一种水泥熟料生产线余热综合利用系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水泥熟料生产线余热综合利用系统，包括：回转窑辐射热吸收罩(1)、三次风管取热装置(2)、窑头罩取热装置(3)、篦冷机(4)、篦冷机取热装置(5)、气泡(6)、汽轮机(7)、减速器(8)、鼓风机(9)、耦合器(10)、电机(11)、冷凝器(12)、除氧器(13)、水泵(14)、冷凝塔(15)、冷却水泵(16)。本发明专利技术采用在回转窑、篦冷机、三次风管和窑头罩中加装取热装置，实现了高效取热，采用余热拖动鼓风机，将从篦冷机得到的余热最终用于拖动篦冷机运行时所需的鼓风机，减少了能量转换过程，提高余热利用效率，降低了吨熟料能耗，提高了劣质煤利用率和熟料品质。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥熟料生产线余热综合利用系统
本专利技术水泥生产
，特别涉及一种水泥熟料生产线余热综合利用系统。
技术介绍
水泥是人类社会的主要建筑材料，其行业发展与国民经济建设密切相关。水泥生产行业是典型的高能耗行业，从水泥生产工艺上看，回转窑筒体、窑头罩、蓖冷机、三次风管等设备散失的余热尚未有效回收，具有很大的节能潜力。水泥回转窑是生产水泥熟料的主要设备之一，燃料燃烧产生的高温气体用于加热生料，并发生一系列化学反应，最终形成熟料。回转窑筒体的温度较高，传统的水泥行业对其产生的热量没有被有效回收。篦冷机是水泥厂熟料烧成系统中的重要设备，用于对已经烧成的高温水泥熟料进行冷却、输送，同时为回转窑及分解炉等提供热空气，是烧成系统的主要热回收设备。在水泥熟料煅烧工艺中，三次风管将出自篦冷机的高温空气作为助燃气体输送至分解炉内的燃料燃烧区。三次风管内壁在800-1200℃的工作环境中，不仅承受高温腐蚀，还要经受携有大量细颗粒熟料的高速气流冲刷，减少了三次风管的使用寿命。窑头罩是连接篦冷机和回转窑的非标准设备，易产生高温腐蚀和冲刷磨损。富氧燃烧是一种在含氧浓度高(超过21％)的空气进行燃烧的高效节能技术，具有火焰温度和黑度高、燃烧速度快、燃点温度低、烟气量少、污染物低等特点。该技术用于水泥熟料生产，可显著降低吨熟料能耗、提高劣质煤利用率、提高熟料品质，同时可导致篦冷机、二次风管和三次风管烟气温度升高。因此，采用富氧煅烧技术的水泥炉窑，在篦冷机内、二次风管内和三次风管内存在更多可利用余热资源。(201310566022.X)公布了采用在篦冷机低温度外表面包裹循环水包的方法回收水泥熟料余热。(201510618017.8、201510618031.8、201510617368.7、201510618002.1)公布了在篦冷机底部外壳和熟料通道之间布置换热管的余热回收方法。在对于回转窑三次风管改造的专利中，多以通过结构和材料的改造来增加三次风管的内壁抗磨特性及结构稳定性，如(201320256388.2)公布了在三次风管弯管处内壁上设多个抗磨板来增加三次风管的使用寿命；而关于三次风管的余热利用的相关专利专利技术很少，所查专利中仅(201110425284.5)公布了采用在三次风管上布置蒸汽过热器以对流换热方式回收余热，并用来提高蒸汽温度和压力的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种水泥熟料生产线余热综合利用系统，具有取热快、热利用率高、经济效益高等特点，能够显著降低吨熟料能耗、提高劣质煤利用率、提高熟料品质。本专利技术的技术方案是：一种水泥熟料生产线余热综合利用系统，包括：回转窑辐射热吸收罩、三次风管取热装置、窑头罩取热装置、篦冷机篦冷机取热装置、气泡、汽轮机、减速器、鼓风机、耦合器、电机、冷凝器、除氧器、水泵、冷凝塔、冷却水泵；所述回转窑辐射热吸收罩设置在回转窑筒体外壁，通过对流换热、辐射散射的方式，获取回转炉内的热量，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包；所述三次风管取热装置安装在三次风管的中段位置，通过对流换热、辐射散射的方式，获取回转窑内的热量，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包；所述窑头罩取热装置安装在窑头罩内顶壁和侧壁，通过对流换热、辐射散射的方式，获取窑头罩内的热量，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包；所述篦冷机用于对已经烧成的高温水泥熟料进行冷却、输送；所述篦冷机取热装置安装在篦冷机内顶壁和侧壁，通过对流换热、辐射散射的方式，获取篦冷机内的热量，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包；所述气泡中的水经过回转窑辐射热吸收罩、三次风管取热装置、窑头罩取热装置、篦冷机取热装置吸收水泥熟料余热，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包。所述汽轮机在所述汽包传送的高温高压水蒸气的作用下，向所述减速器输送不稳定的轴功，带动所述减速器运转；所述汽轮机将乏汽传送给所述冷凝器；所述减速器用于将所述汽轮机传送的不稳定的轴功稳定成低速稳定的驱动力，并传送所述鼓风机；所述鼓风机在所述减速器的匀速带动下为篦冷机鼓风；所述鼓风机可以在所述耦合器的带动下为为篦冷机鼓风；所述耦合器用于实现所述电机与所述鼓风机的耦合，当所述减速器传给所述鼓风机的驱动力不足时，将所述电机的驱动力传递给所述鼓风机；所述电机用于在余热利用系统启动阶段和所述汽轮机没有驱动力输出时驱动所述耦合器，从而带动所述鼓风机为篦冷机鼓风；所述冷凝器用于将所述汽轮机传送的乏汽进行冷凝，在送入所述除氧器进行除氧；所述除氧器用于出去冷凝水中的氧气；所述水泵用于将经过除氧的冷凝水增压输送到所述汽包；所述冷却塔与用于产生冷却水，并在所述冷却水泵的作用下，使冷却水在所述冷凝器中循环；所述冷却水泵用于将所述冷却塔产生的冷却水输送给所述冷凝器。更近一步地，所述回转窑辐射热吸收罩成圆筒形，设置在回转窑的外围；圆筒形的所述回转窑辐射热吸收罩内壁上设置有换热管，水从换热管快速流过，带走回转炉的热量。更近一步地，所述三次风管取热装置安装在三次风管中段位置，所述三次风管取热装置包括换热介质入口、入口处联箱盘、换热管道、固定盘、换热介质出口、出口处联箱、法兰、换热管道隔板；所述换热介质入口用于连接外部余热利用系统，将外部水流接入；所述入口处联箱盘用于使多个所述换热管道成圆形排列；所述换热介质入口设置在所述入口处联箱盘上；所述换热管道用于将所述换热介质入口进入的水流，通过对流换热和辐射散射方式获取回转炉内的热量后，形成高温水流和水蒸气；所述换热管外表涂有热辐射吸收涂层；所述固定盘用于固定所述换热管道；所述换热介质出口将所述换热管道内形成的高温水流和水蒸气排出；所述出口处联箱盘用于使多个所述换热管道成圆形排列；所述换热介质出口设置在所述出口处联箱盘上；所述法兰用于实现与回转窑三次风管的连接；所述换热管道隔板设置于所述换热管道中间位置，用于实现在所述换热管道的稳固与隔离。更近一步地，所述窑头罩取热装置内置涂有吸热材料的换热管，换热管固定安装在窑头罩顶壁和两个侧壁上，水在换热管内循环，带走窑头罩内的热量。更近一步地，所述篦冷机取热装置包括：换热管、换热组外壳、固定槽，所述换热管安装在所述换热组外壳内，所述固定槽将装有多个所述换热管的所述换热组外壳固定在篦冷机外壳顶壁和两个侧壁上；所述换热管内壁设置短翅片，外表涂有热辐射吸收涂层，用于增强水的对流换热。本专利技术采用在回转窑筒体、篦冷机、三次风管和窑头罩中加装取热装置，实现了更高效的取热，采用余热拖动鼓风机，将从篦冷机得到的余热最终用于拖动篦冷机运行时所需的鼓风机，减少了能量转换过程，提高了余热利用效率，从而达到在不影响原生产的情况下，更高效的利用水泥熟料余热，尤其是在进行了富氧煅烧技术改造的水泥熟料生产线上，水泥熟料降温更快，余热回收效果更好，显著降低了吨熟料能耗，提高了劣质煤利用率和熟料品质。附图说明图1为本专利技术组成示意图；图2为本专利技术三次风管取热装置结构示意图；图3为本专利技术三次风管取热装置剖面结构示意图；图4为本专利技术篦冷机取热装置结构示意图。1—回转窑辐射热吸收罩、2—三次风管取热装置、3--窑头罩取热装置、4—篦冷机5—篦冷机取热装置、6—气泡、7—汽轮机、8—减速器、9—鼓风机、10—耦合器、11—电机、12—冷凝器、13—除氧器、14—水泵、15—冷凝塔、16—冷却水泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥熟料生产线余热综合利用系统，其特征在于，包括：回转窑辐射热吸收罩(1)、三次风管取热装置(2)、窑头罩取热装置(3)、篦冷机(4)篦冷机取热装置(5)、气泡(6)、汽轮机(7)、减速器(8)、鼓风机(9)、耦合器(10)、电机(11)、冷凝器(12)、除氧器(13)、水泵(14)、冷凝塔(15)、冷却水泵(16)；所述回转窑辐射热吸收罩(1)设置在回转窑筒体外壁，通过对流换热、辐射散射的方式，获取回转炉内的热量，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包(5)；所述三次风管取热装置(2)安装在三次风管的中段位置，通过对流换热、辐射散射的方式，获取回转窑内的热量，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包(5)；所述窑头罩取热装置(3)安装在窑头罩内顶壁和侧壁，通过对流换热、辐射散射的方式，获取窑头罩内的热量，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包(5)；所述篦冷机(4)用于对已经烧成的高温水泥熟料进行冷却、输送；所述篦冷机取热装置(5)安装在篦冷机内顶壁和侧壁，通过对流换热、辐射散射的方式，获取篦冷机内的热量，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包(6)；所述气泡(6)中的水经过回转窑辐射热吸收罩(1)、三次风管取热装置(2)、窑头罩取热装置(3)、篦冷机取热装置(5)吸收水泥熟料余热，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包(6)。所述汽轮机(7)在所述汽包(6)传送的高温高压水蒸气的作用下，向所述减速器(8)输送不稳定的轴功，带动所述减速器(8)运转；所述汽轮机(7)将乏汽传送给所述冷凝器(11)；所述减速器(8)用于将所述汽轮机(7)传送的不稳定的轴功稳定成低速稳定的驱动力，并传送所述鼓风机(9)；所述鼓风机(9)在所述减速器(8)的匀速带动下为篦冷机鼓风；所述鼓风机(9)可以在所述耦合器(10)的带动下为为篦冷机鼓风；所述耦合器(10)用于实现所述电机(11)与所述鼓风机(9)的耦合，当所述减速器(8)传给所述鼓风机(9)的驱动力不足时，将所述电机(11)的驱动力传递给所述鼓风机(9)；所述电机(11)用于在余热利用系统启动阶段和所述汽轮机(7)没有驱动力输出时驱动所述耦合器(10)，从而带动所述鼓风机(9)为篦冷机鼓风；所述冷凝器(12)用于将所述汽轮机(7)传送的乏汽进行冷凝，在送入所述除氧器(13)进行除氧；所述除氧器(13)用于出去冷凝水中的氧气；所述水泵(14)用于将经过除氧的冷凝水增压输送到所述汽包(6)；所述冷却塔(15)与用于产生冷却水，并在所述冷却水泵(12)的作用下，使冷却水在所述冷凝器(10)中循环；所述冷却水泵(16)用于将所述冷却塔(11)产生的冷却水输送给所述冷凝器(10)。...

【技术特征摘要】
1.一种水泥熟料生产线余热综合利用系统，其特征在于，包括：回转窑辐射热吸收罩(1)、三次风管取热装置(2)、窑头罩取热装置(3)、篦冷机(4)篦冷机取热装置(5)、气泡(6)、汽轮机(7)、减速器(8)、鼓风机(9)、耦合器(10)、电机(11)、冷凝器(12)、除氧器(13)、水泵(14)、冷凝塔(15)、冷却水泵(16)；所述回转窑辐射热吸收罩(1)设置在回转窑筒体外壁，通过对流换热、辐射散射的方式，获取回转炉内的热量，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包(5)；所述三次风管取热装置(2)安装在三次风管的中段位置，通过对流换热、辐射散射的方式，获取回转窑内的热量，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包(5)；所述窑头罩取热装置(3)安装在窑头罩内顶壁和侧壁，通过对流换热、辐射散射的方式，获取窑头罩内的热量，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包(5)；所述篦冷机(4)用于对已经烧成的高温水泥熟料进行冷却、输送；所述篦冷机取热装置(5)安装在篦冷机内顶壁和侧壁，通过对流换热、辐射散射的方式，获取篦冷机内的热量，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包(6)；所述气泡(6)中的水经过回转窑辐射热吸收罩(1)、三次风管取热装置(2)、窑头罩取热装置(3)、篦冷机取热装置(5)吸收水泥熟料余热，形成高温水流和水蒸气进入所述汽包(6)。所述汽轮机(7)在所述汽包(6)传送的高温高压水蒸气的作用下，向所述减速器(8)输送不稳定的轴功，带动所述减速器(8)运转；所述汽轮机(7)将乏汽传送给所述冷凝器(11)；所述减速器(8)用于将所述汽轮机(7)传送的不稳定的轴功稳定成低速稳定的驱动力，并传送所述鼓风机(9)；所述鼓风机(9)在所述减速器(8)的匀速带动下为篦冷机鼓风；所述鼓风机(9)可以在所述耦合器(10)的带动下为为篦冷机鼓风；所述耦合器(10)用于实现所述电机(11)与所述鼓风机(9)的耦合，当所述减速器(8)传给所述鼓风机(9)的驱动力不足时，将所述电机(11)的驱动力传递给所述鼓风机(9)；所述电机(11)用于在余热利用系统启动阶段和所述汽轮机(7)没有驱动力输出时驱动所述耦合器(10)，从而带动所述鼓风机(9)为篦冷机鼓风；所述冷凝器(12)用于将所述汽轮机(7)传送的乏汽进行冷凝，在送入所述除氧器(13)进行除氧；所述除氧器(13)用于出去冷凝水中的氧气；所述水泵(14)用于将经过除氧的冷凝水增压输送到所述汽包(6)；所述冷却塔(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏小林，杨欢，李博，潘利生，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11