泥回轉(zhuǎn)窯窯體外側(cè)套有多段固定外筒壁，即分體布置。所述換熱工質(zhì)為空氣或水或氨等低沸點(diǎn)工質(zhì)。在所述水泥回轉(zhuǎn)窯窯體外表面設(shè)有葉片，葉片平行于水泥回轉(zhuǎn)窯窯體軸線，或與水泥回轉(zhuǎn)窯窯體軸線存在夾角α，α的取值范圍0< α <90°。隨水泥回轉(zhuǎn)窯一起轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片一方面具有增大換熱面積的作用，另一方面起著對(duì)氣流產(chǎn)生擾動(dòng)，增大湍流度、強(qiáng)化換熱效果的效果。
外筒壁外側(cè)面包覆保溫層，提供余熱利用品位，以降低熱損失，保溫層和外筒壁設(shè)有條形的測(cè)溫窗。可使水泥回轉(zhuǎn)窯現(xiàn)有的紅外熱成像儀透過(guò)該套系統(tǒng)感應(yīng)到水泥回轉(zhuǎn)窯外表面的溫度，以滿足回轉(zhuǎn)窯溫度檢測(cè)與控制要求。
外筒壁上開(kāi)有可打開(kāi)的冷卻窗，在局部超溫時(shí)打開(kāi)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(shuō)外筒壁與水泥回轉(zhuǎn)窯筒體之間的間隔，根據(jù)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(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)滿足換熱參數(shù)的選取和安裝運(yùn)行的需要，在固定外筒壁上可以有多個(gè)工質(zhì)固定出口。根據(jù)換熱工質(zhì)的不同，可采用風(fēng)機(jī)或者泵驅(qū)動(dòng)工質(zhì)流動(dòng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)(I)節(jié)能。在不影響現(xiàn)有干法水泥回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)的前提下，將原來(lái)表面白白浪費(fèi)的回轉(zhuǎn)窯表面余熱利用，回收的熱量經(jīng)二次換熱產(chǎn)生蒸汽可作為干法水泥純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)補(bǔ)充蒸汽，可有效增大余熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量，是一種高品位的余熱利用方式。(2)余熱利用率和可靠性高。目前已有部分水泥回轉(zhuǎn)窯通過(guò)安裝集熱器加熱熱水或空氣，但存在安裝、維護(hù)不方便、余熱利用率低等缺點(diǎn)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并通過(guò)葉片、保溫層等措施提高了余熱回收率，同時(shí)安裝條形側(cè)溫窗、冷卻窗等避免了裝置對(duì)水泥回轉(zhuǎn)窯安全生產(chǎn)、監(jiān)控運(yùn)行等方面的不良影響，提高了可靠性。本發(fā)明將進(jìn)一步提高水泥余熱利用水平，推進(jìn)我國(guó)水泥行業(yè)的節(jié)能減排，符合國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)和節(jié)能減排政策，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。


圖I是本發(fā)明的系統(tǒng)圖(實(shí)施例一)；圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)圖(實(shí)施例二)；圖3是圖I中A-A截面不意圖；圖中1_水泥回轉(zhuǎn)窯窯體；2-工質(zhì)進(jìn)口 ；3_外筒壁；4-工質(zhì)出口 ；5_換熱工質(zhì)；
6-葉片；7_保溫層；8_測(cè)溫窗；9_冷卻窗；10_冷卻窗蓋。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一請(qǐng)參閱圖I和圖3所示，一種干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收換熱裝置，包括水泥回轉(zhuǎn)窯窯體1，在水泥回轉(zhuǎn)窯窯體I的外側(cè)套有一段或多段固定外筒壁3，外筒壁3兩端設(shè)有工質(zhì)進(jìn)口 2，水泥回轉(zhuǎn)窯窯體I外表面與外筒壁3內(nèi)表面之間保持有間隔并形成工質(zhì)流道與換熱空間，在外筒壁3中部上設(shè)有工質(zhì)出口 4。在水泥回轉(zhuǎn)窯窯體I表面設(shè)有葉片6，葉片6 —方面可增大散熱面積和強(qiáng)化換熱，另一方面使工質(zhì)5沿水泥回轉(zhuǎn)窯I軸向方向流動(dòng)的同時(shí)沿水泥回轉(zhuǎn)窯I周向流動(dòng)，延長(zhǎng)換熱工質(zhì)5與水泥回轉(zhuǎn)窯I的接觸和換熱時(shí)間，從而強(qiáng)化換熱工質(zhì)5與水泥回轉(zhuǎn)窯I表面的換熱效果。葉片6平行于水泥回轉(zhuǎn)窯窯體I軸線。
本實(shí)施例的水泥回轉(zhuǎn)窯窯體I外側(cè)套有多段固定外筒壁3，即分體布置。換熱工質(zhì)5為空氣或水或氨等低沸點(diǎn)工質(zhì)。外筒壁3外側(cè)面包覆保溫層7，降低系統(tǒng)向外界環(huán)境的散熱損失，保溫層7和外筒壁3上分別設(shè)有條形的測(cè)溫窗8，測(cè)溫窗8可以是與外筒壁2 —樣長(zhǎng)，也可以為間斷的。水 泥企業(yè)現(xiàn)有的紅外熱成像儀可透過(guò)條形測(cè)溫窗8感應(yīng)到水泥回轉(zhuǎn)窯窯體I外表面的溫度。也可通過(guò)其他測(cè)溫設(shè)備透過(guò)測(cè)溫窗8測(cè)量該溫度。外筒壁3上開(kāi)有可打開(kāi)的冷卻窗9，冷卻窗9在水泥回轉(zhuǎn)窯I局部超溫時(shí)打開(kāi)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(zhì)5可以從位于每段外筒壁3兩端的工質(zhì)進(jìn)口 2進(jìn)入該區(qū)域，工質(zhì)5一方面沿軸向流動(dòng)，另一方面在葉片的帶動(dòng)下沿回轉(zhuǎn)窯周向流動(dòng)，工質(zhì)5流動(dòng)的過(guò)程中吸收回轉(zhuǎn)窯I散發(fā)的熱量后溫度升高，然后從該段中部固定出口 4排出，以供給外部熱利用系統(tǒng)，完成水泥回轉(zhuǎn)窯表面余熱回收。高溫?fù)Q熱工質(zhì)5可引入余熱鍋爐或其他換熱器，產(chǎn)生蒸汽可作為干法水泥純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的補(bǔ)充蒸汽，可有效增大余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，也可用于其他用途。實(shí)施例二 請(qǐng)參閱圖2所示，其與實(shí)施例一不同在于水泥回轉(zhuǎn)窯窯體I外側(cè)套有一段固定外筒壁3，即為整體布置。上列詳細(xì)說(shuō)明是針對(duì)本發(fā)明可行實(shí)施例的具體說(shuō)明，該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專(zhuān)利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收換熱裝置，其特征在于在所述水泥回轉(zhuǎn)窯窯體(I)的外側(cè)套有一段或多段固定外筒壁(3)，外筒壁(3)兩端設(shè)有エ質(zhì)進(jìn)ロ(2)，同時(shí)水泥回轉(zhuǎn)窯窯體(I)外表面與外筒壁(3)內(nèi)表面之間保持有間隔并形成エ質(zhì)流道與換熱空間，在外筒壁(3)中部設(shè)有エ質(zhì)出口(4)，冷的換熱エ質(zhì)(5)從エ質(zhì)進(jìn)ロ(2)進(jìn)入水泥回轉(zhuǎn)窯窯體(I)與外筒壁(3)間的通道，被加熱的エ質(zhì)從該段中部固定エ質(zhì)出口(4)排出，以供給外部熱利用系統(tǒng)，完成水泥回轉(zhuǎn)窯表面余熱回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收換熱裝置，其特征在于所述水 泥回轉(zhuǎn)窯窯體(I)外側(cè)套有一段固定外筒壁(3)，即整體布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收換熱裝置，其特征在于所述水泥回轉(zhuǎn)窯窯體(I)外側(cè)套有多段固定外筒壁(3)，即分體布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收換熱裝置，其特征在于所述換熱エ質(zhì)(5)為空氣或水或氨。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收換熱裝置，其特征在于在所述水泥回轉(zhuǎn)窯窯體(I)外表面或者外筒壁(3)內(nèi)表面設(shè)有葉片(6)，葉片(6)平行于水泥回轉(zhuǎn)窯窯體(I)軸線，或與水泥回轉(zhuǎn)窯窯體(I)軸線存在夾角α，α的取值范圍O≤α≤90°。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收換熱裝置，其特征在于外筒壁⑶外側(cè)包覆保溫層⑵。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收換熱裝置，其特征在于外筒壁(3)和保溫層(7)上設(shè)有條形的測(cè)溫窗(8)，測(cè)溫窗(8)可以是與外筒壁(2) —樣長(zhǎng)，也可以為間斷的。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收換熱裝置，其特征在于外筒壁(3)上開(kāi)有可打開(kāi)的冷卻窗(9)，在局部超溫時(shí)打開(kāi)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(fā)明公開(kāi)了一種干法水泥回轉(zhuǎn)窯筒壁余熱回收方法及換熱裝置，在所述水泥回轉(zhuǎn)窯窯體的外側(cè)套有一段或多段固定外筒壁，外筒壁兩端設(shè)有工質(zhì)進(jìn)口，水泥回轉(zhuǎn)窯窯體與外筒壁間保持有間隔并形成工質(zhì)流道和換熱空間，在外筒壁中部上設(shè)有工質(zhì)出口。冷的換熱工質(zhì)可以從每段外筒壁的兩端進(jìn)入兩筒體的間隔，被加熱的工質(zhì)從該段中部固定出口排出，以供給外部熱利用系統(tǒng)，完成水泥回轉(zhuǎn)窯表面余熱回收。本發(fā)明可在不改變現(xiàn)有水泥回轉(zhuǎn)窯本體結(jié)構(gòu)和不影響其運(yùn)行的基礎(chǔ)上，將原來(lái)白白浪費(fèi)的水泥回轉(zhuǎn)窯表面熱量回收，不但可降低水泥生產(chǎn)綜合能耗，而且有助于保護(hù)水泥窯窯體不致超溫，延長(zhǎng)其壽命。
文檔編號(hào)F27D17/00GK102636022SQ20121013373
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者李文博, 羅偉民, 郭常青, 閆常峰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所