[發明專利]一種干法水泥回轉窯筒壁余熱回收換熱裝置

無效

• 申請號: 201210133731.4
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102636022A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 閆常峰;郭常青;羅偉民;李文博
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: F27B7/20
• 分類號: F27B7/20;F27B7/42;F27B7/38;F27D17/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智;莫瑤江

技術領域

本發明涉及一種干法水泥生產線回轉窯筒壁余熱回收利用方法及裝置，更具體的說，它是一種利用干法水泥回轉窯表面余熱加熱工質的方法和裝置，是以工業余熱利用為目標的節能方法和裝置。

背景技術

世界水泥產量的一半出自中國，水泥制造是一種典型的高能耗、高物耗、高污染的行業。水泥回轉窯要同時承受生產物料、耐火磚和窯體自身重量，同時還要承受旋轉扭矩，工作條件十分惡劣。干法水泥生產過程中，回轉窯的表面有大量余熱常年連續向外散發，但受窯體材料限制，通常水泥窯外表面溫度不得高于400℃，因此通常在水泥窯外部安裝紅外攝像儀，實時監測水泥窯外表面溫度，當自然冷卻滿足不了散熱要求時，通常還需采用風機冷卻的方式對回轉窯降溫。以某5000t/d干法水泥生產線為例，監測其表面溫度介于200℃和400℃之間，水泥回轉窯表面散熱占水泥熟料總能耗的3.6％以上，按熟料能耗3600kJ/kg-cl、年運行300天計算，則回轉窯表面每年散熱量為1.944×10¹¹kJ，折合標準煤6632.8噸，因此將水泥回轉窯表面余熱回收利用，同時降低窯體表面余熱溫度對水泥生產和行業節能降耗具有重要的意義。

由于水泥窯不斷旋轉的特性和溫度控制要求，引起余熱回收密封、品位低等一系列利用難題，因此目前水泥回轉窯表面余熱尚未得到有效利用，相關工程更是尚未見諸報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種干法水泥回轉窯筒壁余熱回收方法及換熱裝置，是一種新型的水泥回轉窯表面余熱利用解決方案，具有實用性強、余熱利用品位高等優點。

為實現以上目的，本發明采取了以下的技術方案：一種干法水泥回轉窯筒壁余熱回收換熱裝置，根據滿足換熱參數的選取和安裝運行的需要，在所述水泥回轉窯窯體的外側套有一段或多段固定外筒壁，外筒壁兩端設有工質進口，水泥回轉窯窯體與外筒壁間保持有間隔并形成工質流道和換熱空間，在外筒壁中部上設有工質出口。冷的換熱工質可以從每段外筒壁的兩端進入兩筒體的間隔，吸收水泥回轉窯表面余熱溫度后升高，被加熱的工質從該段中部固定出口排出，以供給外部熱利用系統，完成水泥回轉窯表面余熱回收。

水泥回轉窯窯體外側套有一段固定外筒壁，即整體布置。

水泥回轉窯窯體外側套有多段固定外筒壁，即分體布置。

所述換熱工質為空氣或水或氨等低沸點工質。

在所述水泥回轉窯窯體外表面設有葉片，葉片平行于水泥回轉窯窯體軸線，或與水泥回轉窯窯體軸線存在夾角α，α的取值范圍：0≤α≤90°。隨水泥回轉窯一起轉動的葉片一方面具有增大換熱面積的作用，另一方面起著對氣流產生擾動，增大湍流度、強化換熱效果的效果。

外筒壁外側面包覆保溫層，提供余熱利用品位，以降低熱損失，保溫層和外筒壁設有條形的測溫窗。可使水泥回轉窯現有的紅外熱成像儀透過該套系統感應到水泥回轉窯外表面的溫度，以滿足回轉窯溫度檢測與控制要求。

外筒壁上開有可打開的冷卻窗，在局部超溫時打開冷卻窗蓋，以使超溫的局部窯體得到快速冷卻。

固定的外筒壁直徑，或者說外筒壁與水泥回轉窯筒體之間的間隔，根據換熱裝置所處位置的窯體外表面溫度、換熱需要和水泥窯筒體圓度等進行設計。

根據滿足換熱參數的選取和安裝運行的需要，在固定外筒壁上可以有多個工質固定出口。

根據換熱工質的不同，可采用風機或者泵驅動工質流動。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：

(1)節能。在不影響現有干法水泥回轉窯結構的前提下，將原來表面白白浪費的回轉窯表面余熱利用，回收的熱量經二次換熱產生蒸汽可作為干法水泥純低溫余熱發電系統補充蒸汽，可有效增大余熱發電系統發電量，是一種高品位的余熱利用方式。

(2)余熱利用率和可靠性高。目前已有部分水泥回轉窯通過安裝集熱器加熱熱水或空氣，但存在安裝、維護不方便、余熱利用率低等缺點，本發明的結構簡單，并通過葉片、保溫層等措施提高了余熱回收率，同時安裝條形側溫窗、冷卻窗等避免了裝置對水泥回轉窯安全生產、監控運行等方面的不良影響，提高了可靠性。

本發明將進一步提高水泥余熱利用水平，推進我國水泥行業的節能減排，符合國家相關產業和節能減排政策，具有良好的推廣應用價值。

附圖說明

圖1是本發明的系統圖(實施例一)；

圖2是本發明的系統圖(實施例二)；

圖3是圖1中A-A截面示意圖；