CN101571356B - 隧道窑余热收集方法 - Google Patents

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Abstract

一种隧道窑余热收集方法,包括下述步骤:a、将煤矸石砖堆成条状,且每一个煤矸石砖都直接有一面布置在外部通道上;条状堆码的煤矸石砖之间留有空气流通通道;b、在辊道窑的加热部位、燃烧部位、冷却部位分别设置独立的送风系统,采用分段强制送风,并利用改变送风量的多少和氧气含量控制辊道窑内煤矸石砖燃烧环境,控制煤矸石砖的燃烧温度和控制燃烧时间;c、对冷却部位的余热进行收集;首先收集低温的气流,将窑外气流冷却处设置在窑尾部分较低温的煤矸石砖处,再将低温的气流冷却处设置在前一级温度较高的煤矸石砖处,气流经较热交换后升温后,再送至更高温度的煤矸石砖进行冷却;经过串级冷却升温,将低温的余热气流变成高热值的余热气流。

Description

隧道窑余热收集方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种在辊窑生产线上,采用可控制余热收集和串级余热收集的隧道窑 余热收集方法。
背景技术
[0002] 在现有技术中,余热烟气的收集仅限于隧道窑燃烧部分,由设置在此部分上方或 一侧的余热锅炉抽取。由于隧道窑(辊道窑)的燃烧段仅为窑体长度的1/10左右,例如煤 矸石砖窑长144米,宽4. 6米,而燃烧部分仅16米。辊道窑生产工艺要求进入窑的煤矸石 砖需缓慢的加热、缓慢的燃烧、缓慢的冷却,因此,煤矸石砖所发出的余热量分布在很大的 面积,在这大面积范围内各个阶段余热散发的量和热值也不同。由于存在这样的问题,辊道 窑能收集的余热量十分有限。
发明内容
[0003] 本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种简单、可 行、高效率的隧道窑余热收集方法。该方法既能够满足辊道窑煤矸石砖烧成工艺要求,又能 够将整个辊道窑的全部余热集中,同时将低温烟气全部变成高温烟气。
[0004] 本发明的目的可通过下述技术措施来实现:
[0005] 本发明的隧道窑余热收集方法包括下述步骤:
[0006] a、将煤矸石砖堆成条状,且每一个煤矸石砖都直接有一面布置在外部通道上;条 状堆码煤矸石砖之间留有空气流通通道;
[0007] b、在辊道窑的前部的加热点燃部位,中部的燃烧部位,后部的冷却部位分别设置 独立的送风系统,采用分段强制送风,其中燃烧段利用余热锅炉的烟气作为再热体取出煤 矸石燃烧产出的热量,同时利用改变送新风和烟气量风量的多少调整送风的氧气含量用以 控制辊道窑内煤矸石砖燃烧环境,控制煤矸石砖的燃烧温度和控制燃烧时间;
[0008] C、对冷却部位的余热进行收集:首先收集低一级的余温气流,将窖外气流冷却处 设置在窑尾部分较低温的煤矸石砖处,再将提高温度后的气流来冷却设置在前一级温度较 高的煤矸石砖处,气流经较热交换后升温后,再送至前一级更高温度的煤矸石砖进行冷却; 经过串级冷却升温,将低温的余热气流变成高热值的余热气流。
[0009] 根据隧道窑具体运行情况收集余热的混合气流(烟气与新风),可以从隧道窑顶 部送风也可从隧道窑两侧底部送风;在送风过程中,位于不同砖坯堆码间所留出的气流通 道也作相应的配合。
[0010] 本发明中设置在燃烧部位的送风系统包括二台并联设置的风机,一台风机由余热 锅炉的排烟道内抽出烟气,一台抽经过余热锅炉省煤器加热后的新鲜空气;二台风机均由 变频装置控制风量、风压。
[0011] 本发明中所述的煤矸石砖坯堆码方式为以每二块砖一排,排列成行,行与行之间 留有供气流通过的通道。
3[0012] 更具体讲:本发明余热(烟气)收集方法是这样实现的:首先将煤矸石砖的堆码 方式改变,原煤矸石砖堆码是将煤矸石砖集中堆放在一处,煤矸石砖之间留有间隙。这种方 式堆码煤矸石砖先从外部的煤矸石砖被加热,然后通过固定传导和煤矸石砖间隙内气体对 流散热,逐步传导至内部煤矸石砖。同样燃烧也是外部煤矸石砖燃烧,然后逐步传递至内 部。煤矸石砖散热也是由外至内。因此原工艺煤矸石砖十分注重堆码方式。主要是需满足 煤矸石砖缓慢的加热、燃烧和散热。这种方式有一很大的缺点即堆码在外部的煤矸石砖与 堆码在内的煤矸石砖燃烧环境不一样。外部煤矸石砖先加热燃烧冷却,然后逐传递至内部。 因此整个煤矸石砖的加热、燃烧、冷却的过程是不仅仅满足外部煤矸石砖所需要的时间,还 要拖延至传递至内部的时间。即外部加热燃烧到位后,还需要等待内部的煤矸石砖也被加 热燃烧到位,这就大大延长了煤矸石砖烧成时间。本发明煤矸石砖堆码是将煤矸石砖堆成 条状,且每一个煤矸石砖都直接有一面布置在外部通道上;条状堆码煤矸石砖之间留有空 气流通通道。这种方式使每一个煤矸石砖烧成环境是相同的进入窑内的煤矸石砖均同时被 加热,同时燃烧,同时冷却减少了从外部煤矸石砖到内部煤矸石砖的传递时间。
[0013] 辊道窑煤矸石砖燃烧时间煤矸石砖燃烧的温度有较为严格的要求,过短的燃烧时 间或过低、过高的燃烧温度都会影响煤矸石砖的质量。原辊道窑凭经验确定煤矸石砖烧成 的时间。本发明采用分段强制送风,并利用改变送风量的多少和氧气含量较为精确的控制 了辊道窑内煤矸石砖燃烧环境,精确控制煤矸石砖燃烧温度和控制燃烧时间。
[0014] 本发明在辊道窑的不同的部位即加热、燃烧、冷却部分布置有送风系统。在辊道窑 运行过程中,送风系统将根据煤矸石砖烧成的需要供给适当的风量和送风温度。送风气流 中的氧气含量也能通过调整送风系统来调整。同时辊道窑由于采用了新的堆码方式,更有 利于上述控制方式有效的发挥,充分保证了煤矸石砖的烧成质量。
[0015] 上述方法同时达到了有效收集燃烧部位余热的目的,原辊道窑为了保证煤矸石砖 在燃烧时一定的燃烧速度和燃烧温度。尽可能减少对燃烧部位的煤矸石砖的空气供应量。 这样虽满足了煤矸石砖烧成质量要求却因热气量很少而影响对煤矸石砖燃烧产生的热量 收集。本发明采用大风量进入燃烧部位,这些气流经过新堆码方式的煤矸石砖将大量的热 量带走。同时均勻的供给煤矸石砖燃烧所需要的氧气。由于进入燃烧部位的气流内的氧气 成份是被控制的,因此虽然经过煤矸石砖的气流量增加但供给氧气量却未增加。煤矸石砖 的燃烧速度不会加快。
[0016] 本发明对燃烧车位氧气供应量是这样实现的:辊道窑燃烧部位的送风系统并联二 台风机,一台风机由余热锅炉的排烟道内抽出烟气,一台抽经过余热锅炉省煤器加热后的 新鲜空气。二台风机均由变频装置控制风量、风压。变频装置由装在燃烧部位的温度传感 器和现场DDC操纵,辊道窑运行过程中通过变频调整二台风机的风量、风压。也就调整了进 入燃烧部气流的氧气量。
[0017] 本发明对冷却部位的余热收集是这样实现的,原辊道窑运行过程中,在冷却段位 将燃烧成型后的煤矸石砖慢慢冷却。辊道窑在窑的出口处装有风机,将窑外气流输入到窑 内冷却煤矸石砖。其气流在流入燃烧段位供给煤矸石砖燃烧所需要的氧气,由于冷却的气 流较大,在气流进入燃烧段位之前还要抽出一部分。原辊道窑由于冷却段位很长(40-60m)。 气流温度由低温(窑外)上升至中温。对于这部分热量收集原采取另装一个余热锅炉,分 别产出低温的蒸汽和高温的蒸汽同时使用。本发明是首先收集低温的气流。将窑外气流冷却处在窑尾部分较低温的煤矸石砖,再将低温的气流冷却处在前一级温度较高的煤矸石 砖。气流经较热交换后升温再送更高温度的煤矸石砖进行冷却。经过串级冷却升温,将低 温的余热气流变成高热值的余热气流。
[0018] 本发明的有益效果如下:
[0019] 本发明通过合理的堆码方式和分别在辊道窑的不同的段位(加热、燃烧、冷却)布 置风系,通过调整风系的送风量,及氧气含量来达到既满足辊道窑的工艺要求,又能高效率 的收集到燃烧部位的余热;在冷却段位通过较低一级余热气流来冷却高一级温度段位的煤 矸石砖再抽出较高的热风来冷却更高一级余热的串级热交换,达到将分散在冷却段位的低 温余热,大部集中变成,高温余热利用。
附图说明 [0020] 图 1-1是本发明砖坯堆码主视图(主立面)。 [0021] 图 1-2是图1-1的侧视图(侧立面)。 [0022] 图 1-3是图1-1的俯视图。 [0023] 图 1-4是图1-3中①部位局部放大图。 [0024] 图 2是本发明燃烧段位的气流组织图。 [0025] 图 2-1是图2的横断面视图。 [0026] 图 3是本发明辊道窑风道系统图。 [0027] 图 4是本发明冷却段位的气流组织图。 [0028] 图 5是另一种形式的燃烧段位气流组织 图。[0029] 图 5-1是图5的横断面视图。 [0030] 图 6是另一种形式的冷却段位气流组织 图。
具体实施方式
[0031] 本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述:
[0032] 本发明的隧道窑余热收集方法包括下述步骤:
[0033] a、将煤矸石砖堆成条状,且每一个煤矸石砖都直接有一面布置在外部通道上;条 状堆码煤矸石砖之间留有空气流通通道;
[0034] b、在辊道窑的前部的加热点燃部位,中部的燃烧部位,后部的冷却部位分别设置 独立的送风系统,采用分段强制送风,其中燃烧段利用余热锅炉的烟气作为再热体取出煤 矸石燃烧产出的热量,同时利用改变送新风和烟气量风量的多少调整送风的氧气含量用以 控制辊道窑内煤矸石砖燃烧环境,控制煤矸石砖的燃烧温度和控制燃烧时间;
[0035] C、对冷却部位的余热进行收集:首先收集低一级的余温气流,将窑外气流冷却处 设置在窑尾部分较低温的煤矸石砖处,再将提高温度后的气流来冷却设置在前一级温度较 高的煤矸石砖处,气流经较热交换后升温后,再送至前一级更高温度的煤矸石砖进行冷却; 经过串级冷却升温,将低温的余热气流变成高热值的余热气流。
[0036] 根据隧道窑具体运行情况收集余热的混合气流(烟气与新风),可以从隧道窑顶 部送风也可从隧道窑两侧底部送风;在送风过程中,位于不同砖坯堆码间所留出的气流通 道也作相应的配合。
5[0037] 本发明中设置在燃烧部位的送风系统包括二台并联设置的风机,一台风机由余热 锅炉的排烟道内抽出烟气,一台抽经过余热锅炉省煤器加热后的新鲜空气;二台风机均由 变频装置控制风量、风压。
[0038] 本发明中所述的煤矸石砖坯堆码方式为以每二块砖一排,排列成行,行与行之间 留有供气流通过的通道。
[0039] 以下结合附图对本发明作以更为详细的描述:
[0040] 如图1-1至1-4所示,本发明的煤矸石砖坯堆码方式以每二块砖一排,排列成行, 行与行之间留有供气流通过的通道,砖1、砖2均有一面朝向通道,砖与砖留有间隙,这样堆 码的砖坯,在窑内加热、燃烧、冷却均有一面直接与通道的气流作直接交换,其环境完全相 同,这样堆码的砖坯最大的优点是与通道的气通的气流热交换效率较原堆码方式要高。
[0041] 图2、图2-1所示是在燃烧车位的气流形式。烟气与新鲜空气的混合气流从主风道 3进入,经支风道4,风口 5从燃烧车位的顶部输送到燃烧砖坯间的通风通道6中。大量气 流进入通道中被燃烧的砖坯加热并因热压升到辊道窑与砖坯间的空间7中,热气流在余热 锅炉引风机形成的负压抽动下流入余热锅炉。气流的这种形式,好处是可直接较准确的调 整每一个燃烧局部所需要的气流量,使气流量可正好将燃烧砖产的热量带出。
[0042] 图3所示为辊道窑风道系统。燃烧段(燃烧车位段)8中设置有二台并联风机, 其中9是从烟道中抽出烟气,风机10是窑底部通风道中抽出经加热的新风,二台风机出风 经混流器11,混合后进入风道4。二台风机均用变频控制风量,当窑内温度过高,说明送风 中新风太多,燃烧速度过快,此时调整二风机减少新风风机10的风量,加大烟气风机9的风 量。如温度过低则相反调整二风机的风量。本发明配置现场DDC12,根据燃烧车位上的温度 传感器13测定的燃烧车位的温度自动调整二风机的风量。
[0043] 图4所示为冷却段位的气流形式。在冷却段位窑外新风先从窑尾的低位风口进入 砖坯之间的通风通道6中,经热交换后在热压的作用上上升至窑顶部通道中,在窑顶部上 方安装一台热交换器15,用来加热进入余热锅炉的水,冷却段位的风机14布置在热交换器 15之后,将经初加热的气流强制吸入热交换器15。经热交换后,仍有200°C的新风经风机 14经过风道16,风口 17再次输入到冷却段位的温度较高的部位。作新一轮的热交换。经 热交换,提高温度的热气流再次因热压上升至窑顶部。
[0044] 此时布置在窑顶的另一风口 18再次将这股热气流压入处在余热锅炉下方的砖坯 通风通道中,作第三次更高的高温热交换。经三次热交换的热风已达到余热锅炉所需要的 热值。
[0045] 图5、图5-1是同样工作原理在燃烧段位的另一种送风形式。烟气与新鲜空气气流 从主风道19经支风道20,风口 21从燃烧段位的二侧底部进入燃烧砖坯间的通风道22中。
[0046] 图6是同样工作原理在冷却段位的另一种气流形式,窑外新风先从窑二侧底部的 风口 23,直接进入砖坯间的通风道22中,经热交换后在热压的作用下,上升至窑顶部通道 中,在窑顶部上方安装一台热交换器15,用来加热进入余热锅炉的水,冷却段位的风机14 布置在热交换器15之后,将经初加热的气流强制吸入热交换器15。经热交换后,仍有200°C 的新风经风机14经过风道24,风口 25,再次输入到冷却段位的温度较高的部位。作新一轮 的热交换。经热交换,提高温度的热气流再次因热压上升至窑顶部。
6

Claims (5)

  1. 一种隧道窑余热收集方法,其特征在于:所述方法包括下述步骤:a、将煤矸石砖堆成条状,且每一个煤矸石砖都直接有一面布置在外部通道上;条状堆码的煤矸石砖之间留有空气流通通道;b、在隧道窑前部的加热点燃部位,中部的燃烧部位,后部的冷却部位分别设置独立的送风系统,采用分段强制送风,其中燃烧部位利用余热锅炉的烟气作为再热体取出煤矸石燃烧产出的热量,同时利用改变送新风和烟气量风量的多少调整送风的氧气含量用以控制隧道窑内煤矸石砖燃烧环境,控制煤矸石砖的燃烧温度和控制燃烧时间;c、对冷却部位的余热进行收集:首先收集低一级的余温气流,将窑外气流引入到隧道窑窑尾部分较低温度的煤矸石砖处,再将提高温度后的气流来冷却设置在前一级温度较高的煤矸石砖处,气流经过热交换升温后,再送至前一级更高温度的煤矸石砖进行冷却;经过串级冷却升温,将低温的余热气流变成高热值的余热气流。
  2. 2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:设置在燃烧部位的送风系统包括二台并 联设置的风机,其中一台风机从烟道中抽出烟气,另一台风机从隧道窑底部通风道中抽出 经加热的新风,二台风机的出风经混流器混合后从主风道进入,经支风道、风口从燃烧部位 的顶部输送到燃烧的煤矸石砖之间的空气流通通道中;二台风机均由变频装置控制风量、 风压。
  3. 3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的条状堆码的煤矸石砖以每二块砖 一排,排列成行,行与行之间留有供气流通过的所述空气流通通道。
  4. 4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的各段强制送风方式采取从隧道窑 顶部或从隧道窑两侧底部送风;在送风过程中,条状堆码的煤矸石砖之间所留有空气流通 通道作为相应的送风通道。
  5. 5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在冷却部位,窑外新风先从隧道窑窑尾的 低位风口进入所述条状堆码的煤矸石砖之间的空气流通通道中,经热交换后在热压的作用 下上升至隧道窑顶部通道中,在隧道窑顶部上方安装一台热交换器,用来加热进入余热锅 炉的水,冷却部位的风机布置在热交换器之后,将经初加热的气流强制吸入热交换器;经热 交换后,温度200°C的上述气流经风机、风道、风口再次输入到冷却部位前一级温度较高的 部位作新一轮的热交换;经热交换后提高温度的所述气流再次因热压上升至隧道窑顶部。
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