本發(fā)明涉及建材行業(yè)，具體而言，涉及一種中心下料回旋料流換熱煙道及其換熱方法。

背景技術(shù)：

1、在新型干法水泥生產(chǎn)線中，常用預(yù)熱器對(duì)細(xì)粉生料進(jìn)行預(yù)熱預(yù)分解，常規(guī)預(yù)熱器由多級(jí)旋風(fēng)筒、換熱煙道、下料管、膨脹節(jié)、翻板閥、撒料盒等部分組成；上一級(jí)旋風(fēng)筒中分離出來(lái)的料流經(jīng)翻板閥、下料管和撒料盒進(jìn)入下一級(jí)的換熱煙道，在換熱煙道中與高溫?zé)煔馔瓿苫旌虾蛽Q熱，并與換熱煙道中上升的高溫?zé)煔庖黄疬M(jìn)入下一級(jí)旋風(fēng)筒中，如此完成多次預(yù)熱和料氣分離，實(shí)現(xiàn)氣固換熱和預(yù)熱預(yù)分解的目的；在換熱煙道中，高溫氣體的平均截面風(fēng)速約為16m/s，但由于下一級(jí)旋風(fēng)筒的離心力作用，換熱煙道中的高溫氣體呈渦旋式上升，即中心區(qū)域的風(fēng)速低，外圓周區(qū)域的風(fēng)速高，經(jīng)上一級(jí)旋風(fēng)筒分離后，細(xì)粉物料通過(guò)下料管進(jìn)入翻板閥，物料在翻板閥處堆積一定重量后，閥板閥自動(dòng)打開(kāi)，此時(shí)，高速的外圓周區(qū)域的熱風(fēng)將沿此通道串入其余旋風(fēng)筒，影響系統(tǒng)的分離和換熱效果，這兩個(gè)效果是預(yù)熱器最重要的指標(biāo)，因此，需配合設(shè)計(jì)要求更高的微動(dòng)翻板閥，以減少內(nèi)串風(fēng)，但在現(xiàn)有的實(shí)際生產(chǎn)中，仍存在很大的內(nèi)部串風(fēng)，當(dāng)物料進(jìn)入下一段料管后，翻板閥則自動(dòng)關(guān)閉并鎖風(fēng)；下落的物料在一定長(zhǎng)度的后續(xù)料管中形成較大的動(dòng)能，然后進(jìn)入撒料盒，在動(dòng)能和撒料盒的作用下，細(xì)粉物料盡可能地分散進(jìn)入換熱煙道中，向下俯沖的物料在較高的上升風(fēng)速帶動(dòng)下逐步減速，且需在到達(dá)下一級(jí)旋風(fēng)筒中的內(nèi)筒前完成上升，否則部分物料將短路直接進(jìn)入下一級(jí)旋風(fēng)筒中，此部分短路的物料沒(méi)有完成熱交換，將影響預(yù)熱預(yù)分解的效果，甚至影響整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)。

2、因此，在原預(yù)熱器中，翻板閥、下料管的長(zhǎng)度和角度、撒料盒的形式及布置位置等對(duì)物料的換熱效果均有很大的影響；若撒料盒的位置距下一級(jí)旋風(fēng)筒過(guò)近，則物料就有進(jìn)入下一級(jí)旋風(fēng)筒短路的風(fēng)險(xiǎn)；若撒料盒的位置距下一級(jí)旋風(fēng)筒過(guò)遠(yuǎn)，則換熱煙道的高度就將相對(duì)縮短，減少了換熱時(shí)間和路徑，也會(huì)影響換熱效果；因此，撒料盒的布置位置對(duì)撒料的效果和換熱均有較大且敏感的影響；此外，撒料盒本身的結(jié)構(gòu)對(duì)撒料和熱交換也有很大的影響，因?yàn)?，撒料盒?duì)細(xì)粉物料的分散效果越好，則物料與高溫?zé)煔獾慕佑|面積越大，對(duì)流換熱系數(shù)越高，則換熱效率越高，回收余熱越多，最終使熟料燒成熱耗越低；為增強(qiáng)撒料效果，很多廠家設(shè)計(jì)了不同類型的撒料盒；但這些撒料方式在原理上存在一定的缺陷，因其只能在換熱煙道的邊壁上下料，且下料點(diǎn)少，導(dǎo)致細(xì)粉物料與高溫?zé)煔饣旌系臅r(shí)間較長(zhǎng)，故撒料效果一般；此外，還減少了后續(xù)的換熱時(shí)間，若通過(guò)加高換熱煙道來(lái)提高換熱時(shí)間，則會(huì)相應(yīng)提高整個(gè)預(yù)熱器的高度和投資成本，進(jìn)而加劇影響在高溫?zé)煹乐械膿Q熱效果，以致影響預(yù)熱器的預(yù)熱預(yù)分解的功能，也變相增加了水泥熟料的燒成熱耗。

3、綜上所述，在日益嚴(yán)峻的水泥產(chǎn)能過(guò)剩的形勢(shì)下，目前的技術(shù)難以提高撒料效果和熱交換效率，導(dǎo)致很難高效地回收煙氣中的余熱，熟料的燒成熱耗高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、無(wú)法實(shí)現(xiàn)減排增效的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種中心下料回旋料流換熱煙道及其換熱方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中撒料效果差、熱交換效率低，煙氣余熱回收利用率低，熟料的燒成熱耗高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、無(wú)法實(shí)現(xiàn)減排增效的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、本發(fā)明實(shí)施例提供一種中心下料回旋料流換熱煙道，其包括第一旋風(fēng)筒、第二旋風(fēng)筒和第三旋風(fēng)筒；

4、上述第一旋風(fēng)筒靠近上述第二旋風(fēng)筒的一端連通上述第二旋風(fēng)筒，上述第二旋風(fēng)筒靠近上述第三旋風(fēng)筒的一端連通上述第二旋風(fēng)筒；

5、上述第一旋風(fēng)筒、上述第二旋風(fēng)筒和上述第三旋風(fēng)筒均具有椎體部和換熱煙道，上述第一旋風(fēng)筒的上述椎體部連通上述第二旋風(fēng)筒的上述換熱煙道，上述第一旋風(fēng)筒的上述換熱煙道連通上述第二旋風(fēng)筒，上述第二旋風(fēng)筒的上述椎體部連通上述第三旋風(fēng)筒的上述換熱煙道，上述第二旋風(fēng)筒的上述換熱煙道連通上述第三旋風(fēng)筒；

6、上述第一旋風(fēng)筒、上述第二旋風(fēng)筒和上述第三旋風(fēng)筒的上述椎體部底端均固定連接有下料管，上述第一旋風(fēng)筒、上述第二旋風(fēng)筒和上述第三旋風(fēng)筒的上述換熱煙道內(nèi)部均設(shè)有套管，上述下料管靠近上述套管的一端置入上述套管的內(nèi)部。

7、本實(shí)施方案公開(kāi)的一種中心下料回旋料流換熱煙道由于將邊壁撒料的技術(shù)路線改為中心撒料的技術(shù)路線，物料直接從上述下料管進(jìn)入上述第二旋風(fēng)筒的上述換熱煙道的中心區(qū)域，實(shí)現(xiàn)中心開(kāi)花，更好地完成料氣混合和換熱，進(jìn)而使得一種中心下料回旋料流換熱煙道具有撒料效果好、熱交換效率高，高效回收煙氣中的余熱，熟料的燒成熱耗低，能夠節(jié)能降耗和減排增效的有益效果。

8、可選地：上述下料管與上述套管相互間隙配合。

9、如此設(shè)置，這樣能夠控制上述套管上下不同的橫截面積，進(jìn)而控制上述套管內(nèi)的氣體流速，有效的控制了上述套管內(nèi)外的風(fēng)速差，即可控的實(shí)現(xiàn)上述套管內(nèi)的風(fēng)速低，上述套管外的風(fēng)速高，同時(shí)，便于一部分料氣從上述下料管與上述套管之間上升到上述第二旋風(fēng)筒完成另一個(gè)換熱和分離循環(huán)。

10、可選地：上述套管的外壁徑向上固定連接有導(dǎo)流支撐板，上述導(dǎo)流支撐板遠(yuǎn)離上述套管的一端固定連接在上述換熱煙道的內(nèi)壁上。

11、如此設(shè)置，上述導(dǎo)流支撐板具有固定上述套管的作用，還兼具一定的整形導(dǎo)流的作用，使上述套管與上述換熱煙道之間區(qū)域的氣體流場(chǎng)分布更均勻，換熱更好。

12、可選地：上述套管靠近上述下料管的一端固定連接有錐形管，上述下料管貫穿上述錐形管并置入上述套管內(nèi)，上述錐形管與上述下料管相互間隙配合。

13、如此設(shè)置，上述錐形管能夠限制上述套管頂端與上述下料管之間的空間，避免過(guò)多的料氣混合物通過(guò)，有效的延長(zhǎng)了細(xì)粉物料在上述套管中的時(shí)間，進(jìn)而延長(zhǎng)換熱時(shí)間，并增強(qiáng)細(xì)粉物料與高溫?zé)煔庠谏鲜鎏坠軆?nèi)的換熱效果。

14、可選地：上述下料管靠近上述第一旋風(fēng)筒的上述椎體部的一端設(shè)有膨脹節(jié)，上述膨脹節(jié)連接上述一旋風(fēng)筒的上述椎體部底端，上述膨脹節(jié)與上述下料管之間設(shè)有翻板閥，上述翻板閥的兩端分別連接上述膨脹節(jié)和上述下料管；

15、上述下料管貫穿上述換熱煙道的頂面并置入上述換熱煙道的內(nèi)部，上述下料管與上述換熱煙道的連接處相互密封連接。

16、如此設(shè)置，上述膨脹節(jié)能夠吸收上下兩級(jí)旋風(fēng)筒之間的熱膨脹，而上述翻板閥的作用是物料在上述翻板閥處堆積一定重量后，上述翻板閥自動(dòng)打開(kāi)，當(dāng)物料進(jìn)入下一段料管后，翻板閥則自動(dòng)關(guān)閉并鎖風(fēng)，上述下料管與上述換熱煙道的連接處相互密封連接有效的避免了料氣泄漏出煙道，防止設(shè)備周圍環(huán)境污染，確保了工作人員身體健康。

17、可選地：上述套管的內(nèi)部風(fēng)速為2m/s～8m/s。

18、如此設(shè)置，2m/s～8m/s的風(fēng)速不足以托起下滑的細(xì)粉物料，使得細(xì)粉物料在上述套管內(nèi)逐漸減速并緩慢下滑，細(xì)粉物料與高溫?zé)煔馔瓿傻谝浑A段的換熱，進(jìn)而延長(zhǎng)細(xì)粉物料與高溫?zé)煔怏w換熱時(shí)間，并增強(qiáng)細(xì)粉物料與高溫?zé)煔庠谏鲜鎏坠軆?nèi)的換熱效果。

19、可選地：上述套管與上述換熱煙道之間區(qū)域的風(fēng)速為大于16m/s。

20、如此設(shè)置，16m/s的風(fēng)速能夠有效的托起物料，防止物料短路直接進(jìn)入第三旋風(fēng)筒中，有助于物料反向向上運(yùn)動(dòng)，重新進(jìn)入上述套管和上述換熱煙道的換熱區(qū)域，最終料氣運(yùn)動(dòng)到上述第二旋風(fēng)筒中完成另一個(gè)換熱和分離循環(huán)。

21、在本實(shí)施例的一種實(shí)施方式中：還還提供一種中心下料回旋料流換熱煙道的換熱方法，首先，第三旋風(fēng)筒的離心力作用，上述第二旋風(fēng)筒的上述換熱煙道中的氣體流速產(chǎn)生分離，上述第二旋風(fēng)筒的上述套管內(nèi)部風(fēng)速低，上述套管的外圓周區(qū)域風(fēng)速高，此外，上述錐形管與上述下料管間隙配合，使上述套管上下橫截面積不同，進(jìn)而控制上述套管內(nèi)的氣體流速；

22、其次，上述第一旋風(fēng)筒在離心力的作用下產(chǎn)生料氣分離，物料落入上述第一旋風(fēng)筒的椎體部，細(xì)粉物料在重力和沖擊力的作用下經(jīng)上述膨脹節(jié)、上述翻板閥滑入上述下料管，上述下料管中的細(xì)粉物料在重力和沖擊力的作用下滑入上述套管，由于上述套管內(nèi)的風(fēng)速低，不足以托起下滑的細(xì)粉物料，細(xì)粉物料不會(huì)直接轉(zhuǎn)向并短路進(jìn)入第二旋風(fēng)筒，細(xì)粉物料在上述套管內(nèi)逐漸減速并緩慢下滑，細(xì)粉物料減速下滑延長(zhǎng)了細(xì)粉物料的換熱時(shí)間，并增強(qiáng)細(xì)粉物料與高溫?zé)煔庠谏鲜鎏坠軆?nèi)的換熱效果；

23、最后，細(xì)粉物料進(jìn)入上述第二旋風(fēng)筒的上述換熱煙道后，由于上述套筒內(nèi)細(xì)粉物料減速分散的作用，加上上述第二旋風(fēng)筒的上述換熱煙道中高風(fēng)速的疊加作用，細(xì)粉物料快速地與高風(fēng)速煙氣混合，實(shí)現(xiàn)高效的中心開(kāi)花分散物料的效果，進(jìn)而細(xì)粉物料再進(jìn)入上述套管與上述換熱煙道之間的高風(fēng)速區(qū)域，通過(guò)上述第三旋風(fēng)筒上升高溫氣體將細(xì)粉物料與高風(fēng)速煙氣的混合料氣吹向上述第二旋風(fēng)筒中完成另一個(gè)換熱和分離循環(huán)。

24、可選地：物料在上述套管內(nèi)部低風(fēng)速區(qū)實(shí)現(xiàn)第一步分散和換熱，物料在上述套管的底部和套管的外周圍高風(fēng)速區(qū)域?qū)崿F(xiàn)第二步分散和換熱。

25、如此設(shè)置，整體說(shuō)來(lái)，細(xì)粉物料經(jīng)過(guò)上述套管內(nèi)外兩個(gè)換熱路徑，即u形回旋換熱路徑，相比現(xiàn)有的技術(shù)路線，細(xì)粉物料換熱路徑和時(shí)間提高了近兩倍。

26、可選地：上述第一旋風(fēng)筒或上述第二旋風(fēng)筒或上述第三旋風(fēng)筒與上述換熱煙道之間的上述套管處于低風(fēng)速的中心區(qū)域。

27、如此設(shè)置，這樣通過(guò)上述套管、上述下料管和上述翻板閥串風(fēng)的風(fēng)量將大幅減少，可加強(qiáng)分離和換熱效果，有助于改善燒成系統(tǒng)的電耗和熱耗。

28、綜合以上描述，本發(fā)明公開(kāi)的一種中心下料回旋料流換熱煙道及其換熱方法具有撒料效果好、熱交換效率高，高效回收煙氣中的余熱，熟料的燒成熱耗低，能夠節(jié)能降耗和減排增效的有益效果。