CN107238285A - 一种回转窑表面的冷却循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转窑表面的冷却循环系统，包括冷却单元、热水回收单元和换热单元。冷却单元包括进水总管、若干根喷淋管、多个喷嘴、挡水装置和接水装置；每根喷淋管为圆弧形管，若干根喷淋管以开口朝下的方式设在窑体的外围且各自通过一根进水支管与进水总管连接；多个喷嘴一一对应地径向安装在每根喷淋管的多个喷水口上；挡水装置包括挡水罩和盖板；该挡水罩设在若干根喷淋管的外围；接水装置包括若干接水槽；热水回收单元包括若干出水支管和一个缓冲罐；换热单元包括一根热水输送管、换热器和余热回收循环装置。本发明的冷却循环系统，不仅能降低回转窑的表面温度，还能将喷淋水回收并将被冷却水带走的热量传递给需要加热的介质。

Description

一种回转窑表面的冷却循环系统

技术领域

本发明涉及一种回转窑表面的冷却循环系统。

背景技术

回转窑焚烧炉作为一种被普遍应用的高温炉，其设备状况和定期维修成本对生产单位都是至关重要的，而影响因素中最为直观的就是回转窑外表面的温度控制。回转窑外表面高温时不仅导致窑体膨胀，转动不稳定，影响设备使用寿命，并且在向周围环境散发热量时，不仅损失了能量，还会影响操作环境。

在目前各类型使用回转窑的生产单位中，当回转窑外表面高温时，只能通过临时调整回转窑内部释放的热量来降温，既影响产量，也不能高效、持续地控制温度。近年来，一些矿物煅烧生产单位开始采用向回转窑表面喷水的方式来降低窑表面温度。虽然这种方法可以达到目的，但其无喷淋水回收装置，亦不能将喷淋水带走的热量回收利用，造成了水资源和能源极大的浪费。同时，喷嘴过于单一，无法在窑体表面形成均匀的水膜，且各管路之间无独立控制的阀门，不能根据窑体表面各区间的温度不同而进行区域独立自动控制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种回转窑表面的冷却循环系统，它不仅能降低回转窑的表面温度，还能将喷淋水回收并循环使用，又能将被冷却水带走的热量传递给需要加热的介质，从而节约了能源。

本发明的目的是这样实现的：一种回转窑表面的冷却循环系统，包括窑体、冷却单元、热水回收单元和换热单元；

所述冷却单元包括进水总管、若干根喷淋管、多个喷嘴、挡水装置和接水装置；其中，所述进水总管上安装一压力变送器；每根所述喷淋管由一根两端封闭的直管弯成的圆弧形管，每根喷淋管的圆弧顶的外侧管壁上开设一个进水孔，每根喷淋管的内侧管壁上间隔地开设多个喷水口；若干根喷淋管以开口朝下的方式沿所述窑体的头部至尾部间隔地设在所述窑体的外围，并且若干根喷淋管的进水孔各自通过一根进水支管与所述进水总管连接；每根所述进水支管上均安装一个气动调节阀；多个喷嘴一一对应地径向安装在每根喷淋管的多个喷水口上；所述挡水装置包括横截面的外轮廓与所述喷淋管的外形适配的挡水罩和连接在挡水罩的前后端的盖板；所述挡水罩的下端的开口宽度大于所述喷淋管的开口宽度，该挡水罩设在若干根喷淋管的外围；所述接水装置包括与所述喷淋管的数量相同的接水槽，若干个接水槽沿所述窑体的头部至尾部并与若干根喷淋管的位置一一对应地连接在所述挡水罩的下端，并且这些接水槽连接成一体；

所述热水回收单元包括与所述接水槽的数量相同的出水支管和一个缓冲罐；其中，若干根出水支管的一端一一对应地连接在所述若干个接水槽的底部，每根所述出水支管上均安装一个温度变送器，每个温度变送器各自与对应的气动调节阀信号连接；所述缓冲罐通过一根出水总管与若干根出水支管的另一端连接；

所述换热单元包括一根热水输送管、换热器和余热回收循环装置；其中，所述热水输送管的一端与所述热水回收单元的缓冲罐连接，该热水输送管上安装一循环水泵，该循环水泵为变频水泵或普通水泵，当循环水泵为变频水泵时，该循环水泵与所述进水总管上的压力变送器信号连接；所述换热器的热水进口端与所述热水输送管的另一端连接，该换热器的冷却水出口端与所述冷却单元的进水总管连接；所述余热回收循环装置与所述换热器的热水出口端和冷水进口端连接。

上述的回转窑表面的冷却循环系统，其中，每个所述接水槽的下部为矩形直槽，该直槽的两侧挡板的上端分别连接一块向外上方弯折的弧形挡板，使所述挡水护罩的下端与弧形挡板的上端连接。

上述的回转窑表面的冷却循环系统，其中，所述热水回收单元还包括一与所述缓冲罐连接的补水管路。

上述的回转窑表面的冷却循环系统，其中，所述所述补水管路上还连接一个工艺水引入管。

上述的回转窑表面的冷却循环系统，其中，所述缓冲罐还连接一根排水管路。

上述的回转窑表面的冷却循环系统，其中，所述换热单元还包括一个备用换热器，该备用换热器通过第一至第三手动开关与所述换热器并联连接或串联连接。

上述的回转窑表面的冷却循环系统，其中，所述换热单元还包括一个通过手动阀与所述循环水泵并联连接的备用循环水泵。

上述的回转窑表面的冷却循环系统，其中，当所述循环水泵为普通水泵时，该循环水泵的出口端与所述缓冲罐之间还连接一个回水管路，该回水管路上还安装一个与所述进水总管上的压力变送器信号连接的总进水气动调节阀。

本发明的回转窑表面的冷却循环系统具有以下特点：用水作为冷却介质并通过冷却单元根据回转窑的结构分区域地布置喷淋管，可大幅度降低回转窑的表面温度，并能使窑体表面的温度可持续控制；还通过热水回收单元将冷却水回收并处理，以避免冷却水对窑体表面的腐蚀，并通过换热单元将热将被冷却水带走的热量传递给需要加热的介质，使升温的冷却水的热量得到利用，既能节约能源，又能使降温后的冷却水得到循环使用，还能降低周围环境的温度。

附图说明

图1是本发明的回转窑表面的冷却循环系统的结构示意图；

图2是本发明的冷却循环系统中的冷却单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1和图2，本发明回转窑表面的冷却循环系统，包括窑体1、冷却单元、热水回收单元和换热单元。

冷却单元包括进水总管20、若干根喷淋管22、多个喷嘴23、挡水装置和接水装置；其中：

进水总管20上安装一压力变送器27；每根喷淋管22由一根两端封闭的直管弯成的圆弧形管，每根喷淋管22的圆心角为240°～260°，半径大于窑体1外表面的半径；每根喷淋管22的圆弧顶的外侧管壁上开设一个进水孔，每根喷淋管22的内侧管壁上间隔地开设多个喷水口；若干根喷淋管23以开口朝下的方式沿窑体1的头部至尾部间隔地设在窑体1的外围；并且若干根喷淋管22的进水孔各自通过一根进水支管21与进水总管20连接；每根进水支管21上分别安装一个气动调节阀26；

多个喷嘴23一一对应地径向安装在每根喷淋管22的多个喷水口上；

挡水装置包括罩体24和连接在挡水罩24的前后端的盖板；挡水罩24的横截面的外轮廓与喷淋管22的外形适配，并且挡水罩24下端的开口宽度大于喷淋管22的开口宽度，该挡水罩24设在若干根喷淋管22的外围；

接水装置包括若干个接水槽25，接水槽25的数量与喷淋管22的数量相同，每个接水槽25的下部为矩形直槽，该直槽的两侧挡板的上端分别连接一块向外上方弯折的弧形挡边，该两块弧形挡板的上端之间的距离与挡水罩24的下端的开口宽度相同；若干个接水槽25沿窑体1的头部至尾部并与若干根喷淋管22的位置一一对应地连接在挡水罩24的下端。

热水回收单元包括若干根出水支管31、一个缓冲罐33和一补水管路34；其中：

出水支管31的数量与接水槽25的数量相同，每根出水支管31的一端连接在一个接水槽25的底部；每根出水支管31上分别安装一个温度变送器32；

缓冲罐33通过一根出水总管30与若干根出水支管31的另一端连接；

补水管路34与缓冲罐33连接，该补水管路34上还连接一个工艺水引入管35。

换热单元包括一根热水输送管40、循环水泵41a、备用循环水泵41b、换热器42a、备用换热器42b和余热回收循环装置43；其中：

热水输送管40的一端与热水回收单元的缓冲罐33连接；

循环水泵41a和备用循环水泵41b为冗余设置，平时只使用一个，另一个作为备用，可以作为一个损坏或维修时替换使用；循环水泵41a安装在热水输送管40上，备用循环水泵41b与一个手动球阀44串联后与循环水泵41a并联；循环水泵41a和备用循环水泵41b为变频水泵或普通水泵；当循环水泵41a和备用循环水泵41b为变频水泵时，该循环水泵41a和备用循环水泵41b与进水总管20上的压力变送器27信号连接；当循环水泵41a和备用循环水泵41b为普通水泵时，该循环水泵41a和备用循环水泵41b的出口端与缓冲罐33之间还连接一个回水管路45，该回水管路45上还安装一个与进水总管20上的压力变送器27信号连接的总进水气动调节阀46；当压力变送器27检测到进水总管20内的冷却水的压力过高时，通过变频的循环水泵41a或备用循环水泵41b调节泵水量，或通过总进水气动调节阀46让热水输送管40内的热冷却水通过回水管路回流到缓冲罐33；

换热器42a和备用换热器42b均采用板式换热器并通过第一至第三手动开关421～423既能并联连接又能串联连接；该换热器42a/备用换热器42b的热水进口端与热水输送管40的另一端连接，该换热器42a/备用换热器42b的冷却水出口端与冷却单元的进水总管20连接；

余热回收循环装置43与换热器42a和备用换热器42b的热水出口端和冷水进口端连接。

冷却单元中的喷淋管22的布置方式是根据回转窑的结构分区域布置，通常在长度为十五米的窑体1上布置八根喷淋管22，并在窑体1的温度较高的区域密集地多布置几根喷淋管，在温度较低的区域松散地布置喷淋管22。每根喷淋管22上的喷嘴的数量由所覆盖窑体1的表面面积决定。通过进水总管20将冷却水引入每根进水支管21，再进入喷淋管22并通过喷嘴23喷洒到窑体1的外表面上，使窑体1的表面快速得到同步冷却。挡水装置能防止冷却水飞溅，有助于收集冷却水，减少水资源的浪费。接水装置能收集冷却水，该冷却水由于带走窑体1表面的高温后变成了热冷却水，使热冷却水能被合理利用。通过每根喷淋管22上的气动调节阀26调节对应喷淋管22上的喷嘴23的喷水压力，使窑体1表面的冷却速度得以控制。

热水回收单元的工作原理是：通过出水管31将被接水装置收集的热冷却水引入缓冲罐33，该缓冲罐33既能蓄水，又能对蓄存在缓冲罐33内的热冷却水进行处理，可以通过工艺水引入管35将氢氧化钠加入缓冲罐33内，使缓冲罐33内的热冷却水的PH值得到调节，使热冷却水的性质为中性偏碱，避免冷却水对窑体1表面的腐蚀。缓冲罐33还连接一根排水管路，通过实时监控缓冲罐33内的热冷却水的PH值和电导率，并定期排放热冷却水，以保证冷却水的水质，避免冷却水对窑体1表面的腐蚀；当压力变送器27检测到进水总管20内的冷却水的压力不够时，可通过补水管路34向缓冲罐33补水。通过温度变送器32检测每个接水盘31内的热冷却水的温度，进而通过气动调节阀26控制对应的喷淋管22中冷却水的流量和压力。

换热单元的工作原理是：通过热水输送管40和循环水泵41a或备用换热器42b将热冷却水引入换热器42a/备用换热器42b，经过换热器42a/备用换热器42b换热后，使热冷却水的温度降低至原始冷却水的温度，再回到进水总管20对窑体1表面进行喷淋冷却，达到循环使用的目的，同时又将热量传递给余热回收循环装置43，以供给需要加热的介质，使热量也得到有效利用，从而节约了能源。冗余设置的换热器42a和备用换热器42b既可以作为一个换热器损坏或维修时替换使用，此时换热器42a和备用换热器42b为并联连接，此时第二手动开关422断开，第一手动开关421和第三手动开关423都闭合；换热器42a和备用换热器42b又能在热冷却水的温度过高时同时使用，此时换热器42a和备用换热器42b为串联连接，使换热面积增加一倍，提高了换热效率，此时第二手动开关422闭合，第一手动开关421和第三手动开关423都断开。

本发明的回转窑表面的冷却循环系统，首先，用水作为冷却介质，由冷却单元根据回转窑的结构分区域地布置喷淋管，能很好地控制回转窑外表面的温度；其次，通过热水回收单元将冷却水收集并处理，最后，通过换热单元将冷却水得到的热量传递给所需加热的介质，使升温的冷却水的热量得到利用，既能节约能源，又能使降温后的冷却水得到循环使用，还能降低周围环境的温度。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (8)

1.一种回转窑表面的冷却循环系统，包括窑体、冷却单元、热水回收单元和换热单元，其特征在于，

所述冷却单元包括进水总管、若干根喷淋管、多个喷嘴、挡水装置和接水装置；其中，

所述进水总管上安装一压力变送器；

每根所述喷淋管由一根两端封闭的直管弯成的圆弧形管，每根喷淋管的圆弧顶的外侧管壁上开设一个进水孔，每根喷淋管的内侧管壁上间隔地开设多个喷水口；若干根喷淋管以开口朝下的方式沿所述窑体的头部至尾部间隔地设在所述窑体的外围，并且若干根喷淋管的进水孔各自通过一根进水支管与所述进水总管连接；每根所述进水支管上均安装一个气动调节阀；

多个喷嘴一一对应地径向安装在每根喷淋管的多个喷水口上；

所述挡水装置包括横截面的外轮廓与所述喷淋管的外形适配的挡水罩和连接在挡水罩的前后端的盖板；所述挡水罩的下端的开口宽度大于所述喷淋管的开口宽度，该挡水罩设在若干根喷淋管的外围；

所述接水装置包括与所述喷淋管的数量相同的接水槽，若干个接水槽沿所述窑体的头部至尾部并与若干根喷淋管的位置一一对应地连接在所述挡水罩的下端，并且这些接水槽连接成一体；

所述热水回收单元包括与所述接水槽的数量相同的出水支管和一个缓冲罐；其中，若干根出水支管的一端一一对应地连接在所述若干个接水槽的底部，每根所述出水支管上均安装一个温度变送器，每个温度变送器各自与对应的气动调节阀信号连接；所述缓冲罐通过一根出水总管与若干根出水支管的另一端连接；

所述换热单元包括一根热水输送管、换热器和余热回收循环装置；其中，所述热水输送管的一端与所述热水回收单元的缓冲罐连接，该热水输送管上安装一循环水泵，该循环水泵为变频水泵或普通水泵，当循环水泵为变频水泵时，该循环水泵与所述进水总管上的压力变送器信号连接；所述换热器的热水进口端与所述热水输送管的另一端连接，该换热器的冷却水出口端与所述冷却单元的进水总管连接；所述余热回收循环装置与所述换热器的热水出口端和冷水进口端连接。

2.根据权利要求1所述的回转窑表面的冷却循环系统，其特征在于，每个所述接水槽的下部为矩形直槽，该直槽的两侧挡板的上端分别连接一块向外上方弯折的弧形挡板，使所述挡水护罩的下端与弧形挡板的上端连接。

3.根据权利要求1所述的回转窑表面的冷却循环系统，其特征在于，所述热水回收单元还包括一与所述缓冲罐连接的补水管路。

4.根据权利要求3所述的回转窑表面的冷却循环系统，其特征在于，所述所述补水管路上还连接一个工艺水引入管。

5.根据权利要求1所述的回转窑表面的冷却循环系统，其特征在于，所述缓冲罐还连接一根排水管路。

6.根据权利要求1所述的回转窑表面的冷却循环系统，其特征在于，所述换热单元还包括一个备用换热器，该备用换热器通过第一至第三手动开关与所述换热器并联连接或串联连接。

7.根据权利要求1所述的回转窑表面的冷却循环系统，其特征在于，所述换热单元还包括一个通过手动阀与所述循环水泵并联连接的备用循环水泵。

8.根据权利要求1所述的回转窑表面的冷却循环系统，其特征在于，当所述循环水泵为普通水泵时，该循环水泵的出口端与所述缓冲罐之间还连接一个回水管路，该回水管路上还安装一个与所述进水总管上的压力变送器信号连接的总进水气动调节阀。