[實用新型]一種利用回轉窯低溫余熱的發電系統

有效

• 申請號: 201521109963.1
• 申請日: 2015-12-26
• 公開（公告）號: CN205262231U
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 韓宇駿;陳鑫臨;萬金明;湯有飛;王各凡;黃吳鏑
• 申請（專利權）人: 韓宇駿
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及水泥設備領域，具體涉及一種利用回轉窯低溫余熱的發電系 統。

背景技術

水泥行業作為國民基礎產業，屬于高能耗制造業。目前干法水泥生產技術已 在我國水泥生產領域獲得廣泛應用，其生產過程包括原材料的制備、熟料煅燒和 水泥的磨制，熟料煅燒是水泥生產過程中能耗最大的一塊。在生產過程中將經過 研磨的生料加入旋風分離器由熱空氣不斷加熱，然后在高溫的水泥回轉窯內煅燒 轉化為熟料至冷卻機中冷卻。高溫煙氣攜帶粉塵在窯頭和窯尾部分由于燃燒、排 放等因素，造成不同程度的熱量散失，而窯身部分的高溫效應往往被忽視，余熱 回收理念只是針對窯頭和窯尾的煙氣實現了余熱回收。在窯內充分燃燒的前提 下，回轉窯表面對環境有大量的輻射熱以及自然對流換熱，而這部分熱量的回收 利用價值一直以來被忽略，由此造成的資源浪費和環境污染問題很嚴重，而窯面 的降溫卻一直靠降溫風機，把可以利用的熱量白白浪費了，傳統使用的絕熱保溫 材料降低輻射熱的方式也并不能實現零排放，并且易造成局部過熱問題，降低整 個生產過程中的可靠性和穩定性。

發明內容

為克服所述不足，本實用新型的目的在于提供一種利用回轉窯低溫余熱的發 電系統，通過對水泥回轉窯筒體表面余熱的回收利用，提高水泥廠余熱多級利用 程度和能源利用率，可以有效降低余熱排放，從而減輕對環境的熱污染，保護生 態環境。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種利用回轉窯低溫余熱 的發電系統，包括回轉窯、低溫余熱發電系統、冷卻水系統、供暖系統、鍋爐循 環系統，所述回轉窯筒體四周均勻設有四個換熱裝置，并以四個換熱裝置為一個 單元沿回轉窯縱向依次排列，換熱裝置外側設有支撐結構，所述支撐結構由圓形 輪轂和支撐架構成；

所述換熱裝置緊鄰回轉窯外壁設有蛇形管，蛇形管沿回轉窯縱向排列，相鄰 的兩個蛇形管用180度彎管順次連接，相鄰的蛇形管之間設有換熱肋片，蛇形管 外側依次設有反射板、保溫棉、彩鋼板，換熱裝置的蛇形管兩端分別設為給水口、 出水口；

所述換熱裝置分為三個換熱裝置一、一個換熱裝置二，換熱裝置二的位置對 應回轉窯內物料所在的位置；

所述冷卻水系統的輸出端依次通過給水泵、給水口進入換熱裝置一，換熱裝 置一經出水口，依次連接低溫余熱發電系統、供暖系統，供暖系統輸出端連接冷 卻水系統的輸入端；

所述鍋爐循環系統的輸出端依次通過除氧器、給水泵，經給水口進入換熱裝 置二，換熱裝置二經出水口連接低壓加熱器的輸入端，低壓加熱器的輸出端連接 鍋爐循環系統的輸入端。

進一步，所述圓形輪轂通過緊固螺栓連接換熱裝置，圓形輪轂通過法蘭盤安 裝在支撐架上，支撐架底部通過膨脹螺絲與基礎受力面相連，支撐架起到上下連 接密封的作用，提高整個支撐結構的穩定性。

進一步，所述換熱裝置的橫截面積為1/4圓環。

進一步，所述蛇形管的管徑設為200mm。

進一步，每一個所述換熱裝置內設有8-12根蛇形管，以10根為最佳，以達 到最佳換熱效果。

進一步，所述換熱裝置長度設為5m。

進一步，所述給水口上設可調閥門，用于控制冷卻水的流量。

進一步，對于回轉窯體的旋轉段，換熱裝置應在不影響回轉窯正常工作的情 況下，與回轉窯窯體保持0.15m的距離，從而達到最大程度的換熱效果。

本實用新型具有以下有益效果：其設計理念優勢為：

1、提高了能源利用效率。從對流換熱損失的角度上來說，不妨設回轉窯體 內溫度恒定為Ti，若余熱利用裝置，其熱回路圖可簡化為

而加上換熱裝置之后，其熱回路圖可簡化為：

其中：

To指外界溫度，Ts1指回轉窯外壁溫度，Ti指回轉窯內壁溫度；

Rair指外界大氣熱阻，Tsl指回轉窯殼壁熱阻，Rhex指換熱裝置熱阻，Rconv 指換熱裝置與回轉窯壁面間空氣的對流及輻射熱阻。

不難得出Ts1＞Ts2，此時減少了回轉窯系統向外界大氣的對流換熱損失。 從輻射熱損失的角度上來說，回轉窯體的輻射熱大部分被水冷壁吸收，從而也減 少了輻射熱損失。在能源利用狀況上，換熱裝置減少了回轉窯體的熱損失，并將 余熱利用到生活或工業生產中，從而提高了整體能源利用效率。