馬賽克陶瓷窯爐余熱發(fā)電綜合利用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，特別涉及一種陶瓷窯爐余熱發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]面對日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題和能源危機，全世界都在大力提倡節(jié)能減排。尤其是對于耗能和污染都較嚴(yán)重的工業(yè)窯爐相關(guān)產(chǎn)業(yè)而言，如何進行節(jié)能減排改造，已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員在設(shè)計該類設(shè)備時必須要考慮的因素。
[0003]以馬賽克陶瓷窯爐為例，其煙氣出口處的煙氣溫度通常會達到360攝氏度左右。如果將這些高溫?zé)煔庵苯优欧诺江h(huán)境中，不但會造成能源浪費還會對環(huán)境造成一定程度的破壞。
[0004]如中國專利201120245985.6號公開的一種節(jié)能馬賽克窯爐，其窯爐爐膛上部安裝纖維保溫棉；窯爐爐膛尾部兩側(cè)設(shè)置風(fēng)道，風(fēng)道由冷板構(gòu)成，冷板上開有出風(fēng)孔，其中一側(cè)風(fēng)道尾端上部安裝有風(fēng)機；窯爐爐膛底部安裝有傳送輥棒，傳送輥棒安裝在下方支架上；當(dāng)開啟風(fēng)機后，冷風(fēng)進入風(fēng)道，從冷板上的出風(fēng)孔均勻出風(fēng)，達到產(chǎn)品冷卻降溫的效果。然而，該節(jié)能馬賽克窯爐未揭示或建議如何回收利用窯爐煙氣余熱，也未揭示或建議如何回收利用冷卻風(fēng)的余熱。
[0005]又如中國專利申請201210217244.6號公開的一種陶瓷窯爐節(jié)能改造系統(tǒng)，其爐體的爐膛內(nèi)依次分為預(yù)熱帶、燒結(jié)帶和冷卻帶，燒結(jié)帶上設(shè)置有若干燒嘴；預(yù)熱帶與發(fā)電裝置連接，引用預(yù)熱帶內(nèi)高溫空氣進行發(fā)電；發(fā)電裝置排放煙氣導(dǎo)入預(yù)熱帶的爐膛內(nèi)。然而，該陶瓷窯爐節(jié)能改造系統(tǒng)未清楚揭示如何充分利用爐膛內(nèi)高溫?zé)煔獍l(fā)電，也未揭示或建議利用煙氣助燃。
[0006]因此，提供一種能夠充分利用煙氣余熱和冷卻風(fēng)余熱的馬賽克陶瓷窯爐余熱發(fā)電綜合利用系統(tǒng)成為業(yè)內(nèi)急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種馬賽克陶瓷窯爐余熱發(fā)電綜合利用系統(tǒng)，其能夠充分回收利用高溫?zé)煔夂屠鋮s風(fēng)的余熱，并能夠利用煙氣助燃提高燃燒效率。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種馬賽克陶瓷窯爐余熱發(fā)電綜合利用系統(tǒng)，包括:爐體，爐體的兩端分別設(shè)有進料口和出料口，爐體內(nèi)部包括鄰近出料口的冷卻區(qū)、鄰近進料口的煙氣回收區(qū)、以及位于冷卻區(qū)與煙氣回收區(qū)之間的燒結(jié)區(qū)；以及至少五個混合燒嘴，至少五個混合燒嘴間隔設(shè)置在爐體的一側(cè)爐壁上，用于將燃料、助燃空氣、助燃煙氣混合后噴射到燒結(jié)區(qū)內(nèi)燃燒放熱。其中，爐體在煙氣回收區(qū)處的側(cè)壁上連接有煙氣總管用于回收高溫?zé)煔?，煙氣總管上連接有第一煙氣管路和第二煙氣管路，第一煙氣管路將部分煙氣回流至至少五個混合燒嘴用于助燃，第二煙氣管路將剩余煙氣排出至煙囪。并且，馬賽克陶瓷窯爐余熱發(fā)電綜合利用系統(tǒng)進一步在第二煙氣管路中設(shè)置余熱鍋爐，高溫?zé)煔饬鹘?jīng)余熱鍋爐將水加熱成高溫蒸汽經(jīng)由管線輸送至汽輪發(fā)電機發(fā)電。
[0009]其中，余熱鍋爐可以為本領(lǐng)域常見的用于產(chǎn)生蒸汽的鍋爐，比如熱管式鍋爐，其包括外殼、將外殼內(nèi)部空間分隔為逆向平行的煙氣流路和水汽流路的中隔板、以及穿設(shè)在中隔板中的若干熱管，其中，若干熱管的蒸發(fā)端延伸于煙氣流路中，若干熱管的冷凝端延伸于水汽流路中，流經(jīng)熱管式鍋爐的水汽流路的水與流經(jīng)熱管式鍋爐的煙氣流路的煙氣換熱后變成高溫水蒸汽。其中，熱管內(nèi)的工質(zhì)可以為萘。
[0010]可選擇地，余熱鍋爐可以采用水火管式鍋爐，即，高溫?zé)煔鈴臒煔馊肟谶M入鍋爐內(nèi)將其中的盤管里流動的水加熱成蒸汽后從煙氣出口排出。
[0011]其中，汽輪發(fā)電機可以是通用的汽輪機驅(qū)動的發(fā)電機，由余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽進入汽輪機內(nèi)膨脹做功，使葉片轉(zhuǎn)動而帶動發(fā)電機發(fā)電，做功后的廢汽可以經(jīng)水泵送回余熱鍋爐循環(huán)使用。
[0012]優(yōu)選地，馬賽克陶瓷窯爐余熱發(fā)電綜合利用系統(tǒng)進一步在第二煙氣管路中于余熱鍋爐與煙囪之間設(shè)有第一換熱器，余熱鍋爐包括高溫?zé)煔馊肟诤椭袦責(zé)煔獬隹?，第一換熱器包括中溫?zé)煔馊肟?、低溫?zé)煔獬隹?、冷水入口以及熱水出口，來自爐體的高溫?zé)煔庥筛邷責(zé)煔馊肟谶M入余熱鍋爐換熱后從中溫?zé)煔獬隹诹鞒?，煙氣再?jīng)由中溫?zé)煔馊肟谶M入第一換熱器進一步換熱后從低溫?zé)煔獬隹诹鞒鲋翢焽琛?br>[0013]可選擇地，第一換熱器可以包括換熱室、形成于換熱室一側(cè)的中溫?zé)煔馐?、形成于換熱室另一側(cè)的低溫?zé)煔馐?，中溫?zé)煔馊肟谛纬捎谥袦責(zé)煔馐业亩吮谏希蜏責(zé)煔獬隹谛纬捎诘蜏責(zé)煔馐业亩吮谏?，冷水入口形成于換熱室靠近低溫?zé)煔馐乙欢说膫?cè)壁上，熱水出口形成于換熱室靠近中溫?zé)煔馐乙欢说膫?cè)壁上。
[0014]可選擇地，換熱室可以包括若干個平行布置的波紋管，煙氣從中溫?zé)煔馐曳纸?jīng)波紋管內(nèi)部流入低溫?zé)煔馐?，水在波紋管的外部與流經(jīng)波紋管的煙氣換熱。其中，換熱室內(nèi)可以設(shè)置至少三個波紋管，比如五個或五個以上。
[0015]可選擇地，可以進一步設(shè)有第一螺桿發(fā)電機，來自第一換熱器的熱水出口的熱水經(jīng)由管線輸送至第一螺桿發(fā)電機發(fā)電后回流至第一換熱器的冷水入口。
[0016]可選擇地，冷卻區(qū)與燒結(jié)區(qū)之間可以設(shè)有擋火墻，爐體在冷卻區(qū)的側(cè)壁上于鄰近擋火墻處連接有冷卻風(fēng)管，來自冷卻風(fēng)機的冷卻風(fēng)經(jīng)由冷卻風(fēng)管吹入冷卻區(qū)內(nèi)對馬賽克陶瓷進行冷卻。其中，擋火墻自爐壁向內(nèi)大致延伸至鄰近爐體縱向中心線的位置。
[0017]可選擇地，爐體在冷卻區(qū)的側(cè)壁上于鄰近出料口處連接有第三煙氣管路，冷卻區(qū)內(nèi)的冷卻風(fēng)經(jīng)由第三煙氣管路排出至煙囪。
[0018]優(yōu)選地，可以進一步包括設(shè)置于第三煙氣管路中的第二換熱器以及通過管線與第二換熱器連接的第二螺桿發(fā)電機。
[0019]可選擇地，每個混合燒嘴可以包括噴嘴本體、設(shè)于噴嘴本體一端的噴射口、設(shè)于噴嘴本體內(nèi)部的混合腔、設(shè)于噴嘴本體的另一端并與混合腔連通的燃料入口管、設(shè)于噴嘴本體的一側(cè)并與混合腔連通的助燃空氣入口管、以及設(shè)于噴嘴本體的另一側(cè)并與混合腔連通的助燃煙氣入口管。
[0020]優(yōu)選地，每個混合燒嘴進一步包括設(shè)置于噴射口與混合腔之間的旋流風(fēng)機，用于使燃料、助燃空氣和助燃煙氣充分混合后旋轉(zhuǎn)噴入爐體內(nèi)，從而提高燃燒效率。
[0021]可選擇地，第一煙氣管路將煙氣總量的20?40%回流到至少五個混合燒嘴用于助燃，優(yōu)選地將煙氣總量的大約30%回流到至少五個混合燒嘴用于助燃。
[0022]可選擇地，至少五個混合燒嘴可以為六個或六個以上。
[0023]可選擇地，煙氣總管內(nèi)可以設(shè)有抽煙風(fēng)機。
[0024]可選擇地，第一煙氣管路中可以設(shè)有煙氣循環(huán)風(fēng)機用于將部分高溫?zé)煔庖牖旌蠠熘肌?br>[0025]可選擇地，換熱室可以包括至少一個用于改變水汽流動方向以延長換熱時間的擋板。
[0026]其中，燃料可以為天然氣或煤氣。
[0027]其中，煙氣總管內(nèi)約360攝氏度的高溫?zé)煔饬鹘?jīng)余熱鍋爐后降溫至約160攝氏度，再流經(jīng)第一換熱器降溫至約80攝氏度后排出至煙囪。第三煙氣管路中約180攝氏度的冷卻風(fēng)流經(jīng)第二換熱器降溫至約80攝氏度后排出至煙囪。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:(I)、采用余熱鍋爐和第一換熱器對占總量70%左右的高溫?zé)煔膺M行二級回收利用發(fā)電，充分提高了煙氣余熱回收率；(2)、采用第二換熱器回收利用冷卻風(fēng)的余熱，達到進一步節(jié)能減排的效果；(3)、占總量30%左右的高溫?zé)煔馔ㄟ^管路輸送至混合燒嘴助燃，提高了燃燒效率；(4)、混合燒嘴構(gòu)造成將空氣、煙氣及燃料充分混合，并采用旋流風(fēng)機加強旋轉(zhuǎn)、混合效果，進一步提到了燃燒效率。
【附圖說明】
[0029]圖1示出了本發(fā)明的馬賽克陶瓷窯爐余熱發(fā)電綜合利用系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖。
[0030]圖2示出了本發(fā)明的混合燒嘴的構(gòu)造示意圖。
[0031]圖3示出了本發(fā)明的余熱鍋爐的構(gòu)造示意圖。
[0032]圖4示出了本發(fā)明的第一換熱器的構(gòu)造示意圖。
【具體實施方式】
[0033]請參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的一種非限制性實施方式，馬賽克陶瓷窯爐余熱發(fā)電綜合利用系統(tǒng)包括:爐體100、六個混合燒嘴180、余熱鍋爐200、汽輪發(fā)電機300、第一換熱器500、第一螺桿發(fā)電機700、第二換熱器800、以及煙囪900。
[0034]其中，爐體100的兩端分別設(shè)有進料口 111和出料口 112，爐體內(nèi)部包括鄰近出料口 112的冷卻區(qū)102、鄰近進料口 111的煙氣回收區(qū)106、以及位于冷卻區(qū)102與煙氣回收區(qū)106之間的燒結(jié)區(qū)104。馬賽克陶瓷工件400通過傳送裝置(圖未示)從進料口 111進入爐體100內(nèi)進行熱處理，依次經(jīng)歷煙氣回收區(qū)106、燒結(jié)區(qū)104、冷卻區(qū)102后經(jīng)由出料口112離開爐體100。
[0035]六個混合燒嘴180等間隔設(shè)置在爐體100的一側(cè)爐壁上，用于將燃料、助燃空氣、助燃煙氣混合后噴射到燒結(jié)區(qū)104內(nèi)燃燒放熱。
[0036]爐體100在煙氣回收區(qū)106處的側(cè)壁上連接有煙氣總管130用于回收高溫?zé)煔?，并且，煙氣總?30內(nèi)設(shè)有抽煙風(fēng)機120。煙氣總管130上連接有第一煙氣管路133和第二煙氣管路135。第一煙氣管路133將煙氣總量的約30%回流到六個混合燒嘴180用于助燃。第二煙氣管路135將剩余煙氣歷經(jīng)余熱鍋爐200、第一換熱器500后排出至煙囪900。
[0037]在該非限制性實施方式中，每個混合燒嘴180通過支管170與第一煙氣管路133連通，并且第一煙氣管路133中設(shè)有煙氣循環(huán)風(fēng)機150用于將高溫?zé)煔獬樗椭粱旌蠠?80助燃。
[0038]請參照圖2，每個混合燒嘴180包括噴嘴本體181、設(shè)于噴嘴本體一端的噴射口1801、設(shè)于噴嘴本體內(nèi)部的混合腔1802、設(shè)于噴嘴本體的另一端并與混合腔連通