本實(shí)用新型涉及水泥廠余熱回收的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于回轉(zhuǎn)窯水泥熟料生產(chǎn)線的余熱回收利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

水泥工業(yè)是國家建筑領(lǐng)域的支柱產(chǎn)業(yè)，屬于高能耗、高污染、低附加值的行業(yè)。在國家“十三五”規(guī)劃中，重點(diǎn)改造能源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，因此，水泥行業(yè)是重點(diǎn)節(jié)能改造對象之一。

水泥生產(chǎn)過程中包括原材料的制備、熟料煅燒冷卻和水泥的磨制，其中熟料煅燒是耗能最大的步驟，回轉(zhuǎn)窯作為熟料煅燒的設(shè)備，通過燃料燃燒釋放熱能而完成生料的預(yù)熱、分解及化學(xué)反應(yīng)等過程，從而燒制成水泥熟料，其能耗約占總體能耗的80%以上，在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行過程中，其筒體表面溫度可達(dá)到350℃左右，大量的熱量通過設(shè)備表面以輻射散熱的形式散失到環(huán)境中；煅燒后的熟料需要經(jīng)過篦冷機(jī)快速冷卻降溫。在篦冷機(jī)中，一室的高溫氣體作為二次風(fēng)送入窯內(nèi)助燃，部分高溫氣體送入窯頭余熱鍋爐；二室的高溫氣體通過管道引至窯尾分解爐；三室的廢氣經(jīng)除塵器后排放出去。因此，通過回轉(zhuǎn)窯筒體的散熱和篦冷機(jī)三室的廢氣排放散熱不僅造成能源大量浪費(fèi)，而且還會對環(huán)境產(chǎn)生熱污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種回轉(zhuǎn)窯水泥熟料生產(chǎn)線余熱回收利用系統(tǒng)。本實(shí)用新型可有效解決水泥廠生產(chǎn)線中回轉(zhuǎn)窯和篦冷機(jī)三室的余熱散失問題，能實(shí)現(xiàn)對水泥生產(chǎn)企業(yè)熟料生產(chǎn)線中回轉(zhuǎn)窯和篦冷機(jī)三室的余熱合理回收和利用，避免了因余熱損失而造成能源浪費(fèi)，可提高水泥生產(chǎn)過程的能源利用效率。

本實(shí)用新型的目的可通過下述技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

本實(shí)用新型的回轉(zhuǎn)窯水泥熟料生產(chǎn)線余熱回收利用系統(tǒng)包括回轉(zhuǎn)窯換熱罩裝置、回轉(zhuǎn)窯筒體余熱回收裝置、篦冷機(jī)三室余熱換熱裝置、以及篦冷機(jī)余熱回收裝置；

a、所述回轉(zhuǎn)窯換熱罩裝置包括圍繞回轉(zhuǎn)窯筒體設(shè)置的至少兩個弧形結(jié)構(gòu)的換熱罩，設(shè)置在每個換熱罩與回轉(zhuǎn)窯筒體之間的換熱器；所述換熱器的一側(cè)端設(shè)有蒸汽出口，另一側(cè)端設(shè)置有給水口；所述每個換熱罩的弧心角均為90o；

b、所述的回轉(zhuǎn)窯筒體余熱回收裝置包括通過蒸汽輸送管道以及相關(guān)閥門與換熱器的蒸汽出口相連接的換熱器集熱器，通過換熱器的給水口與下側(cè)給水縱管相連接的給水管；在蒸汽輸送管道中設(shè)置有用于將液態(tài)冷凝水反送至下側(cè)給水縱管中、保證蒸汽輸送管道的蒸汽純度的疏水器；在蒸汽集熱器上設(shè)置有集熱器蒸汽出口管、溫度計(jì)、壓力表、水位計(jì)、檢查孔、調(diào)節(jié)閥、事故放水管；所述給水管通過閘閥、除污器、流量計(jì)、壓力顯示表與給水泵相連接；

c、所述篦冷機(jī)三室余熱換熱裝置包括連接在篦冷機(jī)三室與慣性除塵室之間的篦冷機(jī)三室出風(fēng)管道，所述慣性除塵室與出風(fēng)管道之間設(shè)置有慣性除塵室擋板，所述慣性除塵室下部設(shè)置有收塵器；

d、所述篦冷機(jī)余熱回收裝置包括與慣性除塵室相連通的高溫氣體換熱室，在所述高溫氣體換熱室內(nèi)布置有由若干根換熱銅管組成的蒸汽換熱器和熱水換熱器兩部分，所述蒸汽換熱器布置在靠近高溫氣體入口處；所述熱水換熱器布置在靠近高溫氣體出口處。

本實(shí)用新型中所述換熱器包括多個螺旋翅片管、以及與螺旋翅片管的蒸汽出口相連接的上側(cè)蒸汽縱管、與螺旋翅片管的進(jìn)水口相連接的下側(cè)給水縱管；所述上側(cè)蒸汽縱管的一端設(shè)有蒸汽出口，下側(cè)給水縱管的一端設(shè)置有給水口；且所述螺旋翅片管、以及與螺旋翅片管的蒸汽出口相連接的上側(cè)蒸汽縱管、與螺旋翅片管的進(jìn)水口相連接的下側(cè)給水縱管通過支撐架連接鋼架基礎(chǔ)進(jìn)行固定，外側(cè)鋪設(shè)方鋼骨架和保溫巖棉，內(nèi)外鋪設(shè)白鐵皮，起到保溫和反射輻射散熱的作用，以水作為冷卻介質(zhì)，在螺旋翅片銅管中受到回轉(zhuǎn)窯筒體的熱量傳遞，以蒸汽形式匯聚排出。其中，風(fēng)機(jī)對準(zhǔn)螺旋翅片銅管和回轉(zhuǎn)窯空隙，加強(qiáng)空氣流動，增加對流換熱。

所述熱水換熱器是由多行S型換熱銅管組成，且所述熱水換熱器的熱水出口與熱水集熱器相連，在熱水集熱器的熱水管道出口處設(shè)置氣液分離器，將系統(tǒng)內(nèi)蒸汽排出，保證熱水的正常輸送。

本實(shí)用新型中所述蒸汽換熱器中的換熱銅管是由多行采用豎直排列的換熱銅管組成，下端均與給水橫管相連，上端與蒸汽集熱器相連，且在蒸汽集熱器的蒸汽管道出口處設(shè)置有疏水器，將液態(tài)冷凝水反送至給水橫管中，保證蒸汽輸送管道的蒸汽純度。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

本實(shí)用新型針對回轉(zhuǎn)窯水泥熟料生產(chǎn)線的熱量散失進(jìn)行回收利用而發(fā)明，通過設(shè)置換熱銅管，以水流作為冷卻介質(zhì)，對回轉(zhuǎn)窯換熱罩、回轉(zhuǎn)窯筒體余熱和篦冷機(jī)三室高溫氣體的熱量進(jìn)行回收。吸收熱量后的水變?yōu)檎羝蜔崴?，匯集到蒸汽集熱器和熱水集熱器中，以供生活和生產(chǎn)使用，有效解決了水泥生產(chǎn)企業(yè)熟料生產(chǎn)線的余熱散失問題，提高水泥廠綜合經(jīng)濟(jì)效益，且能夠促進(jìn)節(jié)能減排，減少能源消耗對環(huán)境的危害。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的水泥回轉(zhuǎn)窯A型余熱回收裝置剖面圖（一種實(shí)施方式）。

圖3為本實(shí)用新型的水泥回轉(zhuǎn)窯B型余熱回收裝置剖面圖（第二種實(shí)施方式）。

圖4為本實(shí)用新型的水泥回轉(zhuǎn)窯C型余熱回收裝置剖面圖（第三種實(shí)施方式）。

圖5為圖1的主視圖。

圖6為圖1中換熱器的結(jié)構(gòu)

圖7為換熱器的側(cè)視圖。

圖8為集熱器熱力流程簡圖。

圖9為集熱器大樣圖。

圖10為篦冷機(jī)三室左視圖。

圖11為蒸汽換熱器平面圖。

圖12為熱水換熱器平面圖。

圖13為熱水換熱器供回水布置圖。

圖14為蒸汽換熱器的蒸汽回收流程圖。

圖15為熱水換熱器的熱水回收流程圖。

圖中序號：1-換熱罩、2-蒸汽出口、3-上側(cè)蒸汽縱管、4-下側(cè)給水縱管、5-支撐架、6-給水口、7-回轉(zhuǎn)窯筒體、8-鋼架基礎(chǔ)、9-螺旋翅片管、10-方鋼骨架、11-集熱器、12-集熱器蒸汽出口管、13-壓力表、14-水位計(jì)、15-檢查孔、16-調(diào)節(jié)閥、17-事故放水管、18-蒸汽輸送管道、19-給水管、20-閘閥、21-除污器、22-流量計(jì)、23-壓力顯示表、24-支撐鋼架、25-溫度計(jì)、26-安全閥、27-備用出水口、28-放氣閥、29-風(fēng)機(jī)、30-風(fēng)機(jī)管道、31-疏水器、32-為熱水回流管道、33-慣性除塵室擋板、34-收塵器、35-回轉(zhuǎn)窯窯頭、36-傳送帶、37-篦冷機(jī)、38-篦冷機(jī)一室出風(fēng)管道、39-篦冷機(jī)一室、40-篦冷機(jī)二室出風(fēng)管道、41-篦冷機(jī)二室、42-篦冷機(jī)三室出風(fēng)管道、43-篦冷機(jī)三室、44-熟料運(yùn)輸室、45-慣性除塵室、46-高溫氣體換熱室、47-蒸汽換熱器、48-熱水換熱器、49-管道風(fēng)機(jī)、50-氣體匯集室、51-篦冷室風(fēng)機(jī)、52-蒸汽橫管、53-豎直排列的換熱銅管、54-蒸汽換熱器給水橫管、55-蒸汽換熱器總給水管、56-S型換熱銅管、57-熱水換熱器給水管、58-熱水出水管、59熱水集熱器。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型以下將結(jié)合實(shí)施例（附圖）作進(jìn)一步描述：

水泥生產(chǎn)過程中包括原材料的制備、熟料煅燒冷卻和水泥的磨制，其中熟料煅燒是耗能最大的步驟，回轉(zhuǎn)窯作為熟料煅燒的設(shè)備，通過燃料燃燒釋放熱能而完成生料的預(yù)熱、分解等化學(xué)反應(yīng)，從而燒制成水泥熟料，其能耗約占總體能耗的80%以上，在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行過程中，表面溫度可達(dá)到350℃左右，大量的熱量通過設(shè)備表面以輻射散熱的形式散失到環(huán)境中；煅燒后的熟料需要經(jīng)過篦冷機(jī)快速冷卻降溫。在篦冷機(jī)中，一室的高溫氣體送至回轉(zhuǎn)窯內(nèi)補(bǔ)充空氣助燃，二室的高溫氣體送入分解爐回收利用，三室的氣體溫度達(dá)到150℃，一般直接排到室外。因此，回轉(zhuǎn)窯和篦冷室的大量余熱未能充分利用，不僅造成能源浪費(fèi)，而且對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

本實(shí)用新型針對水泥熟料生產(chǎn)過程中，回轉(zhuǎn)窯筒體表面散熱和篦冷機(jī)三室高溫氣體熱量散失的現(xiàn)象，提出一種應(yīng)用于回轉(zhuǎn)窯水泥熟料生產(chǎn)線余熱回收利用系統(tǒng)，通過設(shè)置換熱銅管，以水流作為冷卻介質(zhì)，對回轉(zhuǎn)窯筒體余熱和篦冷機(jī)三室高溫氣體的熱量進(jìn)行回收。吸收熱量后的水變?yōu)檎羝蜔崴?，匯集到蒸汽集熱器和熱水集熱器中，以供生活和生產(chǎn)使用。

如圖1所示，本實(shí)用新型包括回轉(zhuǎn)窯換熱罩裝置、回轉(zhuǎn)窯筒體余熱回收裝置、篦冷機(jī)三室余熱換熱裝置、以及篦冷機(jī)余熱回收裝置。

如圖2所示，所述回轉(zhuǎn)窯換熱罩裝置包括圍繞回轉(zhuǎn)窯筒體7設(shè)置的四個弧形結(jié)構(gòu)的換熱罩1，所述每個換熱罩1的弧心角均為90o；設(shè)置在每個換熱罩1與回轉(zhuǎn)窯筒體7之間的換熱器；所述換熱器包括多個螺旋翅片管9、以及與螺旋翅片管的蒸汽出口相連接的上側(cè)蒸汽縱管3、與螺旋翅片管的進(jìn)水口相連接的下側(cè)給水縱管4；所述上側(cè)蒸汽縱管3的一端設(shè)有蒸汽出口2，下側(cè)給水縱管的一端設(shè)置有給水口6（參見圖2、5、6、7所示）；進(jìn)一步說，所述螺旋翅片管9、以及與螺旋翅片管的蒸汽出口相連接的上側(cè)蒸汽縱管3、與螺旋翅片管的進(jìn)水口相連接的下側(cè)給水縱管4通過支撐架連接鋼架基礎(chǔ)進(jìn)行固定，外側(cè)鋪設(shè)方鋼骨架和保溫巖棉，內(nèi)外鋪設(shè)白鐵皮，起到保溫和反射輻射散熱的作用，以水作為冷卻介質(zhì)，在螺旋翅片銅管中受到回轉(zhuǎn)窯筒體的熱量傳遞，以蒸汽形式匯聚排出。其中，風(fēng)機(jī)對準(zhǔn)螺旋翅片銅管和回轉(zhuǎn)窯空隙，加強(qiáng)空氣流動，增加對流換熱。

如圖8、9所示，所述的回轉(zhuǎn)窯筒體余熱回收裝置包括通過蒸汽輸送管道18以及相關(guān)閥門與蒸汽出口2相連接的換熱器集熱器11，通過給水口6與下側(cè)給水縱管相連接的給水管19；在蒸汽輸送管道中設(shè)置有用于將液態(tài)冷凝水反送至下側(cè)給水縱管4中、保證蒸汽輸送管道的蒸汽純度的疏水器；在蒸汽集熱器上設(shè)置有集熱器蒸汽出口管12、溫度計(jì)25、壓力表13、水位計(jì)14、檢查孔15、調(diào)節(jié)閥16、事故放水管17；所述給水管19通過閘閥20、除污器21、流量計(jì)22、壓力顯示表23與給水泵相連接。

如圖1、10所示，所述篦冷機(jī)三室余熱換熱裝置包括連接在篦冷機(jī)三室43與慣性除塵室45之間的篦冷機(jī)三室出風(fēng)管道，所述慣性除塵室45與出風(fēng)管道之間設(shè)置有慣性除塵室擋板33，所述慣性除塵室下部設(shè)置有收塵器34；所述篦冷機(jī)余熱回收裝置包括與慣性除塵室45相連通的高溫氣體換熱室46，在所述高溫氣體換熱室內(nèi)布置有由若干根換熱銅管組成的蒸汽換熱器47和熱水換熱器48兩部分，所述蒸汽換熱器47布置在靠近高溫氣體入口處；所述熱水換熱器48布置在靠近高溫氣體出口處。

如圖12所示，本實(shí)用新型中所述熱水換熱器48是由多行S型換熱銅管56組成，且所述熱水換熱器48的熱水出口與熱水集熱器相連，在熱水集熱器的熱水管道出口處設(shè)置氣液分離器，將系統(tǒng)內(nèi)蒸汽排出，保證熱水的正常輸送。

如圖11所示，本實(shí)用新型中所述蒸汽換熱器47中的換熱銅管是由多行采用豎直排列的換熱銅管53組成，下端均與給水橫管相連，上端與蒸汽集熱器相連，且在蒸汽集熱器的蒸汽管道出口處設(shè)置有疏水器，將液態(tài)冷凝水反送至給水橫管中，保證蒸汽輸送管道的蒸汽純度。

本實(shí)用新型的回轉(zhuǎn)窯換熱罩裝置可根據(jù)水泥廠回轉(zhuǎn)窯外界實(shí)際環(huán)境，設(shè)計(jì)成三個弧形結(jié)構(gòu)的換熱罩（如圖3所示）或兩個弧形結(jié)構(gòu)的換熱罩（如圖4所示）.

更具體說，本實(shí)用新型中所述的上側(cè)蒸汽縱管3通過豎向螺旋翅片管9連接下側(cè)給水縱管4，在上側(cè)蒸汽縱管3的一端設(shè)有蒸汽出口2，在下側(cè)給水縱管的另一端設(shè)有給水口6，上側(cè)蒸汽縱管3和下側(cè)給水縱管4均為無縫鋼管，多個螺旋翅片管9圍繞著回轉(zhuǎn)窯筒體7布置，給水管19中的水流通過給水口6進(jìn)入下側(cè)給水縱管4，水流沿著下側(cè)給水縱管4進(jìn)入螺旋翅片管9，在螺旋翅片管9中受到回轉(zhuǎn)窯筒體7的輻射換熱和對流換熱，受熱變成蒸汽，匯集到上側(cè)蒸汽縱管3，通過蒸汽出口2進(jìn)入蒸汽輸送管道18，隨后進(jìn)入換熱器集熱器11。

在螺旋翅片管9中，布置帶有翅片的一側(cè)靠近回轉(zhuǎn)窯筒體7，增加換熱面積，加強(qiáng)換熱能力，布置不帶翅片的一側(cè)背對回轉(zhuǎn)窯7，減少翅片管的散熱損失。風(fēng)機(jī)29安放在一側(cè)的鋼架基礎(chǔ)8上，風(fēng)機(jī)管道30對準(zhǔn)螺旋翅片管9和回轉(zhuǎn)窯筒體7之間的空隙，開動風(fēng)機(jī)能增加回轉(zhuǎn)窯筒體7和螺旋翅片管9之間的空氣流動，加強(qiáng)對流換熱，同時盡量避免外界粉塵黏附螺旋翅片，避免粉塵增加傳熱熱阻，造成傳熱量減少，余熱回收效果不明顯。

如圖2和3所示，換熱罩1由支撐架5固定承重，兩側(cè)和下部支撐架5固定在回轉(zhuǎn)窯的鋼架基礎(chǔ)8，上側(cè)支撐架5固定在最上方支撐鋼架24。

如圖8和9所示，換熱器集熱器11中的蒸汽通過集熱器蒸汽出口管12流出，以供生活和生產(chǎn)使用，事故放水管17設(shè)置在集熱器最下部，通過調(diào)節(jié)閥16連接。換熱器集熱器11是一個封閉的圓筒壓力罐，兩側(cè)分別設(shè)置水位計(jì)14和檢查孔15，上側(cè)設(shè)置壓力表13、溫度計(jì)25、安全閥26、放氣閥28等，上側(cè)設(shè)置集熱器蒸汽出口管12、備用出水口27，下側(cè)設(shè)置事故放水管17等。

如圖1、10所示，所述篦冷機(jī)37根據(jù)排風(fēng)溫度不同，一般分為三個部分，篦冷機(jī)一室39的排風(fēng)溫度在900℃左右，部分高溫氣體沿回轉(zhuǎn)窯窯頭35進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，補(bǔ)充高溫空氣，充當(dāng)助燃?xì)怏w，部分高溫氣體沿著篦冷機(jī)一室出風(fēng)管道38進(jìn)入窯頭余熱鍋爐，篦冷機(jī)二室41的排風(fēng)溫度在400℃左右，高溫氣體通過篦冷機(jī)二室出風(fēng)管道40引入窯尾分解爐，篦冷機(jī)三室43的排風(fēng)溫度在150℃左右，一般情況下，篦冷機(jī)三室43的高溫氣體直接排出室外，造成余熱浪費(fèi)。本實(shí)用新型通過高溫氣體換熱室46對篦冷機(jī)三室的高溫氣體進(jìn)行熱回收。 篦冷室風(fēng)機(jī)51排出的冷風(fēng)經(jīng)過傳送帶36時，被熟料加熱成高溫氣體、進(jìn)行余熱回收，首先需要進(jìn)行除塵處理，高溫氣體中的塵粒被慣性除塵室擋板33改變運(yùn)動軌跡，落入下方的收塵器34中。除塵后的高溫氣體經(jīng)管道進(jìn)入高溫氣體換熱室46，為了充分回收高溫氣體中的熱量，高溫氣體換熱室46設(shè)置兩部分換熱銅管，換熱后的氣體在氣體匯集室50處排出。其中，這部分管道設(shè)置管道風(fēng)機(jī)49，增強(qiáng)高溫氣體換熱室46內(nèi)空氣流動，強(qiáng)化換熱。

除塵后的高溫氣體經(jīng)管道進(jìn)入高溫氣體換熱室46，為了充分回收高溫氣體中的熱量，高溫氣體換熱室46設(shè)置兩部分換熱銅管，高溫氣流依次流過兩部分換熱銅管，第一部分換熱銅管首先接觸高溫氣流，管內(nèi)水流受熱變成蒸汽，這部分稱為蒸汽換熱器47，第二部分換熱銅管的水流受熱變?yōu)闊崴?，這部分稱為熱水換熱器48。其中，蒸汽換熱器47的截面布置如圖11所示，蒸汽換熱器給水橫管54中的水流均勻進(jìn)入豎直排列的換熱銅管53進(jìn)行換熱，水相變?yōu)檎羝鄣秸羝麢M管52排出，在蒸汽橫管52的出口處設(shè)置疏水器31，其中，多個截面的豎直排列的換熱銅管53交叉排列，增強(qiáng)換熱。熱水換熱器48的截面布置如圖12所示，單根S型換熱銅管56以S型曲折排列，上側(cè)為給水口，下側(cè)為出水口，多個截面布置如圖15所示，上側(cè)水平熱水換熱器給水管57均勻供水給各個S型換熱銅管56，換熱后的熱水統(tǒng)一聚集到熱水出水管58，在出口處設(shè)置氣液分離器。將換熱后的蒸汽和熱水分別引入換熱器集熱器11和熱水集熱器59中。