本实用新型专利技术涉及一种基于相变粉体流换热器的窑炉余热利用系统，包括窑筒壁余热回收装置、粉体流换热器、粉体输送机构以及蒸汽做功机组；窑筒壁余热回收装置与粉体流换热器和粉体输送机构依次连接形成换热回路，传热介质为灌注相变蓄热材料的传热球；所述粉体流换热器的热流体出口与所述蒸汽做功机组的工质入口连接，所述蒸汽做功机组的工质出口与所述粉体流换热器的工质入口连接。采用灌注相变蓄热材料的传热球作为换热介质，工质换热的过程中温度波动比较稳定，换热器的压力负担较小，运行过程安全，机组使用寿命延长，且相变蓄热能够减少了粉体传输过程中的热量散失，余热利用率高。高。高。
【技术实现步骤摘要】
一种基于相变粉体流换热器的窑炉余热利用系统
[0001]一种基于相变粉体流换热器的窑炉余热利用系统，属于水泥厂窑筒壁余热利用
技术介绍
[0002]随着我国经济的高速发展，水泥工业作为重要的基础原料产业，实现了自身的膨胀式发展，在水泥窑生产过程中，回转窑是整个工艺的核心部分，其能耗占生产总能耗的85%以上，回转窑内温度高达上千度，窑体表面温度也有250℃~350℃甚至更高，在大量余热被浪费的同时，也增加了周围环境的热污染，因此水泥行业的节能减排关键在于回转窑处能量的高效利用。目前一般用水作为介质来回收利用窑炉的能量，后续用于生活取暖或者发电，然而水在换热过程温度波动较大对换热器的压力负担较大，容易导致机组使用寿命降低，而且水在传输过程中很容易造成热量散失，使得回转窑处热利用率降低。
技术实现思路
[0003]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于相变粉体流换热器的窑炉余热利用系统，采用灌注相变蓄热材料的传热球作为传热介质，减少粉体传输过程中的热量散失提高余热利用率。
[0004]为实现上述目的本技术采用的技术方案是：一种基于相变粉体流换热器的窑炉余热利用系统，包括窑筒壁余热回收装置、粉体流换热器、粉体输送机构以及蒸汽做功机组；所述窑筒壁余热回收装置的传热介质出口与所述粉体流换热器的传热介质入口连接，粉体流换热器的传热介质出口与所述粉体输送机构的传热介质入口连接，粉体输送机构的传热介质出口与所述窑筒壁余热回收装置的传热介质入口连接形成换热回路，所述换热回路的传热介质为若干个灌注相变蓄热材料的传热球；所述粉体流换热器的热流体出口与所述蒸汽做功机组的工质入口连接，所述蒸汽做功机组的工质出口与所述粉体流换热器的工质入口连接。
[0005]优选的，所述传热球的相变蓄热材料为石蜡，所述传热球由两块半球钢片通过螺纹连接组成，石蜡的灌注量小于传热球容积的三分之二，石蜡的灌注量为石蜡在固态时的体积。
[0006]优选的，所述传热球的直径为0.8~1.5厘米。
[0007]优选的，所述蒸汽做功机组包括汽轮机、冷凝器、工质泵、发电机以及冷却水塔，所述粉体流换热器的热流体出口与所述汽轮机的进汽口连接，所述汽轮机的输出轴与所述发电机的输入轴连接，所述汽轮机的出汽口与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口与工质泵的入口连接，所述工质泵的出口与粉体流换热器的工质入口连接形成做功回路；所述冷却水塔的出水口连接冷凝器水管入口，所述冷却水塔的进水口连接冷凝器的出口。
[0008]优选的，所述蒸汽做功机组还包括发电机集热装置，所述发电机集热装置罩设在发电机外壳周围，发电机集热装置的入口连接冷却水塔的出水口。
[0009]优选的，所述冷却水塔的出水口还设置有流量调节阀。
[0010]优选的，所述蒸汽做功机组还包括闪蒸器，所述粉体流换热器的补汽口与所述闪蒸器的入口连接，所述闪蒸器的出汽口与所述汽轮机的补汽口连接，所述闪蒸器的出液口与所述工质泵的回液通道连接。
[0011]优选的，所述粉体输送机构包括螺旋输送机和粉体输送泵，粉体流换热器的传热介质出口与所述螺旋输送机的传热介质入口连接，螺旋输送机的传热介质出口与所述粉体输送泵的传热介质入口连接，粉体输送泵的传热介质出口与所述窑筒壁余热回收装置的传热介质入口连接。
[0012]优选的，所述窑筒壁余热回收装置由至少两个围设在窑筒壁外侧的集热单元组成，集热单元内设置有多条粉体管道。
[0013]优选的，所述粉体流换热器为板式粉体流换热器，包括进料仓、出料仓、换热板和换热间，换热间设置在进料仓与出料仓之间，多个换热板垂直立于换热间，所述换热板表面设有凹槽。
[0014]与现有技术相比，上述技术方案具有如下有益效果：
[0015]1、本技术采用灌注相变蓄热材料的传热球作为换热介质，吸放热过程中相变蓄热材料产生相变，在与工质换热的过程中温度波动比较稳定，换热时蓄热材料相变产生的压力由传热球球体承担，换热器的压力负担较小，运行过程更加安全，机组使用寿命延长，且相变蓄热能够最大程度的减少粉体传输过程中的热量散失，余热利用率高。
[0016]2、加入发电机集热装置收集发电机工作产生的热能，实现余热回收梯级利用，热利用率大大提高，带来显著的经济效益。
[0017]3、加入闪蒸器，部分工质进入闪蒸器进行扩容，产生低压的饱和蒸汽对汽轮机进行补汽做功，提高了发电效率。
附图说明
[0018]图1为本技术的系统示意图。
[0019]图2换热粉体的结构示意图。
[0020]图3为窑筒壁余热回收装置的结构示意图。
[0021]图4为窑筒壁余热回收装置的主视图。
[0022]图5为粉体流换热器内部结构图。
[0023]图6为发电机集热装置结构图。
[0024]图7为发电机集热装置主视图。
[0025]其中：1、窑筒壁余热回收装置2、粉体流换热器3、螺旋输送机4、粉体输送泵5、汽轮机6、冷凝器7、工质泵8、闪蒸器9、发电机10、生活蓄热水池11、冷却水塔12、左半球体钢片13、石蜡14、右半球体钢片15、左集热单元16、右集热单元17、粉体管道18、换热板19、进水总管20、出水总管21、进料仓22、出料仓23、传热球。
具体实施方式
[0026]图1~7是本技术的最佳实施例，下面结合附图1~7对本技术做进一步说明。
[0027]实施例1：
[0028]如图1所示，本技术的一种基于相变粉体流换热器的窑炉余热利用系统包括窑筒壁余热回收装置1、粉体流换热器2、粉体输送机构和蒸汽做功机组，窑筒壁余热回收装置1在回转窑外壁平行设置，窑筒壁余热回收装置1的介质出口连接粉体流换热器2的介质入口，粉体流换热器2的介质出口连接粉体输送机构的介质入口，粉体输送机构的介质出口连接窑筒壁余热回收装置1的介质入口形成回路；粉体流换热器2 的热流体出口连接蒸汽做功机组的介质入口，蒸汽做功机组的介质出口连接粉体流换热器2的介质入口形成做功回路。
[0029]具体的 ，粉体输送机构包括螺旋输送机3和粉体输送泵4，粉体流换热器2的介质出口连接螺旋输送机的介质入口，螺旋输送机3的介质出口连接粉体输送泵4的介质入口，粉体输送泵4的介质出口连接窑筒壁余热回收装置1的介质入口。
[0030]蒸汽做功机组包括汽轮机5、冷凝器6、工质泵7、发电机9和冷却水塔11，粉体流换热器2的热流体出口与汽轮机5的进汽口连接，汽轮机5的输出轴与发电机9的输入轴连接，汽轮机5的出汽口与冷凝器6的入口连接，冷凝器6的出口与工质泵7的入口连接，工质泵7的出口与粉体流换热器2的工质入口连接形成回路，冷却水塔11对冷凝器6提供循环冷水，冷却水塔11的出水口连接冷凝器6的水管入口，完成换热后从水管出口返回到冷却水塔11，冷却水塔11的出水口还设置有流量调节阀，冷却水塔11提供的循环冷水可以提高换热效率。
[0031]汽轮机5做功利用发电机9发电对系本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于相变粉体流换热器的窑炉余热利用系统，其特征在于：包括窑筒壁余热回收装置（1）、粉体流换热器（2）、粉体输送机构以及蒸汽做功机组；所述窑筒壁余热回收装置（1）的传热介质出口与所述粉体流换热器（2）的传热介质入口连接，粉体流换热器（2）的传热介质出口与所述粉体输送机构的传热介质入口连接，粉体输送机构的传热介质出口与所述窑筒壁余热回收装置（1）的传热介质入口连接形成换热回路，所述换热回路的传热介质为若干个灌注相变蓄热材料的传热球（23）；所述粉体流换热器（2）的热流体出口与所述蒸汽做功机组的工质入口连接，所述蒸汽做功机组的工质出口与所述粉体流换热器（2）的工质入口连接。2.根据权利要求1所述的一种基于相变粉体流换热器的窑炉余热利用系统，其特征在于：所述传热球（23）的相变蓄热材料为石蜡（13），所述传热球（23）由两块半球钢片通过螺纹连接组成，石蜡（13）的灌注量小于传热球（23）容积的三分之二，石蜡（13）的灌注量为石蜡（13）在固态时的体积。3.根据权利要求1或2所述的一种基于相变粉体流换热器的窑炉余热利用系统，其特征在于：所述传热球（23）的直径为0.8~1.5厘米。4.根据权利要求1所述的一种基于相变粉体流换热器的窑炉余热利用系统，其特征在于：所述蒸汽做功机组包括汽轮机（5）、冷凝器（6）、工质泵（7）、发电机（9）以及冷却水塔（11），所述粉体流换热器（2）的热流体出口与所述汽轮机（5）的进汽口连接，所述汽轮机（5）的输出轴与所述发电机（9）的输入轴连接，所述汽轮机（5）的出汽口与所述冷凝器（6）的入口连接，所述冷凝器（6）的出口与工质泵（7）的入口连接，所述工质泵（7）的出口与粉体流换热器（2）的工质入口连接形成做功回路；所述冷却水塔（11）的出水口连接冷凝器（6）水管入口，所述冷却水塔（11...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙珂，朱波，刘忠宝，吴阳池，胡庆银，郄志鹏，岳晓娜，孙晗，
申请(专利权)人：山东东华科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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