一種用于旋風預熱器的噴騰型換熱風管制造技術

本發明專利技術公開了一種用于旋風預熱器的噴騰型換熱風管，包括從下至上依次設置的風管進口段、風管柱體段和風管出口段，所述風管進口段與下一級旋風筒的出風口相連接，所述風管出口段與上一級旋風筒的進風口相連接，所述風管柱體段上設有生料進口，所述生料進口處裝有撒料裝置，所述風管進口段內設有一個縮徑段。本發明專利技術通過在現有風管內增加一個或多個用于形成氣流噴騰效應的縮徑段，并通過優化風管內風速，提高了旋風預熱器每級換熱單元的換熱效率，降低了旋風預熱器排出的廢氣溫度，從而實現了節能降耗。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于熱工設備
，涉及一種用于旋風預熱器的換熱風管，特別涉及一種用于水泥生產線窯尾旋風預熱器的噴騰型換熱風管。
技術介紹
自20世紀80年代以來，懸浮預熱預分解工藝已經在水泥生產中得到普及，水泥生產熱耗隨之大幅降低。以帶五級旋風預熱器的5000t/d水泥熟料生產線為例，目前較為先進的熟料熱耗水平約為3000kJ/kg熟料，但其窯尾廢氣溫度在310°C以上，普通生產線的正常廢氣溫度約330°C，而五級旋風預熱器的理論廢氣溫度應在280°C以下。因此，提高窯尾旋風預熱器系統的換熱效率尚有潛力可挖。為了進一步降低水泥生產線的窯尾旋風預熱器排出廢氣的溫度，主要的思路包括1)適當增加旋風預熱器的級數；2)提高每級換熱單元的換熱效率；3)改善分解爐的燃燒效果，適當降低分解爐出口的廢氣溫度，等等。由理論計算可知，隨著預熱器級數的增加，其排出的廢氣溫度相應降低。但預熱器的級數愈多，每增加一級所能降低的廢氣溫度愈少；同時，增加換熱級數將提高預熱器系統阻力，從而提高系統電耗；此外，增加預熱器級數勢必增加塔架高度，從而增加了投資。改善分解爐的燃燒效果，適當降低分解爐出口的廢氣溫度，也是目前普遍追求的技術措施，但該技術目前已達到了較高的水平，進一步優化的難度較大。因此，提高每級換熱單元的換熱效率將是各研發和設計單位努力采取的技術措施和方向。旋風預熱器系統的每級換熱單元由旋風筒、換熱風管、下料管、鎖風閥以及撒料裝置等組成。由于在換熱風管中，生料與熱氣流之間的溫差、相對速度及接觸面積都較大，熱交換劇烈，因此理論計算及實踐均證明，生料與氣流的熱交換主要(約80%以上)在換熱風管內進行。優化設計換熱風管的結構和運行風速，對提高預熱器每級換熱單元的換熱效率起著至關重要的作用。
技術實現思路
本專利技術為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種用于旋風預熱器的噴騰型換熱風管，該風管能夠顯著改善氣固換熱效果，提高預熱器每級換熱單元的換熱效率。本專利技術為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是一種用于旋風預熱器的噴騰型換熱風管，包括從下至上依次設置的風管進口段、風管柱體段和風管出口段，所述風管進口段與下一級旋風筒的出風口相連接，所述風管出口段與上一級旋風筒的進風口相連接，所述風管柱體段上設有生料進口，所述生料進口處裝有撒料裝置，所述風管進口段內設有一個縮徑段。所述風管柱體段內設有至少一個縮徑段。所述風管柱體段內所設的縮徑段的管徑與所述風管進口段內所設的縮徑段的管徑相同。所述風管進口段內所設的縮徑段與其下方的下一級旋風筒出風口連接，并通過進口錐體段與所述風管柱體段相連接；所述風管柱體段內所設的每個縮徑段均通過上方錐體段和下方錐體段與相鄰管段相連接。所述進口錐體段的錐角不小于60°，所述上方錐體段的錐角不小于60°，所述下方錐體段的錐角為30 45°。該換熱風管的外形上設有與其內部所設的縮徑段相應的縮徑段。該換熱風管內部所設的縮徑段是通過改變其內部耐火內襯的厚度來實現的。本專利技術具有的優點和積極效果是1)來自下一級旋風筒的高溫氣流為旋轉氣流，經過風管內的一個或多個縮徑段會產生噴騰效應，使含生料的高溫氣流形成渦流，回落的物料可與上升氣流形成多次逆流換熱，旋噴結合的流態可強化生料與熱氣流的混合，并增大固氣停留時間比，延長生料在風管中的絕對停留時間，大大提高風管內的固氣比，從而改善氣固間的換熱效果；2)換熱風管所設置的縮徑段內風速較高，不僅可以避免生料短路直接進入下一級旋風筒，而且有利于料粉的打散，并可強化氣、料之間的對流換熱；3)以五級旋風預熱器為例，采用本專利技術提供的換熱風管，出預熱器廢氣溫度可控制在290°C以下，水泥燒成系統的熱耗隨之大幅降低。綜上所述，本專利技術通過在現有風管內增加一個或多個用于形成氣流噴騰效應的縮徑段，并通過優化風管內風速，提高了預熱器每級換熱單元的換熱效率，降低了旋風預熱器排出的廢氣溫度，從而實現了燒成系統的節能降耗。本專利技術解決了公知技術中存在的水泥窯尾預熱器排出的廢氣溫度偏高，預熱器每級換熱單元的換熱效率偏低的問題，且可用于一切需要采用氣固懸浮換熱的工業領域。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖；圖2是采用本專利技術的水泥預分解系統結構示意圖。圖中I是下一級旋風筒，2是出風口，3是風管進口段，4是進口錐體段，5是風管柱體段，6是撒料裝置，7是縮徑段，8是風管出口段，9是進風口，10是上一級旋風筒，21是旋風筒，22是噴騰型換熱風管，23是下料管，24是分解爐，25是窯尾喂料室。具體實施例方式為能進一步了解本專利技術的
技術實現思路
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下請參見圖1，一種用于旋風預熱器的噴騰型換熱風管，包括從下至上依次設置的風管進口段3、風管柱體段5和風管出口段8，所述風管進口段3與下一級旋風筒I的出風口 2相連接，所述風管出口段8與上一級旋風筒10的進風口 9相連接，所述風管柱體段5上設有生料進口，所述生料進口處裝有撒料裝置6。在本實施例中，所述風管進口段3內設有一個縮徑段，所述風管柱體段5內設有一個縮徑段7。所述風管進口段3內所設的縮徑段與其下方的下一級旋風筒I出風口 2連接，并通過進口錐體段4與所述風管柱體段5相連接；所述風管柱體段5內所設的縮徑段7通過上方錐體段和下方錐體段與相鄰管段相連接。所述風管柱體段5上的縮徑段7的管徑推薦與風管進口段3的縮徑段管徑相同，但也可以不同。所述進口錐體段4的錐角(與水平方向夾角，下同)應不小于60°，但不限于不小于60° ;所述風管柱體段5內的縮徑段7的上方錐體段的錐角應不小于60°，但不限于不小于60°，縮徑段7的下方錐體段的錐角應為30 45°，但不限于30 45°。上述各縮徑段的風速須適當高于常規設計的風管風速。請參見圖2，圖2示出的是采用本專利技術的水泥預分解系統結構示意圖。其中，旋風預熱器由多級換熱單元串聯組成，且根據生產線規模可設計為單列或多列。每級換熱單元由旋風筒21、噴騰型換熱風管22、下料管23等組成。最下級旋風筒21的進風口與分解爐24的出風口相連接，最下級旋風筒的下料管23與窯尾喂料室25相連接。本專利技術的工作原理和技術關鍵在于本實施例在運行過程中，高溫氣流從最下級旋風筒的進風口進入預熱器，經與生料的多級換熱，從最上級旋風筒的出風口離開預熱器；冷生料從最上級換熱風管喂入預熱器，經多級預熱及在分解爐24內進行預分解，由最下級旋風筒收集后經下料管喂入窯尾喂料室25。在各級換熱單元內，生料經撒料裝置6撒入風管，被來自下一級旋風筒I的高速氣流迅速沖散，剝離成大量的單個顆粒懸浮于高溫氣流中。高溫氣流經位于風管進口段3內的縮徑段和位于所述風管柱體段5內的縮徑段7會產生兩次噴騰效應，使含生料的高溫氣流形成渦流，可加強生料與熱氣流的混合，并增大固氣停留時間比，延長生料在風管中的絕對停留時間，從而改善氣固間的換熱效果。充分換熱后的含生料氣流進入上一級旋風筒10，經旋風分離后，氣流從上一級旋風筒10的出風口離開。本實施例僅是本專利技術的較佳實施例而已，并非用以限定本專利技術。本專利技術所涉及的由本專利技術組成的旋風預熱器，除可以改變預熱器的級數和列數外，也可以在全部或部分級采用噴騰型換熱風管。此外，噴騰型換熱風管既可以通過實施例所示的風管外形實現，也可以通過在風管內改變耐火內本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于旋風預熱器的噴騰型換熱風管，包括從下至上依次設置的風管進口段、風管柱體段和風管出口段，所述風管進口段與下一級旋風筒的出風口相連接，所述風管出口段與上一級旋風筒的進風口相連接，所述風管柱體段上設有生料進口，所述生料進口處裝有撒料裝置，其特征在于，所述風管進口段內設有一個縮徑段。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：俞為民，朱金波，彭學平，張凱，武曉萍，
申請(專利權)人：天津水泥工業設計研究院有限公司，天津中材工程研究中心有限公司，
類型：發明
國別省市：