本发明专利技术公开了一种用于回转窑筒体余热回收的集热装置，该回转窑筒体的一侧在前后方向上依次排列至少一组的呈半圆筒形的集热板组；该回转窑筒体的另一侧则在前后方向上依次排列相应数量的呈半圆筒形的集热板组；每相邻两组集热板组之间均设有一线形空白区域，所述回转窑筒体的冷却风机位于一所述线形空白区域内，所述回转窑筒体的红外温度探测仪的扫描区域同样位于一所述线形空白区域内；每一集热板组包括至少两块的集热板，其通过集热板中设置的板芯吸热表面吸收回转窑筒体散发的热量，并通过在集热板的耐高温管中流动的吸热工质将热量传递给换热装置。该种集热装置利用筒体表面余热的效率高，被回收的热量占筒体表面散失热量的比重大。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种集热装置，特别地涉及一种用于回转窑筒体余热回收的集热装置。
技术介绍
现已投产运行的回转窑(水泥窑、冶金化工窑和石灰窑等)几乎都没有进行筒体表面余热回收，致使大量的热能白白散失。目前，国内只有不到20座回转窑进行了筒体表面余热回收尝试，所用的方法分别是图1所示的全包围式中空换热夹套制取热水/热空气系统、图2所示的半包围式管式换热罩制取热水系统以及图3所示的全包围全封闭式加热罩制取蒸汽系统。这三种系统各有优缺点，具体如下1、全包围式中空换热夹套全包围式中空换热夹套是在回转窑筒体上设有分段全包围回收夹套2’，余热回收夹套2’与筒体1’为同心圆，夹套2’与筒体1’外表面之间留有空气流动的间隙，水或风管道连接每一段夹套2’。这种方式的优点在于结构简单、投资小，对筒体1’的全包围会部分约束空气对流的速度，间隙内对流空气的温度升高，有利于提高间隙内对流空气与换热介质的温差，对提高换热介质温度有利。缺点在于间隙层的空气是流动的，大部分热量随空气散失，且空气的换热效率很低。虽然部分红外辐射能也可以吸收，但夹套材料的辐射吸收率低。总体换热效率低下，受环境温度和回转窑工况影响大。同时，筒体1’表面与夹套2’之间的间隙层空气温度的升高会导致筒体散热不畅，进而影响回转窑的正常生产。此外，对于目前绝大部分采用红外扫描温度探测仪的回转窑来说，这种方式使其无法对筒体表面进行扫描探测表面温度，给生产工艺带来重大负面影响。2、半包围式管式换热罩半包围式管式换热罩使用钢管及管件做成蛇形管，表面涂黑色涂料，将其固定在弯成一定曲度(与筒体成同心圆弧)的钢板上并敷以保温材料，做成面积不等的换热罩2’， 换热罩2’用钢结构做成支撑罩在窑筒体1’上半圆周上。工作时，软化水进入蛇形管吸收窑体辐射热和空气对流热变成热水(甚至含有蒸汽)，通过强制循环系统输送至循环水箱， 然后再通过热交换器再次换热成生活用水，或直接输送至吸收式溴化锂制冷机制冷用，以及其他用途。这种方式的优点如下其一，属于强制循环系统，方便对换热介质的出口温度进行调节控制；其二，加装二次换热系统可以多用户使用回收余热，系统柔性好；其三，半包围式结构几乎不影响筒体散热和红外扫描温度探测仪的正常使用，不影响回转窑的正常工作。缺点在于只有钢管截面积的总和为有效吸热面，换热面积小，回收的热量占筒体总辐射散热的比例很低，换热介质出口温度一般不高于100°c，会受热量的后续利用用途限制很大，尤其是低温差二次换热，热损大，系统换热效率低。3、全包围全封闭式加热罩全包围全封闭式加热罩的换热装置由换热罩2’、换热罩两端密封结构和窑筒体 1’共同组成，形成密封的换热腔。换热罩2’通过滑轮安装在4个导轨上，每个导轨的两端带有可调整的限位装置。换热罩2’不随窑转动但可通过两端密封装置传递推力后跟随窑的“上行”或“下行”滑移。设置测温窗，满足对窑筒体1’的红外测温要求。密封结构由“柔性联接”与窑筒体1’上的动密封环、装设在换热罩2’上的可自动推进的静密封环、静性密封环和主、副密封用盘根组成。换热罩2’输入水或蒸汽作为介质换热，输出饱和/过热蒸汽共低温余热发电系统汽轮机补汽和汽包补汽或其它用途。这种方式的优点在于其一，换热罩段的换热效率高；其二，蒸汽用于发电系统补汽，有利于提高发电系统的稳定性和热循环效率，经济效益明显；其三，筒体表面温度低，避免筒体温度超高。缺点在于其一，水汽直接与筒体接触，加速筒体氧化，影响回转窑的使用寿命；其二，筒体温降大，导致筒体内外表面的温差大，加速窑内热量的散失，进而影响到回转窑内熟料烧成工艺的变化，能耗上升，悖于节能降耗的初衷；其三，密封要求极高，很难避免泄漏，加上水泥生产波动性大，输出蒸汽参数很不稳定，控制困难，设备维修量大，备件费用昂贵；其四，尽管设置了滑移系统，但能否及时响应窑体的瞬时震动或形变存疑；其五，尽管设置了测温窗口，方便红外测温仪的工作，但由于罩内工质的流动变化和测温窗的敷面材料的影响，必将产生较大的测温误差，必须将红外测温仪的数据进行调整并修正，但是，这种需要长时间的大量实践经验作为参考才能完成，在完成修正以前，很难通过误差极大的测温数据推算窑内工况，对烧成工艺的影响也许是很长时间的，这无疑会导致产品质量的波动甚至产生大量废品，得不偿失。一旦水/汽循环系统发生故障，势必将停窑处理， 影响回转窑的运转率，如处置不及时，甚至会发生红窑乃至窑体变形的严重后果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于回转窑筒体余热回收的集热装置，该种集热装置能够吸取上述技术背景的长处，克服上述技术背景的不足，其利用筒体表面余热的效率高，被回收的热量占筒体表面散失热量的比重大。本专利技术采用如下技术方案一种用于回转窑筒体余热回收的集热装置，该回转窑筒体的一侧在前后方向上依次排列至少一组的呈半圆筒形的集热板组，形成一第一集热罩，该回转窑筒体的另一侧则在前后方向上依次排列相应数量的呈半圆筒形的集热板组，形成一第二集热罩，该第一集热罩和第二集热罩与该回转窑筒体呈同心圆分布；每相邻两组集热板组之间均设有一用以形成空气对流供筒体散热的线形空白区域，所述回转窑筒体的冷却风机位于一所述线形空白区域内，所述回转窑筒体的红外温度探测仪的扫描区域同样位于一所述线形空白区域内；每一集热板组包括至少两块的集热板，其通过集热板中设置的板芯吸热表面吸收回转窑筒体散发的热量，并通过在集热板的耐高温管中流动的吸热工质将热量传递给换热装置；各个集热板的板芯吸热表面距离回转窑筒体外表面的距离为10 30cm。使用时，利用安装在距回转窑筒体表面一段距离的集热板将高温筒体表面辐射的红外线转化成热能，加热集热板内流动的吸热工质，吸热后的工质经过耐高温管输出，高温吸热工质可以直接利用或通过换热器进行二次换热成水蒸汽、水或其它工质供用户如供暖、制冷、生活用水、参与余热发电系统热力循环等使用。在推荐的实施例中，同一集热板组内的集热板耐高温管相互连通形成一导热通路。在推荐的实施例中，同一集热板组内，每相邻两块集热板之间均设有一供筒体散热的间隙。在推荐的实施例中，所述集热板组导热通路的工质进入口设有流量控制阀和流量检测装置，其工质流出口则设有温度检测装置、压力检测装置、压力泄放装置和工质排空装置。在推荐的实施例中，每两组集热板组两两相对地设置在回转窑筒体的上下两侧， 位于上侧的集热板组由第一钢架固定成一上集热罩，位于下侧的集热板组由第二钢架固定成一下集热罩。在推荐的实施例中，每两组集热板组两两相对地设置在回转窑筒体的左右两侧， 位于左侧的集热板组由第三钢架固定成一左集热罩，位于右侧的集热板组由第四钢架固定成一右集热罩。在推荐的实施例中，还包括用以调节第一钢架和第二钢架高度的电动升降/滑动机构、或液压升降/滑动机构，通过调节升降/滑动机构的高度或距离，适当调节上下集热罩或左右集热罩的集热板与筒体外表面的距离。在推荐的实施例中，还可以根据需要将各个集热板组设置成串联或并联结构，以应对环境温度和回转窑烧成工况变化，确保系统安全和控制导热工质出口温度稳定。在推荐的实施例中，第一集热罩或第二集热罩中的各个集热板组的耐高温管进一步串联或并联成一导热通路，并形成一工质总进入口和一工质总流出口，该工质总进入口设有流量控制阀和流量检测装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于回转窑筒体余热回收的集热装置，其特征在于：该回转窑筒体的一侧在前后方向上依次排列至少一组的呈半圆筒形的集热板组，形成一第一集热罩；该回转窑筒体的另一侧则在前后方向上依次排列相应数量的呈半圆筒形的集热板组，形成一第二集热罩，该第一集热罩和第二集热罩与该回转窑筒体呈同心圆分布；每相邻两组集热板组之间均设有一用以形成空气对流供筒体散热的线形空白区域，所述回转窑筒体的冷却风机位于一所述线形空白区域内，所述回转窑筒体的红外温度探测仪的扫描区域同样位于一所述线形空白区域内；每一集热板组包括至少两块的集热板，其通过集热板中设置的板芯吸热表面吸收回转窑筒体散发的热量，并通过在集热板的耐高温管中流动的吸热工质将热量传递给换热装置；各个集热板的板芯吸热表面距离回转窑筒体外表面的距离为１０～３０ｃｍ。
【技术特征摘要】
1.一种用于回转窑筒体余热回收的集热装置，其特征在于该回转窑筒体的一侧在前后方向上依次排列至少一组的呈半圆筒形的集热板组，形成一第一集热罩；该回转窑筒体的另一侧则在前后方向上依次排列相应数量的呈半圆筒形的集热板组，形成一第二集热罩，该第一集热罩和第二集热罩与该回转窑筒体呈同心圆分布；每相邻两组集热板组之间均设有一用以形成空气对流供筒体散热的线形空白区域，所述回转窑筒体的冷却风机位于一所述线形空白区域内，所述回转窑筒体的红外温度探测仪的扫描区域同样位于一所述线形空白区域内；每一集热板组包括至少两块的集热板，其通过集热板中设置的板芯吸热表面吸收回转窑筒体散发的热量，并通过在集热板的耐高温管中流动的吸热工质将热量传递给换热装置；各个集热板的板芯吸热表面距离回转窑筒体外表面的距离为10 30cm。2.根据权利要求1中所述的用于回转窑筒体余热回收的集热装置，其特征在于同一集热板组内的集热板耐高温管相互连通形成一导热通路。3.根据权利要求2中所述的用于回转窑筒体余热回收的集热装置，其特征在于同一集热板组内，每相邻两块集热板之间均设有一供筒体散热的间隙。4.根据权利要求2中所述的用于回转窑筒体余热回收的集热装置，其特征在于所述集热板组导热通路的工质进入口设有流量控制阀和流量检测装置，其工质流出口则设有温度检测装置、压力检测装置、压力泄放装置和工质排空装置。5.根据权利要求4中所述的用于回转窑筒体...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘小琴，邱冬，
申请(专利权)人：刘小琴，邱冬，
类型：发明
国别省市：92
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