CN102607260B - 一种对流式鳍片管结构的回转窑余热回收装置 - Google Patents

Abstract

对流式鳍片管结构的回转窑余热回收装置，它主要由鳍片蛇形管受热面、保温壳体、对流窗组成，所述的鳍片蛇形管受热面由异形换热鳍片管制作成半圆形壳体并罩在回转窑筒体上方，使鳍片蛇形管受热面与转窑筒体壁面之间形成有150~250mm的空气流通通道；在所述鳍片蛇形管受热面的外侧设置有保温壳体，在该保温壳体的上面设有可使热空气对流流动的对流窗；所述的鳍片蛇形管受热面A采用弧形疏形板和U型瓦板支撑固定在保温壳体上面，并与保温壳体之间形成有热空气流动的通道；所述的保温壳体由弧形钢板内衬保温材料组成，在所述保温壳体上面采用钢板及型钢件固定有所述的对流窗；它具有结构简单，使用方便，能有效回收回转窑余热，能降低转窑筒体的壁温，使转窑运行更加安全等特点。

Description

一种对流式鳍片管结构的回转窑余热回收装置

技术领域

本发明涉及的是一种对流式鳍片管结构的回转窑余热回收装置，属于回转窑余热利用技术领域。

背景技术

回转窑是指旋转煅烧窑（俗称旋窑），在建材、冶金、化工、环保等许多生产行业中，广泛地使用回转圆备对固体物料进行机械、物理或化学处理，这类设备被称为回转窑。回转窑按处理物料不同可分为水泥窑、冶金化工窑和石灰窑。回转窑主要设备中的回转窑筒体11，其外表面温度在350℃左右向大气中散热，目前采用最广泛的方式是冷却风机12在回转窑筒体11表面鼓风，用以降低筒体表面温度（见附图1），防止筒体表面温度过高损坏设备，该方式的主要缺点是由于冷却风机额外的增加了能耗，而且向大气中排放了废热。

随着最近几年节能减排的开展，在水泥窑回转窑领域出现了余热回收装置，目前来看主要有两种方式：

    1全封闭式筒体换热罩，在回转窑筒体上分段设置若干换热罩，换热罩外表面设有保温层，换热罩两端与回转窑筒体之间设有密封装置，换热罩内表面与回转窑筒体外表面通过密封装置形成密封的换热腔，将回转窑筒体整体封闭起来，利用辐射吸热。其运行后主要存在以下问题，辐射换热与温度的四次方成正比的关系，当物体表面温度低于300℃时，其辐射换热的效果会大大降低，另外将回转窑筒体整体外包会在一定程度上影响筒体的散热，对于使用普通碳钢材质的回转窑筒体使其壁温升高，会影响回转窑筒体的使用寿命，存在一定的安全隐患。

    2半封闭式筒体换热罩，通过在回转窑上方安装弧形集热器，收集利用回转窑筒体的辐射热能。主要利用无缝钢管及管件做成蛇形管，将其固定在弯曲成一定曲度的钢板上并敷以保温材料，做成面积不等的换热罩，换热罩用钢架结构做支撑罩在窑筒体上半圆周上。该形式的换热罩也是利用辐射换热的原理吸收余热。

半封闭式同样也存在封闭腔体，内部空气不便于流通，一定程度上使筒体的表面温度上升，影响筒体使用寿命存在一定的安全风险。如果采用更换筒体材料，将会有很高昂的费用，得不偿失。

以上两种余热回收装置基本是通过辐射来达到吸热的目的，只有在物体的温度差别较大时，辐射传热才能成为主要的传热方式，因此回转窑的筒体表面能够利用的辐射热能非常有限。同时在有封闭的腔体时，腔体内的热空气流动性较差，如果没有对流的结构和热面的布置，将不能吸收由于热空气的流动而进行的对流换热，在没有回转窑筒体余热回收装置使用之前，我们知道回转窑筒体的表面热量大部分是通过空气的对流带走的，因此我们想采取一种设备既能够吸收回转窑筒体的辐射热能，又能够吸收由空气带走的对流热能，进一步的提高余热利用率，降低余热利用的成本。全封闭式筒体换热罩在一定程度上影响了回转窑筒体的散热，对筒体材料要求非常高，并且影响筒体的使用寿命，其推广性收到一定程度的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构简单，使用方便，能有效回收回转窑余热，能降低转窑筒体的壁温，使转窑运行更加安全的对流式鳍片管结构的回转窑余热回收装置。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要由鳍片蛇形管受热面、保温壳体、对流窗组成，所述的鳍片蛇形管受热面由异形换热鳍片管制作成半圆形壳体并罩在回转窑筒体上方，使鳍片蛇形管受热面与转窑筒体壁面之间形成有150~250mm的空气流通通道；在所述鳍片蛇形管受热面的外侧设置有保温壳体，在该保温壳体的上面设有可使热空气对流流动的对流窗。

所述的鳍片蛇形管受热面采用弧形疏形板和U型瓦板支撑固定在保温壳体上面，并与保温壳体之间形成有热空气流动的通道。

所述的保温壳体由弧形钢板内衬保温材料组成，在所述保温壳体上面采用钢板及型钢件固定有所述的对流窗。

本发明可以将较低温度的水介质，加热成饱和温度或者100℃左右的热水；在北方地区该部分热水可以用来取暖，满足厂区建筑的冬季取暖要求；在南方地区可以与其他的余热利用设备组成联合发电系统，相比没有投入回转窑余热利用的设备发电量将有显著提高；具有结构简单，使用方便，能有效回收回转窑余热，能降低转窑筒体的壁温，使转窑运行更加安全等特点。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明的余热回收换热示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图2、3所示，本发明主要由鳍片蛇形管受热面21、保温壳体22、对流窗23组成，所述的鳍片蛇形管受热面21由异形换热鳍片管制作成半圆形壳体并罩在回转窑筒体上方，使鳍片蛇形管受热面21与回转窑筒体24壁面之间形成有150~250mm的空气流通通道；在所述鳍片蛇形管受热面21的外侧设置有保温壳体22，在该保温壳体22的上面设有可使热空气对流流动的对流窗23。

图中所示的鳍片蛇形管受热面21采用弧形疏形板和U型瓦板支撑固定在保温壳体22上面，并与保温壳体22之间形成有热空气流动的通道。

所述的保温壳体22由弧形钢板内衬保温材料组成，在所述保温壳体22上面采用钢板及型钢件固定有所述的对流窗23。

本发明所述的对流式鳍片管结构回转窑余热回收装置在吸收筒体辐射热的同时，利用自身的对流装置将对流的热空气热量通过对流换热的方式吸收掉，使整个装置能够连续、稳定、安全、高效的回收转窑筒体的散热，同时可靠的降低回转窑筒体24的壁温，使转窑运行更加安全，大力推进整个转窑行业的节能减排技术。

余热回收原理：

本装置利用半圆形壳体罩在回转窑筒体上方，筒体上部开有对流窗。跟回转窑筒体首先接触的是空气，空气在回转窑筒体表面被加热到一定温度，在自然拔风或鼓风的影响下，空气向上方流动，形成对流，使蛇形鳍片管与空气形成对流换热，即筒体表面热空气与蛇形鳍片管对流热传递25，将管内的介质加热。

另一方面，回转窑筒体24同时向外散发辐射热，即筒体表面辐射热传递26，带有保温的蛇形鳍片管壳体将散发的辐射热吸收，使管内介质温度升高，由于管内的水介质在给水泵的作用下是不断流动的，因此能够形成一定的温压，使得回转窑筒体的余热能够不断的被吸收。因辐射热的吸收情况取决于两黑体表面的角系数，采用鳍片蛇形管结构，具有非常大的延展表面积，使得辐射换热的效果更佳。

实施例：

本发明主要由鳍片蛇形管受热面21、保温壳体22、对流窗23组成，见附图2所示，鳍片管是异形换热元件，可大大扩展换热元件的换热面积，按转窑的外形，将鳍片蛇形管受热面A特殊制作成半圆弧形，使其与转窑筒体面有150~250mm的空气流通通道；在鳍片管外侧设有形成热空气流动的通道，最外层设有兼保温、固定作用的保温壳体22；在最顶部设有可使热空气对流流动的、可调节的、防雨的对流窗23。

鳍片蛇形管受热面21：是由鳍片管构成，组装成蛇形管，同时满足整体弧形的结构，利用弧形疏形板和U型瓦板支撑固定在保温壳体22上面，其主要的特点是利用其充分的扩展受热面：

1、              在保证同等受热面积的前提下节约设备成本。

2、              利用其自身结构特性形成稳定、充分混合的对流腔体。

保温壳体22：由弧形钢板内衬保温材料组成，主要作用是固定鳍片蛇形管受热面21，防止外部冷空气进入，有利于回转窑筒体的余热回收，同时具有防雨功能，保护鳍片蛇形管受热面A受到雨水的侵蚀。同时采用壳体的结构便于运输和现场的安装，整个壳体分片运输，现场组装后即可吊装完成。

对流窗23：是本装置必不可少的结构，采用钢板及型钢件固定在保温壳体22上面，利用自然拔风和回转窑筒体旋转携带空气对流的特性，将回转窑筒体附近的热空气循环起来，形成对流特性，使鳍片管受热面能够更好地吸收余热，同时对流窗23具有调节功能，其与保温壳体22之间的间隙大小决定了对流量的大小，其间隙大则空气对流更快，反之则会慢一些，通过调节功能使整个装置既能够有效的吸热，同时又能有效的避免回转窑筒体壁温过高的问题。

Claims (1)

1.一种对流式鳍片管结构的回转窑余热回收装置，它主要包括鳍片蛇形管受热面（21）、保温壳体（22）、对流窗（23），其特征在于所述的鳍片蛇形管受热面（21）由异形换热鳍片管制作成半圆形壳体并罩在回转窑筒体上方，使鳍片蛇形管受热面（21）与回转窑筒体壁面之间形成有150~250mm 的空气流通通道；在所述鳍片蛇形管受热面（21）的外侧设置有保温壳体（22），在该保温壳体（22）的上面设有可使热空气对流流动的对流窗（23）；

所述的鳍片蛇形管受热面（21）采用弧形疏形板和U 型瓦板支撑固定在保温壳体（22）上面，并与保温壳体（22）之间形成有热空气流动的通道。

2. 根据权利要求1所述的对流式鳍片管结构的回转窑余热回收装置，其特征在于所述的保温壳体（22）由弧形钢板内衬保温材料组成，在所述保温壳体（22）上面采用钢板及型钢件固定有所述的对流窗（23）。