專利名稱:立式石灰窯或類似爐窯供氣預(yù)熱裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種再生預(yù)熱裝置，它將立式石灰窯或類似爐窯(如環(huán)形立式窯或雙傾斜窯)中已加熱的空氣(特別是廢氣)的熱量傳遞給送向立式石灰窯或類似爐窯的冷空氣(特別是新鮮空氣)，該預(yù)熱裝置有一個預(yù)熱器，此預(yù)熱器有一個由許多熱交換管穿過的空腔，在此預(yù)熱器中較熱的廢氣流過熱交換管內(nèi)部，較冷的新鮮空氣流過熱交換管周圍的空腔。
在立式石灰窯中，特別是在環(huán)形立式窯或者雙傾傾窯中采用了上述那類常見的預(yù)熱器，在此預(yù)熱器中爐膛內(nèi)被加熱的氣體(通常是廢氣)在排入大氣之前或者在生產(chǎn)過程再循環(huán)之前流過預(yù)熱器中的熱交換管束，同時通過廢氣熱量的傳遞來加熱流過熱交換外表面的待加熱空氣(例如新鮮空氣)。在環(huán)形立式窗或者雙傾斜窯中放熱氣體為廢氣，吸熱氣體是爐膛中進行鍛燒或者燃料燃燒所必需的空氣。然而上述這一類作為本發(fā)明改進出發(fā)點的預(yù)熱器與本發(fā)明預(yù)熱器一樣，通常在立式石灰窯中也用于其他的目的，但是其熱量是從流經(jīng)熱交換管的放熱氣體傳給流過熱交換管外表面的吸熱氣體。
上述這類預(yù)熱器證明是合用的。但其困難在于流過熱交換管的放熱氣體(下面稱作廢氣)由于在這之前經(jīng)過爐內(nèi)生產(chǎn)過程，通常或多或少地帶有灰塵或類似物，隨著時間的推移灰塵沉積在橫截面相當(dāng)小的熱交換管內(nèi)部。尤其在環(huán)形立式窯或者雙傾斜窯正常運行的情況下，要煅燒的石灰石中有堿和/或其它雜質(zhì)存在，用公知的預(yù)熱器就出現(xiàn)了困難。要消除這種由爐氣在熱交換管中形成的沉積物是很難的，或者根本不可能不損壞熱交換管。到目前為止，預(yù)熱器中的熱交換管在大多數(shù)情況下大約每隔3-4周就要清洗一次，清洗時經(jīng)常有一些傳熱好、耐高溫的熱交換管被損壞，而不能繼續(xù)用來傳熱了。如果不進行及時的清洗，那未清洗過程又會變得特別費時間，而且清洗時熱交換管機械損壞的可能性相當(dāng)大。此外，推遲必要的清洗還會大大影響預(yù)熱器的有效傳熱性能。
雖然已經(jīng)嘗試用降低預(yù)熱器中廢氣進口溫度的方法來減少預(yù)熱器熱交換管中的沉積，然而，這除了象所希望的那樣減少了熱交換管中的沉積以外，還降低了爐組的經(jīng)濟性，盡管如此其結(jié)果仍然不能顯著地延長熱交換管的使用壽命。
本發(fā)明的任務(wù)是進一步改進這種預(yù)熱器裝置，減少廢氣中固體成分或類似物在熱交換管中的沉積，最好完全消除這種沉積。
本發(fā)明的任務(wù)可通過下述方案來解決在內(nèi)部裝有廢氣流過的熱交換管的主預(yù)熱器之前串接一個前置預(yù)熱器，前置預(yù)熱器有一個被熱交換管或類似部件穿過的空腔，在那里廢氣流過的空腔，冷空氣流過熱交換管內(nèi)部。
在本發(fā)明的一個特殊實施例中，前置預(yù)熱器的熱交換面積小于主預(yù)熱器的熱交換面積。
在這種情況下可以規(guī)定前置預(yù)熱器的熱交換面積與主預(yù)熱器熱交換面積之比約為1∶4。
此外，本發(fā)明還建議該前置預(yù)熱器有一個機構(gòu)，能按所要求的方式清洗沉積在廢氣所流過的熱交換管外表面上的沉積物。
在這種情況下可以規(guī)定該清洗機構(gòu)按照可調(diào)節(jié)的時間間隔自動地進行工作。
本發(fā)明的另一個實施例指出，這種清洗機構(gòu)有一個壓力容器或類似部件，氣態(tài)清洗流體(如空氣)以脈沖間隔方式從壓力容器送到前置預(yù)熱器中，并在其中膨脹。
本發(fā)明還規(guī)定，上述壓力容器可自動重新充滿具有一定壓力的清洗流體本發(fā)明還建議該前置預(yù)熱器的空腔內(nèi)裝有一個閘門機構(gòu)或類似機構(gòu)，以便排出被清洗掉的沉積物對此本發(fā)明最后還規(guī)定該閘門機構(gòu)按照可調(diào)節(jié)的時間間隔自動地進行工作。
本發(fā)明令人意想不到的構(gòu)思是將公知的預(yù)熱器分為一個前置預(yù)熱器和一個主預(yù)熱器，在前置預(yù)熱器中含塵及含堿的廢氣圍繞熱交換管流動，從前置預(yù)熱器流出的廢氣在主預(yù)熱器中象往常的預(yù)熱器一樣流過熱交換管內(nèi)部，從而完全避免在熱交換管內(nèi)形成灰塵沉積物。僅在前置預(yù)熱器內(nèi)部，熱交換管的外側(cè)形成灰塵沉積物，因此清洗起來方便，效果也好，尤其在盡最大可能維護熱交換管時不干擾爐子正常運行就可實現(xiàn)自動清洗，也就是說不需要花費人力來清洗。此時作為一種最佳方案，前置預(yù)熱器熱交換管的自動清洗可以通過將氣態(tài)介質(zhì)(如空氣，更確切地說是來自位于前置預(yù)熱器外殼外部的壓力容器中的空氣)引到熱交換管束周圍的空腔作突然膨脹來實現(xiàn)。由于有閘門機構(gòu)，用一個合適的輸送機構(gòu)將前置預(yù)熱器中清洗出來的灰塵經(jīng)過閘門出口排到前置預(yù)熱器外部。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點作進一步詳細的描述。
附圖1是本發(fā)明所述裝置的流程圖從附圖中可清楚地看到，在所給出的實施例中，本發(fā)明所述的裝置具有一個前置預(yù)熱器〔10〕和主預(yù)熱器〔12〕。熱交換管(在圖中未畫出)穿過前置預(yù)熱器〔10〕，前置預(yù)熱器〔10〕與放熱廢氣入口〔14〕相連，該廢氣入口〔14〕將廢氣導(dǎo)入前置預(yù)熱器〔10〕熱交換管周圍的空腔，而不含灰塵的吸熱氣體導(dǎo)入前置預(yù)熱器〔10〕的熱交換管內(nèi)部。跟前置預(yù)熱器〔10〕熱交換管束內(nèi)部相通的新鮮空氣導(dǎo)管〔18〕從前置預(yù)熱器〔10〕連到主預(yù)熱器〔12〕上，并與主預(yù)熱器〔12〕熱交換管周圍的空腔相通。廢氣導(dǎo)管〔20〕的一端與前置預(yù)熱器〔10〕熱交換管束周圍的空腔相通，另一端與主預(yù)熱器〔12〕的熱交換管束內(nèi)部相通。已加熱新鮮空氣的出口〔22〕和廢氣出口〔24〕從主預(yù)熱器〔12〕接出，新鮮空氣出口〔22〕與主預(yù)熱器〔12〕熱交換管束周圍的空腔相通，而廢氣出口〔24〕與主預(yù)熱器〔12〕的熱交換管束內(nèi)部相通。壓力容器〔26〕安置在前置預(yù)熱器〔10〕的外殼上，該容器可自動重新充滿具有一定壓力的空氣。
上述裝置工作原理如下爐中所產(chǎn)生的廢氣通過廢氣入口〔14〕進入前置預(yù)熱器〔10〕熱交換管束周圍的空腔，在那里將其一部分熱量傳給經(jīng)過冷空氣入口〔16〕進入前置預(yù)熱器〔10〕熱交換管束內(nèi)部、并流過該熱交換管束的冷空氣，然后廢氣再流過廢氣管道〔20〕，最后進入主預(yù)熱器〔12〕的熱交換管束內(nèi)部，在那里廢氣將其剩余的熱量傳給已在前置預(yù)熱器〔10〕中預(yù)熱、經(jīng)新鮮空氣導(dǎo)管〔18〕送入、并流經(jīng)主預(yù)熱器〔12〕空腔的新鮮空氣，最后廢氣經(jīng)廢氣出口〔24〕排到主預(yù)熱器〔12〕外部。通過冷空氣入口〔16〕導(dǎo)入的冷空氣(或者更確切地說是新鮮空氣)流經(jīng)前置預(yù)熱器〔10〕的熱交換管內(nèi)部時被預(yù)熱，再通過新鮮空氣導(dǎo)管〔18〕進入主預(yù)熱器〔12〕的空腔中，經(jīng)過最后的加熱經(jīng)主預(yù)熱器〔12〕的新鮮空氣出口〔22〕排出，從而以所要求的狀態(tài)送到爐內(nèi)供生產(chǎn)之用。本發(fā)明的基本點在于在上述過程中，從廢氣入口〔14〕導(dǎo)入的廢氣中的灰塵沉積在前置預(yù)熱器〔10〕熱交換管的外表面，利用壓力容器〔26〕中所存有的一定壓力的空氣脈沖式地、定期地膨脹，并借助一個合適的閘門機構(gòu)可以很容易地將此灰塵沉積物從那里自動清除掉。
在上述的工作方式中，前置預(yù)熱器以一種新方式串接在主預(yù)熱器之前，在前置預(yù)熱器中廢氣不是流過熱交換管內(nèi)部，而是圍繞熱交換管流動，從而廢氣中塵狀材料就沉積在前置預(yù)熱器〔10〕的熱交換管束外表面，不再沉積在主預(yù)熱器〔12〕中易損壞的熱交換管內(nèi)部。這是有益的，因為塵狀材料沉積在前置預(yù)熱器〔10〕熱交換管的外表面，通常清洗起來很簡單，而且沒有管子斷裂的危險。此外象所描述的那樣，最后還能實現(xiàn)自動清洗，其優(yōu)點是不必再停止運行了，而迄今為止對放熱氣體從一開始就流過熱交換管內(nèi)部的預(yù)熱器的清洗必須停工數(shù)小時，造成生產(chǎn)損失，并帶來其他的不便。
上述說明書、權(quán)利要求
書及附圖中公開的特征無論以單個的形式還是以任何組合的形式對于實現(xiàn)本發(fā)明不同實施例來說都是本質(zhì)的特征。
權(quán)利要求
1.一種立式石灰窯或類似爐窯(如環(huán)形立式窯或雙傾斜窯)的再生預(yù)熱裝置，它將爐窯中已加熱的空氣(特別是廢氣)的熱量傳遞給送向立式石灰窯或類似爐窯的冷空氣(特別是新鮮空氣)，該預(yù)熱裝置有一個預(yù)熱器，此預(yù)熱器有一個由許多熱交換管穿過的空腔，在預(yù)熱器中較熱的廢氣流過熱交換管內(nèi)部，較冷的新鮮空氣流過熱交換管周圍的空腔，其特征在于在內(nèi)部裝有廢氣流過的熱交換管的主預(yù)熱器[12]之前串接一個前置預(yù)熱器[10]，此前置預(yù)熱器[10]有一個被熱交換管或類似部件穿過的空腔，在那里廢氣流過空腔，冷空氣流過熱交換管內(nèi)部。
2.按照權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于前置預(yù)熱器〔10〕的熱交換面積小于主預(yù)熱器〔12〕的熱交換面積。
3.按照權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征在于前置預(yù)熱器〔10〕的熱交換面積與主預(yù)熱器〔12〕的熱交換面積之比約為1∶4。
4.按照上述任何一條權(quán)利要求
所述的裝置，其特征在于前置預(yù)熱器〔10〕有一個清洗機構(gòu)〔26〕，按所要求的方式來清洗沉積在廢氣流過的熱交換管外表面上的沉積物。
5.按照權(quán)利要求
4所述的裝置，其特征在于清洗機構(gòu)〔26〕能以可調(diào)整的時間間隔自動地進行工作。
6.按照權(quán)利要求
4或5所述的裝置，其特征在于清洗機構(gòu)有一個壓力容器〔26〕或類似部件，氣態(tài)清洗流體(如空氣)以脈沖式的間隔方式從壓力容器〔26〕引入到前置預(yù)熱器〔10〕的空腔中進行膨脹。
7.按照權(quán)利要求
6所述的裝置，其特征在于壓力容器〔26〕可自動地重新充滿具有一定壓力的空氣。
8.按照權(quán)利要求
4-7中任何一條權(quán)利要求
所述的裝置，其特征在于前置預(yù)熱器〔10〕的空腔中設(shè)置了一個閘門或類似機構(gòu)，以便排出被清洗掉的沉積物。
9.按照權(quán)利要求
8所述的裝置，其特征在于該閘門機構(gòu)能以可調(diào)整的時間間隔自動地進行工作。
專利摘要
本發(fā)明提供一種立式石灰窯或類似爐窯的再生預(yù)熱裝置，它將爐窯中廢氣的熱量傳遞給送向爐窯的新鮮冷空氣。在本發(fā)明的再生預(yù)熱裝置中，內(nèi)部裝有廢氣流過的熱交換管的主預(yù)熱器[12]之前串接一個前置預(yù)熱器[10]，前置預(yù)熱器[10]有一個被熱交換管穿過的空腔，在那里廢氣流過空腔，冷空氣流過熱交換管內(nèi)部。
文檔編號C04B2/10GK87100817SQ87100817
公開日1987年9月23日 申請日期1987年1月21日
發(fā)明者尤爾里克·比肯巴克, 海爾穆思·貝肯巴克 申請人:石土熱工研究有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan