CN102141345A - 隧道窑对流辐射余热利用系统 - Google Patents

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Abstract

一种隧道窑对流辐射余热利用系统，属于余热利用领域，主要解决隧道窑的节能减排问题。它包括内设汽水分离器的集气包及通过上升管和下降管连通集气包的一组或多组换热单元；每一组换热单元由上集箱和下集箱及左、右水冷壁管组所组成，在集气包上还设有软化水补充管路和饱和蒸汽利用管路。试验表明可以回收隧道窑生产所需总热能的70％，大大提高了能源的利用率，降低了生产成本，有利于环保，还提供了饱和蒸汽或过热蒸汽副产品，为企业节能减排提供了新途径。

Description

隧道窑对流辐射余热利用系统
技术领域
本发明属于余热利用领域，具体的说是一种隧道窑对流辐射余热利用系统。
背景技术
隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备，广泛用于陶瓷产品的焙烧生产，在磨料等冶金行业中也有应用。隧道窑一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，底部铺设的轨道上运行着窑车。隧道窑包括预热带、烧成带和冷却带三部分。燃烧设备设在隧道窑的中部两侧，构成了固定的高温带--烧成带，燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带。在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段的制品，这一段便构成了隧道窑的冷却带。工作时，在台车上放置装入制品的匣钵，连续地由预热带的入口慢慢地推入，而载有烧成品的台车，就由冷却带的出口渐次被推出来。
在制品烧制过程中，需要提供大量热能，而在这些热能中，被制品或窑体吸收的热量约占30％，其余约占70％的热能在冷却带被鼓入的冷风经抽风系统排出，如果这些热能不被充分利用，不仅浪费大量能源、增加生产成本、还增加了对大气环境的影响。因此如何充分利用这部分热能是利用隧道窑生产企业的当务之急。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种隧道窑对流辐射余热利用系统，该系统装置可以将冷却带产生余热汇集，以饱和蒸气或过热蒸汽的形式再次利用，以实现节能和降低制品成本的目的。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：隧道窑对流辐射余热利用系统，它包括内设汽水分离器的集气包及通过上升管和下降管连通集气包的一组或多组换热单元；每一换热单元包括一个位于隧道内壁上方的上集箱和分别位于隧道内壁下方的左右两个下集箱；在所述的左下集箱与上集箱之间连通有左水冷壁管组，在右下集箱与上集箱之间连通有右水冷壁管组，左、右水冷壁管组呈对称式沿隧道内壁设置；所述的上升管上端连通至集气包的上部，上升管下端连通至上集箱的上部；所述的下降管分为右下降管和左下降管，两个下降管的上端连通至集气包的下部，下降管下端连通至下集箱的上部；所述的集气包上还设有软化水补充管路和饱和蒸汽利用管路。
进一步地，所述的饱和蒸汽利用管路连接饱和蒸汽利用端，用于采暖、炊事等目的。
或者，所述的饱和蒸汽利用管路接位于隧道窑内的过热蒸汽发生器，过热蒸汽发生器上的过热蒸汽排出口连接过热蒸汽利用端，用于发电等目的。
在上述方案中，所述的上升管和下降管均可设置多个，彼此并列设置。
进一步地，所述的换热单元为多个，呈并联式沿隧道窑生产线顺次排列，位于隧道窑窑尾的换热单元其多个下降管上部沿窑尾的内壁在高度方向上渐次分布。
在上述方案中，所述的左水冷壁管组和右水冷壁管组均分为内外两排，外排水冷壁管与下集箱的连接位置高于内排水冷壁管与下集箱的连接位置。
本发明的有益效果是：由于左水冷壁管组和右水冷壁管组能够充分地利用对流和辐射进行热交换，不仅有利于冷却带对制品的冷却，还充分利用了隧道窑的余热。试验表明可以回收隧道窑生产所需总热能的70％，大大提高了能源的利用率，降低了生产成本，有利于环保，还提供了饱和蒸汽或过热蒸汽副产品，为企业节能减排提供了新途径。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2本发明的换热单元的一种结构示意图；
图3是本发明的过热蒸汽发生器的结构示意图；
图4是本发明的换热单元的另一种结构示意图。
附图标记说明：1集气包，2上升管，3下降管，4上集箱，5下集箱，6过热蒸汽发生器，7窑尾的换热单元，8管接口，9管路，31右下降管，32左下降管，51右下集箱，52左下集箱，71右水冷壁管组，72左水冷壁管组，711右水冷壁管组(外)712右水冷壁管组(内)，721左水冷壁管组(内)，722左水冷壁管组(外)。
具体实施方式
图1所示为具有多组换热单元的隧道窑对流辐射余热利用系统。它包括内设汽水分离器的集气包1及通过上升管2和下降管3连通集气包的多组换热单元；多组换热单元呈并联式沿隧道窑生产线顺次排列。
如图2，每一换热单元由上集箱4和下集箱5及左、右水冷壁管组所组成。上集箱4位于隧道内壁上方，下集箱5左右各一个，分别位于隧道内壁下方。在所述的左下集箱52与上集箱4之间连通有左水冷壁管组72，在右下集箱51与上集箱4之间连通有右水冷壁管组71，左、右水冷壁管组呈对称式沿隧道内壁设置，呈拱形。上升管2上端连通至集气包1的上部，其管接口8位于集气包1的液面之上。上升管2下端连通至上集箱4的上部；所述的下降管分为右下降管31和左下降管32且分别位于隧道窑的两侧，两个下降管的上端连通至集气包1的下部，下降管下端连通至下集箱的上部。每一换热单元的上升管和下降管均可设置多个，彼此并列设置，分别连接集气包或者各自汇总后连接集气包。
集气包1上还设有软化水补充管路和饱和蒸汽利用管路。软化水补充管路用于向系统内补充水，以弥补系统内因蒸汽被利用而产生的水的消耗。饱和蒸汽利用管路根据该蒸汽的实际使用目的来决定所连接的设备，如饱和蒸汽用于采暖、炊事等目的，饱和蒸汽利用管路则连接饱和蒸汽利用端。如图3，如用于发电目的，饱和蒸汽利用管路则通过管路9连接一位于隧道窑内的过热蒸汽发生器6，过热蒸汽发生器上的过热蒸汽排出口连接过热蒸汽发电系统。
根据需要，左水冷壁管组和右水冷壁管组均分为内外两排，具体分为：右水冷壁管组(外)711、右水冷壁管组(内)712、左水冷壁管组(内)721、左水冷壁管组(外)722。外排水冷壁管与下集箱的连接位置高于内排水冷壁管与下集箱的连接位置。采取这种方式，水冷壁管组(内)主要利用热辐射进行热交换；水冷壁管组(外)主要利用热对流进行热交换。
多组换热单元的结构不一定完全相同，如图4，在位于隧道窑窑尾的换热单元7的多个下降管上部沿窑尾的内壁在高度方向上渐次分布，主要是适应隧道窑的内壁形状。
使用时，左水冷壁管组72和右水冷壁管组71进行热交换后，升温厚的汽水混合物进入上集箱4，然后在经上升管2进入集气包的上部饱和蒸气部分，集气包内的饱和蒸汽利用管路根据该蒸汽的实际使用目的来决定所连接的设备，集气包内的液体部分经下降管3进入下集箱，由下集箱进入左水冷壁管组72和右水冷壁管组71再次进行热交换。如此循环，系统内软化水的补充由设置于集气包1上的软化水补充管路负责。
本发明未详细说明部分为现有技术。

Claims (7)

1.隧道窑对流辐射余热利用系统，其特征是，它包括内设汽水分离器的集气包及通过上升管和下降管连通集气包的一组或多组换热单元；每一换热单元包括一个位于隧道内壁上方的上集箱和分别位于隧道内壁下方的左右两个下集箱；在所述的左下集箱与上集箱之间连通有左水冷壁管组，在右下集箱与上集箱之间连通有右水冷壁管组，左、右水冷壁管组呈对称式沿隧道内壁设置；所述的上升管上端连通至集气包的上部，上升管下端连通至上集箱的上部；所述的下降管分为右下降管和左下降管，两个下降管的上端连通至集气包的下部，下降管下端连通至下集箱的上部；所述的集气包上还设有软化水补充管路和饱和蒸汽利用管路。
2.根据权利要求1所述的隧道窑对流辐射余热利用系统，其特征是，所述的饱和蒸汽利用管路连接饱和蒸汽利用端。
3.根据权利要求1所述的隧道窑对流辐射余热利用系统，其特征是，所述的饱和蒸汽利用管路接位于隧道窑内的过热蒸汽发生器，过热蒸汽发生器上的过热蒸汽排出口连接过热蒸汽利用端。
4.根据权利要求1或2或3所述的隧道窑对流辐射余热利用系统，其特征是，所述的上升管和下降管均可设置多个，彼此并列设置。
5.根据权利要求4所述的隧道窑对流辐射余热利用系统，其特征是，所述的换热单元为多个，呈并联式沿隧道窑生产线顺次排列.
6.根据权利要求5所述的隧道窑对流辐射余热利用系统，其特征是，位于隧道窑窑尾的换热单元其多个下降管上部沿窑尾的内壁在高度方向上渐次分布。
7.根据权利要求1所述的隧道窑对流辐射余热利用系统，其特征是，所述的左水冷壁管组和右水冷壁管组均分为内外两排，外排水冷壁管与下集箱的连接位置高于内排水冷壁管与下集箱的连接位置。
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