CN102072643B - 利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统 - Google Patents
利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统，其主要是：采用辐射热回收装置、蓄热水箱、采暖机构、制冷机构和生活热水机构等装置或机构，组成三种不同的都可以达到冷、暖、热水三联供目的的系统。本发明不仅实现了一年四季充分利用回转窑窑筒体辐射余热，为人们提供制冷、采暖的热媒水源和生活热水；而且还实现了回转窑窑筒体辐射余热进行制冷、采暖和生活热水的有机结合。该系统运行方便、可靠，可以采用智能化控制，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种余热回收利用系统，特别是回转窑的余热回收利用系统。
背景技术
回转窑设备俗称旋窑，多用于水泥建材行业和冶金行业。水泥建材行业中回转窑主要应用于水泥生料的煅烧。冶金行业中回转窑主要用于各类矿物的焙烧。因此，回转窑筒体内部温度很高，通常可以达到几千摄氏度。尽管回转窑筒体壁面采取各种保温隔热措施，如高温耐火砖、窑皮等，回转窑筒体的表面仍可以达到一定的温度。回转窑表面大都采用钢板制造而成，因此，回转窑筒体表面温度必须控制在400℃以下，否则影响回转窑筒体的安全运转。在某些特殊情况下，还会采用风机进行窑筒体表面的风冷，以降低窑筒体表面的温度。这样导致大量的余热资源被浪费，同时也造成了周围环境的热污染。目前，国内仅有一小部分水泥生产企业利用这部分余热，进行冬季采暖和四季热水供应。但是，由于窑筒体表面温度高低受环境温度的影响。到了夏季，环境温度升高，窑筒体表面温度也升高，相对于冬季而言，夏季窑筒体的余热量更大。而现有的窑筒体表面余热利用并没有考虑夏季窑筒体表面余热的利用。以直径4.6米，窑长65米的回转窑为例，夏季回转窑筒体表面平均温度为300℃左右，室外空气平均温度取40℃，夏季按7、8、9三个月计，总散热量4.5×106kcal,折标煤为6430吨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一年四季均可有效回收回转窑窑筒体辐射余热的利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统。本发明主要是：采用辐射热回收装置、蓄热水箱、采暖机构、制冷机构和生活热水机构等装置或机构，组成三种不同的都可以达到冷、暖、热水三联供目的的系统。
一、第一种工艺系统：
该系统的一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第一蓄热水箱及第一循环泵通过管路依次连接形成第一个循环回路；另一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第二蓄热水箱及第二循环泵通过管路依次连接形成第二个循环回路。最好，第一循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的入口和第二循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的入口，以及第一循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的出口和第二循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的出口之间各自设置一根带阀门的连通管路，通过控制这两联通管路阀门开关来控制两组回转窑窑筒体辐射余热回收装置产生热水温度高低和输送走向。外界自来水通过软化水补水装置为以上两个循环回路补水。该软化水补水装置主要包括有：软化水处理装置，第二给水泵，第一给水泵和软化水箱。自来水先进入软化水处理装置，经过软化处理后经过第二给水泵送至软化水箱中，然后经过第一给水泵分别送至上述第一蓄热水箱和第二蓄热水箱中。第一蓄热水箱和第二蓄热水箱分别为采暖机构、制冷机构和生活热水机构提供热媒水源。其中，第一蓄热水箱与第五循环泵入口连接，第五循环泵出口连接两个分支管路，一个分支管路连接制冷机构，另一个分支管路连接采暖机构；制冷机构和采暖机构的回水管路汇合后，与除污器进口相连，除污器出口又与第一蓄热水箱相连，形成一个回路。上述采暖机构采用散热器或者地热盘管或者地热膜等，制冷机构采用中央空调，即是由制冷机组、冷却塔、空调机组、第六循环泵和第七循环泵组成。热水通过制冷机构的给水管路送入制冷机组中，经热交换降温后送回制冷机组的回水管路；而制冷机组产生的冷冻水通过第七循环泵送至空调机组然后回到制冷机组中。上述制冷机组、冷却塔和第六循环泵通过管路连接构成冷凝水循环回路。上述第二蓄热水箱中的热水经过第三循环水泵送入生活热水机构，该生活热水机构的回水又返回第二蓄热水箱中。上述生活热水机构由第三循环泵、换热器、第四循环泵、第三蓄热水箱和生活热水装置组成。第二蓄热水箱、第三循环泵和换热器通过管路依次连接形成一个放热循环回路；自来水通入第三蓄热水箱中，然后通过第四循环泵送入换热器中被加热后，送回第三蓄热水箱中形成一个吸热循环回路，如此循环将第三蓄热水箱中的水加热，然后送至生活热水装置中，供日常生活使用。
二、第二种工艺系统：
该工艺系统基本与第一种工艺系统相同，虽然第一蓄热水箱是为采暖、制冷系统提供热媒水源。但采暖和制冷机构是采用一套中央空调机组来实现采暖和制冷。该采暖、制冷机构是由制冷机组、冷却塔、空调机组、第六循环泵和第七循环泵组成。但采暖、制冷机构的给水管路连接两个分支管路，其一连接制冷机组的入口，另一个连接空调机组的入口；经热交换降温后制冷机组的出口管路和空调机组的出口管路汇合后，连接在采暖、制冷机构的回水管路上。上述制冷机组产生的冷冻水通过第七循环泵送至空调机组然后回到制冷机组中。上述制冷机组、冷却塔和第六循环泵通过管路连接构成冷凝水循环回路。
三、第三种工艺系统：
该系统的一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、制冷机构或者采暖机构、除污器和第一循环水泵通过管路依次连接形成封闭循环系统，软化水补水装置与第一循环水泵的入口处相连。该系统的制冷机构和采暖机构与第一种工艺系统的制冷机构和采暖机构相同。另一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第二蓄热水箱和第二循环泵依次连接，构成一个循环回路。该第二蓄热水箱上还分别设有自来水进水管和与生活用热水装置相连的出水口。该循环回路的循环水直接作为窑筒体辐射余热回收的吸热介质。
上述三种工艺系统的制冷机组可以是吸收式制冷机组也可以是吸附式制冷机组。
上述三种工艺系统的一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置，可以由n个单元回转窑窑筒体辐射余热回收装置构成，1≤n≤20。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、实现了一年四季充分利用回转窑窑筒体辐射余热，为人们提供制冷、采暖的热媒水源和生活热水，实现了回转窑窑筒体辐射余热进行制冷、采暖和生活热水的有机结合。该系统运行方便、可靠，可以采用智能化控制，节能环保，
2、实现了夏季回转窑窑筒体辐射余热的利用，为人们提供舒适的工作和生活环境，节能环保。同时避免了夏季回转窑筒体超温现象，减少了回转窑筒体降温风机的使用次数，节约了电能。
3、生活热水系统中，采用软化水进行回转窑窑筒体辐射余热的回收，防止了回转窑窑筒体辐射余热回收装置因水质问题发生结垢现象，延长了回转窑窑筒体辐射余热回收装置的运行寿命。
4、整套系统制冷、采暖和生活热水联合使用，缩短了工程投资回收期限，推广性好。
附图说明
图1为本发明第一种工艺系统流程示意简图。
图2为本发明第二种工艺系统流程示意简图。
图3为本发明第三种工艺系统流程示意简图。
图4为本发明第一和第三种工艺系统生活热水机构流程示意简图。
图5为本发明第一和第三种工艺系统制冷机构流程示意简图。
图6为本发明第一和第三种工艺系统采暖机构流程示意简图。
图7为本发明第二种工艺系统采暖、制冷机构流程示意简图。
图中：1、回转窑余热回收装置 2、第一循环泵 3、第一蓄热水箱 4、第一给水泵 5、软化水水箱 6、第二给水泵 7、第二循环泵 8、第二蓄热水箱 9、软化水处理装置 10、自来水 11、第三循环泵 12、换热器 13、第四循环泵 14、第三蓄热水箱 15、生活热水装置 16、第五循环泵 17、制冷机组 18、冷却塔 19、空调机组 20、散热器 21、除污器 22、地热盘管或地热膜 23、第六循环泵 24、第七循环泵。
具体实施方式 在图1所示的利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统第一种工艺系统流程示意简图中，该系统由20个单元构成的一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第一蓄热水箱及第一循环泵通过管路依次连接形成第一个循环回路；另一组由20个单元构成的回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第二蓄热水箱及第二循环泵通过管路依次连接形成第二个循环回路，并且第一循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的入口和第二循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的入口，以及第一循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的出口和第二循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的出口之间各自设置一根带阀门的连通管路。软化水补水装置的自来水管与软化水处理装置进水口相连，该软化水处理装置的出水口通过第二给水泵与软化水箱相连，然后经过第一给水泵分别与上述第一蓄热水箱和第二蓄热水箱相连。第一蓄热水箱与第五循环泵入口连接，第五循环泵出口连接两个分支管路，一个分支管路连接制冷机构，另一个分支管路连接采暖机构；制冷机构和采暖机构的回水管路汇合后，与除污器进口相连，除污器出口又与第一蓄热水箱相连，形成一个回路。上述采暖机构采用散热器或者地热盘管或者地热膜等，如图6所示，它们的热水进口与和第五循环泵相连的一个分支管路相连，它们的回水管路与除污器相连。该第一种工艺系统的制冷机构采用中央空调，如图5所示，它是由制冷机组、冷却塔、空调机组、第六循环泵和第七循环泵组成，制冷机构热水进口与第五循环泵相连，经热交换降温后从制冷机组的回水管出来；而制冷机组产生的冷冻水通过第七循环泵送至空调机组，经热交换后回到制冷机组中。上述制冷机组、冷却塔和第六循环泵通过管路连接构成冷凝水循环回路。又在图1中，上述第二蓄热水箱中的热水经过第三循环水泵送入生活热水机构，经热交换后回水又返回第二蓄热水箱中。该生活热水机构如图4所示，是由第三循环泵、换热器、第四循环泵、第三蓄热水箱和生活热水装置组成。第二蓄热水箱、第三循环泵和换热器通过管路依次连接形成一个放热循环回路；自来水与第三蓄热水箱进水口相连，第四循环泵进口与第三蓄热水箱循环水出水口相连，第四循环泵出口与换热器进口相连，换热器被加热的循环水出口又与第三蓄热水箱循环水入口相连，生活热水装置与第三蓄热水箱出水口相连。
在图2所示的利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统第二种工艺系统流程示意简图中，该系统由10个单元构成的一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第一蓄热水箱及第一循环泵通过管路依次连接形成第一个循环回路；由10个单元构成的另一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第二蓄热水箱及第二循环泵通过管路依次连接形成第二个循环回路，并且第一循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的入口和第二循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的入口，以及第一循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的出口和第二循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的出口之间各自设置一根带阀门的连通管路。软化水补水装置的自来水管与软化水处理装置进水口相连，该软化水处理装置的出水口经过第二给水泵与软化水箱相连，然后经过第一给水泵分别与上述第一蓄热水箱和第二蓄热水箱相连。第一蓄热水箱与第五循环泵入口连接，第五循环泵出口连接一套采暖和制冷中央空调机构，如图7所示，该采暖、制冷机构是由制冷机组、冷却塔、空调机组、第六循环泵和第七循环泵组成。但采暖、制冷机构的给水管路连接两个分支管路，其一连接制冷机组的入口，另一个连接空调机组的入口；经热交换降温后制冷机组的出口管路和空调机组的出口管路汇合后，连接在采暖、制冷机构的回水管路上，与除污器进口相连，除污器出口又与第一蓄热水箱相连，形成一个回路。上述吸附式制冷机组产生的冷冻水通过第七循环泵送至空调机组然后回到制冷机组中。上述制冷机组、冷却塔和第六循环泵通过管路连接构成冷凝水循环回路。又在图2中，上述第二蓄热水箱中的热水经过第三循环水泵送入生活热水机构，该生活热水机构的回水又返回第二蓄热水箱中。该生活热水机构如图4所示，是由第三循环泵、换热器、第四循环泵、第三蓄热水箱和生活热水装置组成。第二蓄热水箱、第三循环泵和换热器通过管路依次连接形成一个放热循环回路。自来水与第三蓄热水箱进水口相连，第四循环泵进口与第三蓄热水箱循环水出水口相连，第四循环泵出口与换热器进口相连，换热器被加热的循环水出口又与第三蓄热水箱循环水入口相连，生活热水装置与第三蓄热水箱出水口相连。
在图3所示的利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统第三种工艺系统流程示意简图中，该系统由2个单元构成的一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、制冷机构或者采暖机构、除污器和第一循环水泵通过管路依次连接形成封闭循环系统。软化水补水装置与第一循环水泵的入口处相连，该软化水补水装置的自来水管与软化水处理装置进水口相连，该软化水处理装置的出水口通过第二给水泵与软化水箱相连，然后经过第一给水泵分别与上述第一蓄热水箱和第二蓄热水箱相连。上述制冷机构流程示意简图如图5所示，它是由制冷机组、冷却塔、空调机组、第六循环泵和第七循环泵组成，制冷机构热水进口与和回转窑窑筒体辐射余热回收装置出水分支管路相连，经热交换降温后送回制冷机组的回水管路；而制冷机组产生的冷冻水通过第七循环泵送至空调机组然后回到制冷机组中。上述制冷机组、冷却塔和第六循环泵通过管路连接构成冷凝水循环回路。上述采暖机构流程示意简图如图6所示，散热器、地热盘管或地热膜，它们的热水进口与和回转窑窑筒体辐射余热回收装置出水分支管路相连，它们的回水管路与除污器相连。又在图3中，由2个单元构成的另一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第二蓄热水箱和第二循环泵依次连接，构成一个循环回路。该第二蓄热水箱上还分别设有自来水进水管和与生活用热水装置相连的出水管。该循环回路内的水直接作为窑筒体辐射余热回收的吸热介质。
Claims (8)
1.一种利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统，其特征在于：该系统的一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第一蓄热水箱及第一循环泵通过管路依次连接形成第一个循环回路，另一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第二蓄热水箱及第二循环泵通过管路依次连接形成第二个循环回路，软化水补水装置的自来水管与软化水处理装置进水口相连，该软化水处理装置的出水口通过第二给水泵与软化水箱相连，然后经过第一给水泵分别与上述第一蓄热水箱和第二蓄热水箱相连，第一蓄热水箱与第五循环泵入口连接，第五循环泵出口连接两个分支管路，一个分支管路连接制冷机构，另一个分支管路连接采暖机构，制冷机构和采暖机构的回水管路汇合后，与除污器进口相连，除污器出口又与第一蓄热水箱相连，形成一个回路，上述第二蓄热水箱中的热水经过第三循环水泵送入生活热水机构，该生活热水机构的回水又返回第二蓄热水箱中。
2.一种利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统，其特征在于：该系统的一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第一蓄热水箱及第一循环泵通过管路依次连接形成第一个循环回路，另一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第二蓄热水箱及第二循环泵通过管路依次连接形成第二个循环回路，软化水补水装置的自来水管与软化水处理装置进水口相连，该软化水处理装置的出水口通过第二给水泵与软化水箱相连，然后经过第一给水泵分别与上述第一蓄热水箱和第二蓄热水箱相连，第一蓄热水箱与第五循环泵入口连接，第五循环泵出口连接一套采暖和制冷机构，上述第二蓄热水箱中的热水经过第三循环水泵送入生活热水机构，该生活热水机构的回水又返回第二蓄热水箱中。
3.一种利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统，其特征在于：该系统的一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、制冷机构或者采暖机构、除污器和第一循环水泵通过管路依次连接形成封闭循环系统，软化水补水装置与第一循环水泵的入口处相连，该软化水补水装置的自来水管与软化水处理装置进水口相连，该软化水处理装置的出水口通过第二给水泵与软化水箱相连，然后经过第一给水泵分别与上述第一蓄热水箱和第二蓄热水箱相连，另一组回转窑窑筒体辐射余热回收装置、第二蓄热水箱和第二循环泵依次连接，构成一个循环回路，该第二蓄热水箱上还分别设有自来水进水管和与生活用热水装置相连的出水口，该循环回路的循环水直接作为窑筒体辐射余热回收的吸热介质。
4.根据权利要求1或2所述的利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统，其特征在于：第一循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的入口和第二循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的入口，以及第一循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的出口和第二循环回路的回转窑窑筒体辐射余热回收装置的出口之间各自设置一根带阀门的连通管路。
5.根据权利要求1或3所述的利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统，其特征在于：上述采暖机构采用散热器或者地热盘管或者地热膜。
6.根据权利要求1或3所述的利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统，其特征在于：制冷机构采用的中央空调，即是由制冷机组、冷却塔、空调机组、第六循环泵和第七循环泵组成，制冷机构热水进口与第五循环泵相连，经热交换降温后从制冷机组的回水管出来，而制冷机组产生的冷冻水通过第七循环泵送至空调机组，经热交换后回到制冷机组中，上述制冷机组、冷却塔和第六循环泵通过管路连接构成冷凝水循环回路。
7.根据权利要求1或2所述的利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统，其特征在于：上述生活热水机构由第三循环泵、换热器、第四循环泵、第三蓄热水箱和生活热水装置组成，第二蓄热水箱、第三循环泵和换热器通过管路依次连接形成一个放热循环回路，自来水与第三蓄热水箱进水口相连，第四循环泵进口与第三蓄热水箱循环水出水口相连，第四循环泵出口与换热器进口相连，换热器被加热的循环水出口又与第三蓄热水箱循环水入口相连，生活热水装置与第三蓄热水箱出水口相连。
8.根据权利要求2所述的利用回转窑窑筒体辐射热实现冷暖热水三联供的工艺系统，其特征在于：该采暖和制冷机构是由制冷机组、冷却塔、空调机组、第六循环泵和第七循环泵组成，采暖和制冷机构的给水管路连接两个分支管路，其一连接制冷机组的入口，另一个连接空调机组的入口；经热交换降温后制冷机组的出口管路和空调机组的出口管路汇合后，连接在采暖和制冷机构的回水管路上，上述制冷机组产生的冷冻水通过第七循环泵送至空调机组然后回到制冷机组中，上述制冷机组、冷却塔和第六循环泵通过管路连接构成冷凝水循环回路。
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2011
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