一種水泥熟料生產(chǎn)線余熱綜合利用系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種水泥熟料生產(chǎn)線余熱綜合利用系統(tǒng)，包括：回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩(1)、三次風(fēng)管取熱裝置(2)、窯頭罩取熱裝置(3)、篦冷機(jī)(4)、篦冷機(jī)取熱裝置(5)、氣泡(6)、汽輪機(jī)(7)、減速器(8)、鼓風(fēng)機(jī)(9)、耦合器(10)、電機(jī)(11)、冷凝器(12)、除氧器(13)、水泵(14)、冷凝塔(15)、冷卻水泵(16)。本發(fā)明專利技術(shù)采用在回轉(zhuǎn)窯、篦冷機(jī)、三次風(fēng)管和窯頭罩中加裝取熱裝置，實(shí)現(xiàn)了高效取熱，采用余熱拖動鼓風(fēng)機(jī)，將從篦冷機(jī)得到的余熱最終用于拖動篦冷機(jī)運(yùn)行時(shí)所需的鼓風(fēng)機(jī)，減少了能量轉(zhuǎn)換過程，提高余熱利用效率，降低了噸熟料能耗，提高了劣質(zhì)煤利用率和熟料品質(zhì)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種水泥熟料生產(chǎn)線余熱綜合利用系統(tǒng)
本專利技術(shù)水泥生產(chǎn)
，特別涉及一種水泥熟料生產(chǎn)線余熱綜合利用系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
水泥是人類社會的主要建筑材料，其行業(yè)發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)密切相關(guān)。水泥生產(chǎn)行業(yè)是典型的高能耗行業(yè)，從水泥生產(chǎn)工藝上看，回轉(zhuǎn)窯筒體、窯頭罩、蓖冷機(jī)、三次風(fēng)管等設(shè)備散失的余熱尚未有效回收，具有很大的節(jié)能潛力。水泥回轉(zhuǎn)窯是生產(chǎn)水泥熟料的主要設(shè)備之一，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫氣體用于加熱生料，并發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，最終形成熟料。回轉(zhuǎn)窯筒體的溫度較高，傳統(tǒng)的水泥行業(yè)對其產(chǎn)生的熱量沒有被有效回收。篦冷機(jī)是水泥廠熟料燒成系統(tǒng)中的重要設(shè)備，用于對已經(jīng)燒成的高溫水泥熟料進(jìn)行冷卻、輸送，同時(shí)為回轉(zhuǎn)窯及分解爐等提供熱空氣，是燒成系統(tǒng)的主要熱回收設(shè)備。在水泥熟料煅燒工藝中，三次風(fēng)管將出自篦冷機(jī)的高溫空氣作為助燃?xì)怏w輸送至分解爐內(nèi)的燃料燃燒區(qū)。三次風(fēng)管內(nèi)壁在800-1200℃的工作環(huán)境中，不僅承受高溫腐蝕，還要經(jīng)受攜有大量細(xì)顆粒熟料的高速氣流沖刷，減少了三次風(fēng)管的使用壽命。窯頭罩是連接篦冷機(jī)和回轉(zhuǎn)窯的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，易產(chǎn)生高溫腐蝕和沖刷磨損。富氧燃燒是一種在含氧濃度高(超過21％)的空氣進(jìn)行燃燒的高效節(jié)能技術(shù)，具有火焰溫度和黑度高、燃燒速度快、燃點(diǎn)溫度低、煙氣量少、污染物低等特點(diǎn)。該技術(shù)用于水泥熟料生產(chǎn)，可顯著降低噸熟料能耗、提高劣質(zhì)煤利用率、提高熟料品質(zhì)，同時(shí)可導(dǎo)致篦冷機(jī)、二次風(fēng)管和三次風(fēng)管煙氣溫度升高。因此，采用富氧煅燒技術(shù)的水泥爐窯，在篦冷機(jī)內(nèi)、二次風(fēng)管內(nèi)和三次風(fēng)管內(nèi)存在更多可利用余熱資源。(201310566022.X)公布了采用在篦冷機(jī)低溫度外表面包裹循環(huán)水包的方法回收水泥熟料余熱。(201510618017.8、201510618031.8、201510617368.7、201510618002.1)公布了在篦冷機(jī)底部外殼和熟料通道之間布置換熱管的余熱回收方法。在對于回轉(zhuǎn)窯三次風(fēng)管改造的專利中，多以通過結(jié)構(gòu)和材料的改造來增加三次風(fēng)管的內(nèi)壁抗磨特性及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，如(201320256388.2)公布了在三次風(fēng)管彎管處內(nèi)壁上設(shè)多個(gè)抗磨板來增加三次風(fēng)管的使用壽命；而關(guān)于三次風(fēng)管的余熱利用的相關(guān)專利專利技術(shù)很少，所查專利中僅(201110425284.5)公布了采用在三次風(fēng)管上布置蒸汽過熱器以對流換熱方式回收余熱，并用來提高蒸汽溫度和壓力的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是：提供一種水泥熟料生產(chǎn)線余熱綜合利用系統(tǒng)，具有取熱快、熱利用率高、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，能夠顯著降低噸熟料能耗、提高劣質(zhì)煤利用率、提高熟料品質(zhì)。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：一種水泥熟料生產(chǎn)線余熱綜合利用系統(tǒng)，包括：回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩、三次風(fēng)管取熱裝置、窯頭罩取熱裝置、篦冷機(jī)篦冷機(jī)取熱裝置、氣泡、汽輪機(jī)、減速器、鼓風(fēng)機(jī)、耦合器、電機(jī)、冷凝器、除氧器、水泵、冷凝塔、冷卻水泵；所述回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯筒體外壁，通過對流換熱、輻射散射的方式，獲取回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的熱量，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包；所述三次風(fēng)管取熱裝置安裝在三次風(fēng)管的中段位置，通過對流換熱、輻射散射的方式，獲取回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的熱量，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包；所述窯頭罩取熱裝置安裝在窯頭罩內(nèi)頂壁和側(cè)壁，通過對流換熱、輻射散射的方式，獲取窯頭罩內(nèi)的熱量，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包；所述篦冷機(jī)用于對已經(jīng)燒成的高溫水泥熟料進(jìn)行冷卻、輸送；所述篦冷機(jī)取熱裝置安裝在篦冷機(jī)內(nèi)頂壁和側(cè)壁，通過對流換熱、輻射散射的方式，獲取篦冷機(jī)內(nèi)的熱量，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包；所述氣泡中的水經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩、三次風(fēng)管取熱裝置、窯頭罩取熱裝置、篦冷機(jī)取熱裝置吸收水泥熟料余熱，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包。所述汽輪機(jī)在所述汽包傳送的高溫高壓水蒸氣的作用下，向所述減速器輸送不穩(wěn)定的軸功，帶動所述減速器運(yùn)轉(zhuǎn)；所述汽輪機(jī)將乏汽傳送給所述冷凝器；所述減速器用于將所述汽輪機(jī)傳送的不穩(wěn)定的軸功穩(wěn)定成低速穩(wěn)定的驅(qū)動力，并傳送所述鼓風(fēng)機(jī)；所述鼓風(fēng)機(jī)在所述減速器的勻速帶動下為篦冷機(jī)鼓風(fēng)；所述鼓風(fēng)機(jī)可以在所述耦合器的帶動下為為篦冷機(jī)鼓風(fēng)；所述耦合器用于實(shí)現(xiàn)所述電機(jī)與所述鼓風(fēng)機(jī)的耦合，當(dāng)所述減速器傳給所述鼓風(fēng)機(jī)的驅(qū)動力不足時(shí)，將所述電機(jī)的驅(qū)動力傳遞給所述鼓風(fēng)機(jī)；所述電機(jī)用于在余熱利用系統(tǒng)啟動階段和所述汽輪機(jī)沒有驅(qū)動力輸出時(shí)驅(qū)動所述耦合器，從而帶動所述鼓風(fēng)機(jī)為篦冷機(jī)鼓風(fēng)；所述冷凝器用于將所述汽輪機(jī)傳送的乏汽進(jìn)行冷凝，在送入所述除氧器進(jìn)行除氧；所述除氧器用于出去冷凝水中的氧氣；所述水泵用于將經(jīng)過除氧的冷凝水增壓輸送到所述汽包；所述冷卻塔與用于產(chǎn)生冷卻水，并在所述冷卻水泵的作用下，使冷卻水在所述冷凝器中循環(huán)；所述冷卻水泵用于將所述冷卻塔產(chǎn)生的冷卻水輸送給所述冷凝器。更近一步地，所述回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩成圓筒形，設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯的外圍；圓筒形的所述回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩內(nèi)壁上設(shè)置有換熱管，水從換熱管快速流過，帶走回轉(zhuǎn)爐的熱量。更近一步地，所述三次風(fēng)管取熱裝置安裝在三次風(fēng)管中段位置，所述三次風(fēng)管取熱裝置包括換熱介質(zhì)入口、入口處聯(lián)箱盤、換熱管道、固定盤、換熱介質(zhì)出口、出口處聯(lián)箱、法蘭、換熱管道隔板；所述換熱介質(zhì)入口用于連接外部余熱利用系統(tǒng)，將外部水流接入；所述入口處聯(lián)箱盤用于使多個(gè)所述換熱管道成圓形排列；所述換熱介質(zhì)入口設(shè)置在所述入口處聯(lián)箱盤上；所述換熱管道用于將所述換熱介質(zhì)入口進(jìn)入的水流，通過對流換熱和輻射散射方式獲取回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的熱量后，形成高溫水流和水蒸氣；所述換熱管外表涂有熱輻射吸收涂層；所述固定盤用于固定所述換熱管道；所述換熱介質(zhì)出口將所述換熱管道內(nèi)形成的高溫水流和水蒸氣排出；所述出口處聯(lián)箱盤用于使多個(gè)所述換熱管道成圓形排列；所述換熱介質(zhì)出口設(shè)置在所述出口處聯(lián)箱盤上；所述法蘭用于實(shí)現(xiàn)與回轉(zhuǎn)窯三次風(fēng)管的連接；所述換熱管道隔板設(shè)置于所述換熱管道中間位置，用于實(shí)現(xiàn)在所述換熱管道的穩(wěn)固與隔離。更近一步地，所述窯頭罩取熱裝置內(nèi)置涂有吸熱材料的換熱管，換熱管固定安裝在窯頭罩頂壁和兩個(gè)側(cè)壁上，水在換熱管內(nèi)循環(huán)，帶走窯頭罩內(nèi)的熱量。更近一步地，所述篦冷機(jī)取熱裝置包括：換熱管、換熱組外殼、固定槽，所述換熱管安裝在所述換熱組外殼內(nèi)，所述固定槽將裝有多個(gè)所述換熱管的所述換熱組外殼固定在篦冷機(jī)外殼頂壁和兩個(gè)側(cè)壁上；所述換熱管內(nèi)壁設(shè)置短翅片，外表涂有熱輻射吸收涂層，用于增強(qiáng)水的對流換熱。本專利技術(shù)采用在回轉(zhuǎn)窯筒體、篦冷機(jī)、三次風(fēng)管和窯頭罩中加裝取熱裝置，實(shí)現(xiàn)了更高效的取熱，采用余熱拖動鼓風(fēng)機(jī)，將從篦冷機(jī)得到的余熱最終用于拖動篦冷機(jī)運(yùn)行時(shí)所需的鼓風(fēng)機(jī)，減少了能量轉(zhuǎn)換過程，提高了余熱利用效率，從而達(dá)到在不影響原生產(chǎn)的情況下，更高效的利用水泥熟料余熱，尤其是在進(jìn)行了富氧煅燒技術(shù)改造的水泥熟料生產(chǎn)線上，水泥熟料降溫更快，余熱回收效果更好，顯著降低了噸熟料能耗，提高了劣質(zhì)煤利用率和熟料品質(zhì)。附圖說明圖1為本專利技術(shù)組成示意圖；圖2為本專利技術(shù)三次風(fēng)管取熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)三次風(fēng)管取熱裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)篦冷機(jī)取熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。1—回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩、2—三次風(fēng)管取熱裝置、3--窯頭罩取熱裝置、4—篦冷機(jī)5—篦冷機(jī)取熱裝置、6—?dú)馀荨?—汽輪機(jī)、8—減速器、9—鼓風(fēng)機(jī)、10—耦合器、11—電機(jī)、12—冷凝器、13—除氧器、14—水泵、15—冷凝塔、16—冷卻水泵本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種水泥熟料生產(chǎn)線余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，包括：回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩(1)、三次風(fēng)管取熱裝置(2)、窯頭罩取熱裝置(3)、篦冷機(jī)(4)篦冷機(jī)取熱裝置(5)、氣泡(6)、汽輪機(jī)(7)、減速器(8)、鼓風(fēng)機(jī)(9)、耦合器(10)、電機(jī)(11)、冷凝器(12)、除氧器(13)、水泵(14)、冷凝塔(15)、冷卻水泵(16)；所述回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩(1)設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯筒體外壁，通過對流換熱、輻射散射的方式，獲取回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的熱量，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包(5)；所述三次風(fēng)管取熱裝置(2)安裝在三次風(fēng)管的中段位置，通過對流換熱、輻射散射的方式，獲取回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的熱量，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包(5)；所述窯頭罩取熱裝置(3)安裝在窯頭罩內(nèi)頂壁和側(cè)壁，通過對流換熱、輻射散射的方式，獲取窯頭罩內(nèi)的熱量，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包(5)；所述篦冷機(jī)(4)用于對已經(jīng)燒成的高溫水泥熟料進(jìn)行冷卻、輸送；所述篦冷機(jī)取熱裝置(5)安裝在篦冷機(jī)內(nèi)頂壁和側(cè)壁，通過對流換熱、輻射散射的方式，獲取篦冷機(jī)內(nèi)的熱量，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包(6)；所述氣泡(6)中的水經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩(1)、三次風(fēng)管取熱裝置(2)、窯頭罩取熱裝置(3)、篦冷機(jī)取熱裝置(5)吸收水泥熟料余熱，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包(6)。所述汽輪機(jī)(7)在所述汽包(6)傳送的高溫高壓水蒸氣的作用下，向所述減速器(8)輸送不穩(wěn)定的軸功，帶動所述減速器(8)運(yùn)轉(zhuǎn)；所述汽輪機(jī)(7)將乏汽傳送給所述冷凝器(11)；所述減速器(8)用于將所述汽輪機(jī)(7)傳送的不穩(wěn)定的軸功穩(wěn)定成低速穩(wěn)定的驅(qū)動力，并傳送所述鼓風(fēng)機(jī)(9)；所述鼓風(fēng)機(jī)(9)在所述減速器(8)的勻速帶動下為篦冷機(jī)鼓風(fēng)；所述鼓風(fēng)機(jī)(9)可以在所述耦合器(10)的帶動下為為篦冷機(jī)鼓風(fēng)；所述耦合器(10)用于實(shí)現(xiàn)所述電機(jī)(11)與所述鼓風(fēng)機(jī)(9)的耦合，當(dāng)所述減速器(8)傳給所述鼓風(fēng)機(jī)(9)的驅(qū)動力不足時(shí)，將所述電機(jī)(11)的驅(qū)動力傳遞給所述鼓風(fēng)機(jī)(9)；所述電機(jī)(11)用于在余熱利用系統(tǒng)啟動階段和所述汽輪機(jī)(7)沒有驅(qū)動力輸出時(shí)驅(qū)動所述耦合器(10)，從而帶動所述鼓風(fēng)機(jī)(9)為篦冷機(jī)鼓風(fēng)；所述冷凝器(12)用于將所述汽輪機(jī)(7)傳送的乏汽進(jìn)行冷凝，在送入所述除氧器(13)進(jìn)行除氧；所述除氧器(13)用于出去冷凝水中的氧氣；所述水泵(14)用于將經(jīng)過除氧的冷凝水增壓輸送到所述汽包(6)；所述冷卻塔(15)與用于產(chǎn)生冷卻水，并在所述冷卻水泵(12)的作用下，使冷卻水在所述冷凝器(10)中循環(huán)；所述冷卻水泵(16)用于將所述冷卻塔(11)產(chǎn)生的冷卻水輸送給所述冷凝器(10)。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種水泥熟料生產(chǎn)線余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，包括：回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩(1)、三次風(fēng)管取熱裝置(2)、窯頭罩取熱裝置(3)、篦冷機(jī)(4)篦冷機(jī)取熱裝置(5)、氣泡(6)、汽輪機(jī)(7)、減速器(8)、鼓風(fēng)機(jī)(9)、耦合器(10)、電機(jī)(11)、冷凝器(12)、除氧器(13)、水泵(14)、冷凝塔(15)、冷卻水泵(16)；所述回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩(1)設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯筒體外壁，通過對流換熱、輻射散射的方式，獲取回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的熱量，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包(5)；所述三次風(fēng)管取熱裝置(2)安裝在三次風(fēng)管的中段位置，通過對流換熱、輻射散射的方式，獲取回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的熱量，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包(5)；所述窯頭罩取熱裝置(3)安裝在窯頭罩內(nèi)頂壁和側(cè)壁，通過對流換熱、輻射散射的方式，獲取窯頭罩內(nèi)的熱量，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包(5)；所述篦冷機(jī)(4)用于對已經(jīng)燒成的高溫水泥熟料進(jìn)行冷卻、輸送；所述篦冷機(jī)取熱裝置(5)安裝在篦冷機(jī)內(nèi)頂壁和側(cè)壁，通過對流換熱、輻射散射的方式，獲取篦冷機(jī)內(nèi)的熱量，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包(6)；所述氣泡(6)中的水經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯輻射熱吸收罩(1)、三次風(fēng)管取熱裝置(2)、窯頭罩取熱裝置(3)、篦冷機(jī)取熱裝置(5)吸收水泥熟料余熱，形成高溫水流和水蒸氣進(jìn)入所述汽包(6)。所述汽輪機(jī)(7)在所述汽包(6)傳送的高溫高壓水蒸氣的作用下，向所述減速器(8)輸送不穩(wěn)定的軸功，帶動所述減速器(8)運(yùn)轉(zhuǎn)；所述汽輪機(jī)(7)將乏汽傳送給所述冷凝器(11)；所述減速器(8)用于將所述汽輪機(jī)(7)傳送的不穩(wěn)定的軸功穩(wěn)定成低速穩(wěn)定的驅(qū)動力，并傳送所述鼓風(fēng)機(jī)(9)；所述鼓風(fēng)機(jī)(9)在所述減速器(8)的勻速帶動下為篦冷機(jī)鼓風(fēng)；所述鼓風(fēng)機(jī)(9)可以在所述耦合器(10)的帶動下為為篦冷機(jī)鼓風(fēng)；所述耦合器(10)用于實(shí)現(xiàn)所述電機(jī)(11)與所述鼓風(fēng)機(jī)(9)的耦合，當(dāng)所述減速器(8)傳給所述鼓風(fēng)機(jī)(9)的驅(qū)動力不足時(shí)，將所述電機(jī)(11)的驅(qū)動力傳遞給所述鼓風(fēng)機(jī)(9)；所述電機(jī)(11)用于在余熱利用系統(tǒng)啟動階段和所述汽輪機(jī)(7)沒有驅(qū)動力輸出時(shí)驅(qū)動所述耦合器(10)，從而帶動所述鼓風(fēng)機(jī)(9)為篦冷機(jī)鼓風(fēng)；所述冷凝器(12)用于將所述汽輪機(jī)(7)傳送的乏汽進(jìn)行冷凝，在送入所述除氧器(13)進(jìn)行除氧；所述除氧器(13)用于出去冷凝水中的氧氣；所述水泵(14)用于將經(jīng)過除氧的冷凝水增壓輸送到所述汽包(6)；所述冷卻塔(1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏小林，楊歡，李博，潘利生，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院力學(xué)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11