CN110118492A - 基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，包括制砖生产线、窑车、超内燃烧结隧道窑、余热锅炉、温度控制系统、送风机、抽烟风机、引风机、烟气处理系统、蒸汽利用系统以及给水除氧系统组成。本发明提供基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，在保证隧道窑高温区烧成温度恒定的前提下，将多余的高温烟气排出并进行利用，同时提高隧道窑烧结砖的产量和产品质量，化害为利，极大的推动行业的健康发展。

Description

基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统

技术领域

本发明属于隧道窑余热利用领域，具体是指基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统。

背景技术

隧道窑是我国砖瓦行业推广应用的高效焙烧窑炉，其特点是产量大、能耗低、自动化程度高、产品质量稳定、烧成参数可控。隧道窑烧结砖工艺所需正常的砖坯热值约400±50Kcal/Kg，但如果砖坯热值过高就会影响烧结砖产品的质量和产量。对于山西、贵州、四川等产煤地区的煤矿和洗煤厂而言，排放的煤矸石热值约450～1000Kcal/Kg，这种低品位的煤矸石不能作为煤矸石发电厂的燃料，除了用作烧结砖的原料外，基本上只能采用填埋的方式处置，资源不能得到合理利用。如果将其用作烧结砖的原料，由于其热值过高，将会导致隧道窑烧结砖生产线的产量较低、烧结砖质量不稳定以及烧结砖合格率低的问题。

超内燃(450～1000Kcal/Kg)的砖坯在隧道窑内焙烧过程中，会释放出大量的热量集聚在隧道窑的高温带，这些热量如果不及时排出，高温带的温度会超过烧成温度，轻则出现废品(过火砖)率升高现象，重则发生隧道窑内窑车上的砖垛坍塌堵窑的生产事故。把隧道窑高温带多余的热量及时排出的最好办法是，在保证隧道窑高温带烧成温度恒定的前提下，通过换热器把多余的1000℃左右烟气热量转化成蒸汽热量，用于发电、供暖或制冷等，通过技术手段化害为利，而现有技术中并不能很好的利用上述的高温烟气，故而需要一种新的技术以完成对上述烟气的合理利用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题，提供基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，在保证隧道窑高温区烧成温度恒定的前提下，将多余的高温烟气排出并进行利用，同时提高隧道窑烧结砖的产量和产品质量，化害为利，极大的推动行业的健康发展。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，包括制砖生产线，与该制砖生产线配合用于运送砖块的窑车，用于焙烧砖块的超内燃烧结隧道窑，与超内燃烧结隧道窑相连接的余热锅炉，同时与超内燃烧结隧道窑和余热锅炉相连接的温度控制系统，设置在超内燃烧结隧道窑后端的送风机，设置在超内燃烧结隧道窑前端的抽烟风机，与余热锅炉相连接的引风机，同时与抽烟风机和引风机相连接的烟气处理系统，与余热锅炉相连接的蒸汽利用系统，以及同时与蒸汽利用系统和余热锅炉相连接的给水除氧系统组成。

进一步的，所述余热锅炉由呈倒“U”字型的余热锅炉主体，设置在余热锅炉主体上方的锅筒，设置在余热锅炉主体一端端部且与超内燃烧结隧道窑相连接的余热锅炉烟气进口，以及设置在余热锅炉主体中的过热器、蒸发器和省煤器组成；所述余热锅炉烟气进口设置在超内燃烧结隧道窑的预热区与高温区的交界处，引风机通过管道与该余热锅炉主体的另一端端部相连接，过热器设置在余热锅炉主体中靠近余热锅炉烟气进口的位置处，省煤器设置在余热锅炉主体中与引风机相邻的一端，蒸发器设置在过热器与省煤器之间；所述省煤器的给水输入口与给水除氧系统相连接，省煤器的给水输出口与锅筒相连接，过热器的输入口通过饱和蒸汽管道与锅筒相连接，过热器的输出口通过过热蒸汽管道与蒸汽利用系统相连接；蒸发器的输入口通过下降管与锅筒相连接，蒸发器的输出口通过上升管与锅筒相连接，该蒸发器与锅筒之间形成一个封闭的自然循环。

再进一步的，所述温度控制系统由PLC控制器，成组设置且分别与PLC控制器相连接的若干组热电偶和电动烟气阀组成；所述热电偶和电动烟气阀相邻设置在超内燃烧结隧道窑中高温区的顶部，电动烟气阀通过管道与锅筒上设置余热锅炉烟气进口的一端侧壁相连通。

作为优选，所述烟气处理系统由脱硫除尘器，以及与该脱硫除尘器通过管道相连通的烟囱组成；所述脱硫除尘器的入口端同时与抽烟风机以及引风机的出风口相连通。

更进一步的，所述蒸汽利用系统为发电系统，该发电系统由汽轮发电机，以及与汽轮发电机的电源输出端相连接的电能分配系统组成；所述汽轮发电机的蒸汽输入端与过热器的输出端相连接，汽轮发电机的蒸汽输出端则与冷凝系统相连接。

作为优选，所述冷凝系统由输入端与汽轮发电机的蒸汽输出端相连接的冷凝器、与冷凝器上循环水管道相连接的冷却塔，以及设置在冷凝器与冷却塔之间的循环水泵组成。

作为优选，所述给水除氧系统由通过冷凝泵与冷凝器的凝结水输出端相连接的除氧器，以及设置在除氧器的输出端上并通过管道与省煤器的给水输入口相连接的给水泵组成。

作为优选，所述除氧器上还连接有锅炉水处理装置。

作为优选，所述余热锅炉、超内燃烧结隧道窑、发电系统以及温度控制系统上还同时连接有热工监控系统。

包括以下工艺步骤：

(一)通过制砖生产线生产出砖坯，并将砖坯码放在窑车上；

(二)将窑车送入超内燃烧结隧道窑中并使其依次进入处于工作状态的超内燃烧结隧道窑中的预热区和高温区；

(三)通过余热锅炉的余热锅炉烟气进口控制超内燃烧结隧道窑内部的气体流动方向，并使得预热区和高温区内保持负压，同时通过温度控制系统完成对超内燃烧结隧道窑的高温区温度的保持，使得高温区的温度能够稳定在砖坯设定烧成温度±20℃的范围内，同时通过抽烟风机对超内燃烧结隧道窑前端持续抽出烟气；

(四)通过引风机使得预热区和高温区内的高温烟气能够由余热锅炉烟气进口以及温度控制系统进入余热锅炉中的烟气侧，余热锅炉将会对进入的高温烟气与经过余热锅炉的炉水进行热能转换，并使炉水吸热后汽化后得到的蒸汽排出；

(五)通过脱硫除尘器对步骤(三)中抽烟风机和步骤(四)中引风机抽出的烟气进行环保排放处理，并在烟气处理达标后通过烟囱排放；

(六)步骤(四)中排出的蒸汽进入蒸汽利用系统进行利用，该蒸汽的利用的方式包括直接向用户供汽或进入汽轮发电机中进行发电，通过汽轮发电机发电得到的电能进入电能分配系统以给用电设备供电或进行存储；

(七)步骤(六)中排出的乏汽进入冷凝系统被冷凝成液体，冷凝后的液体通过冷凝泵送入除氧器中，同时通过锅炉水处理装置向除氧器中加入除盐水或软化水以补充余热锅炉和蒸汽利用系统中液体的消耗，除氧器对进入其中的液体进行加热与除氧处理，除氧后的液体则在给水泵的作用下返回余热锅炉进入下一个新的换热循环；

(八)窑车则在经过超内燃烧结隧道窑的高温区后再通过保温冷却区逐步降温，并由超内燃烧结隧道窑的末端将烧成后的成品砖块运出。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明很好地将超内燃的砖坯燃烧产生的高温烟气热量转化为了蒸汽的热能，拥有极高的换热效果以及热利用率，很好的促进了热能的利用。

(2)本发明很好地对多余的热能进行了回收利用，更加合理的利用了热能资源，提高了制砖生产线和超内燃烧结隧道窑的产量，降低了企业的生产成本，很好的推动了企业的技术进步。

(3)本发明可以很好的对砖坯的烧成温度进行精准的控制，极大的提高了成品砖的品质，很好地避免了过火砖和欠火砖的产生，进一步提高了企业的产品质量，进一步的推动了企业的发展。

(4)本发明安装方便，运行稳定可靠，且无二次污染，很好的提高了余热锅炉的使用效果，更好的保护了生产环境与自然环境。

附图说明

图1为本发明的工艺结构示意图。

附图标记说明：1、制砖生产线；2、窑车；3、超内燃烧结隧道窑；4、余热锅炉烟气进口；5、热电偶；6、电动烟气阀；7、PLC控制器；8、送风机；9、过热器；10、蒸发器；11、锅筒；12、省煤器；13、热工监控系统；14、汽轮发电机；15、电能分配系统；16、冷凝器；17、循环水泵；18、冷却塔；19、冷凝泵；20、锅炉水处理装置；21、除氧器；22、给水泵；23、抽烟风机；24、引风机；25、脱硫除尘器；26、烟囱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，包括制砖生产线1，与该制砖生产线1配合用于运送砖块的窑车2，用于焙烧砖块的超内燃烧结隧道窑3，与超内燃烧结隧道窑3相连接的余热锅炉，同时与超内燃烧结隧道窑3和余热锅炉相连接的温度控制系统，设置在超内燃烧结隧道窑3后端的送风机8，设置在超内燃烧结隧道窑3前端的抽烟风机23，与余热锅炉相连接的引风机24，同时与抽烟风机23和引风机24相连接的烟气处理系统，与余热锅炉相连接的蒸汽利用系统，以及同时与蒸汽利用系统和余热锅炉相连接的给水除氧系统组成。

制砖生产线、窑车以及超内燃烧结隧道窑均为现有技术，本领域技术人员无需通过创造性的劳动便可以完成上述结构的设置与使用。

在超内燃烧结隧道窑的后端设置送风机的目的是将外界的空气吹送到超内燃烧结隧道窑内部，从而很好的避免了超内燃烧结隧道窑内部的烟气外泄，同时还能很好的为砖坯的烧制提供充足的氧气。

而在超内燃烧结隧道窑的前端设置抽烟风机的目的则是将必须排除的低温烟气抽出，能够很好的避免超内燃烧结隧道窑内部的烟气从超内燃烧结隧道窑的前端溢出。故而，通过设置送风机和抽烟风机能够很好的避免烟气直接被排放至大气中，很好的保护了生产环境以及自然环境。

超内燃烧结隧道窑在烧砖时，以砖坯的烧成温度为1000℃来进行说明。超内燃的砖坯中含有大量的碳粒，送风机供风充足时，在1000℃左右的高温环境下碳粒将快速燃烧，同时释放出大量的高温烟气。在砖坯超内燃的条件下，由于送风机送来的空气量充足，往预热区流动的烟气中还有富余的氧气，这些氧气将协助600℃以上砖坯中的碳粒燃烧，因此该超内燃烧结隧道窑中600～1000℃的区域比较长，一般有50～100米。在隧道窑预热区和高温区(即温度在600～1000℃的范围内的区域)，高温状态下烟气的容积是送风机送到窑内空气的五倍以上，再加上窑车上砖垛对烟气形成的阻力，如果不及时把高温烟气引出，只通过抽烟风机把烟气抽出的话，该烟气往预热带流动的阻力就非常大，从而导致在隧道窑的高温区基本不能形成负压，进而影响砖坯的正常烧制。因此，在隧道窑的预热区和高温区中，由于烟气量成倍增加和高温扩容因素的影响，这一区域将呈正压，并阻止冷却带的空气进入高温区域助燃，导致碳粒的燃烧速度降低，烧结砖的产量下降。

对于砖坯超内燃的情况，在保证砖坯预热升温基本需求的烟气量前提下，其余的烟气在引风机的动力作用下从隧道窑预热区和高温区的交界位置(温度大约为600-800℃)直接排出超内燃烧结隧道窑进入余热锅炉的烟气侧，使超内燃烧结隧道窑高温区域中的烟气压力从正压变成负压，利于送风机送来的空气顺利进入高温区助燃，提高碳粒的燃烧速度，从而提高烧结砖的产量。对于超内燃烧结隧道窑高温区烧成温度区域，则不宜把烟气直接引入余热锅炉的烟气侧。因为在高温区中为了避免黑心砖的产生需要把砖坯内的碳粒通过较长的时间才能燃尽，并稳定砖坯的燃烧温度在1000±20℃。在高温区内，若温度太高则会使得砖块变成过火砖，而温度太低则会使得砖块变成欠火砖，这些因素都会影响产品的质量。

所述余热锅炉由呈倒“U”字型的余热锅炉主体，设置在余热锅炉主体上方的锅筒11，设置在余热锅炉主体一端端部且与超内燃烧结隧道窑3相连接的余热锅炉烟气进口4，以及设置在余热锅炉主体中的过热器9、蒸发器10和省煤器12组成；所述余热锅炉烟气进口4设置在超内燃烧结隧道窑3的预热区与高温区的交界处，引风机24通过管道与该余热锅炉主体的另一端端部相连接，过热器9设置在余热锅炉主体中靠近余热锅炉烟气进口4的位置处，省煤器12设置在余热锅炉主体中与引风机24相邻的一端，蒸发器10设置在过热器9与省煤器12之间；所述省煤器12的给水输入口与给水除氧系统相连接，省煤器12的给水输出口与锅筒11相连接，过热器9的输入口通过饱和蒸汽管道与锅筒11相连接，过热器9的输出口通过过热蒸汽管道与蒸汽利用系统相连接；蒸发器10的输入口通过下降管与锅筒11相连接，蒸发器10的输出口通过上升管与锅筒11相连接，该蒸发器10与锅筒11之间形成一个封闭的自然循环。

锅筒在设置时通过余热锅炉钢架固定在超内燃烧结隧道窑上即可，该固定方式与设置方式是本领域的技术人员均能完成的，无需付出创造性的劳动，在此便不再进行赘述。

省煤器设置在余热锅炉主体中烟气排出的一端，则可以很好的利用烟气的低温余热对省煤器内部的低温水进行预热，进而提高了后续加热时炉水的升温速度和换热效率，从而能够提升换热的效率。

锅筒、下降管、上升管以及蒸发器形成一个封闭的自然循环，其下降管中的水和上升管中工质密度的差使工质在封闭的系统中产生循环流动，该结构为本领域的现有技术，属于余热锅炉领域的成熟技术，本领域技术人员均能得知并很好的利用，在此便不进行赘述。

蒸汽在过热器中与外部通过的高温烟气进行换热，并最终成为过热蒸汽而被排出。在实际生产过程中，从过热器中排出的过热蒸汽的温度大约为150～550℃，其汽压约为0.3～10MPa。

所述温度控制系统由PLC控制器7，成组设置且分别与PLC控制器7相连接的若干组热电偶5和电动烟气阀6组成；所述热电偶5和电动烟气阀6相邻设置在超内燃烧结隧道窑3的高温区的顶部，电动烟气阀6通过管道与余热锅炉主体上设置余热锅炉烟气进口4的一端侧壁相连通。

在超内燃烧结隧道窑的高温区位置，需要采用局部控制的方法将多余的热量排出，即上述的温度控制系统。在超内燃烧结隧道窑高温区中设置不少于一个的热电偶和电动烟气阀，热电偶把温度信号通过信号电缆传递给PLC控制器，PLC控制器则把控制电动烟气阀的指令通过控制电缆传递给相应的电动烟气阀，每个热电偶对应控制一个电动烟气阀从而提高温度控制的准确性；当超内燃烧结隧道窑高温区中的某个车位的温度超过烧成温度时，则相应位置处的电动烟气阀则会自动增加开度，以增加该电动烟气阀排出烟气的流量；而当超内燃烧结隧道窑高温区中的某个车位的温度低于烧成温度时，则相应位置处的电动烟气阀则会自动减小开度，以降低该电动烟气阀排出烟气的流量。综上所述，通过控制相应的电动烟气阀的方式来达到控制相应区域排出烟气量的“大”和“小”，进而保证了超内燃烧结隧道窑高温区始终维持在烧成温度±20℃的范围内。

所述烟气处理系统由脱硫除尘器25，以及与该脱硫除尘器25通过管道相连通的烟囱26组成；所述脱硫除尘器25的入口端同时与抽烟风机23以及引风机24的出风口相连通。

脱硫除尘器的作用是对排出的烟气进行脱硫除尘处理，以使得烟气能够达到规定的排放标准，进而更好的保护了生产环境和自然环境。

所述蒸汽利用系统为发电系统，该发电系统由汽轮发电机14，以及与汽轮发电机14的电源输出端相连接的电能分配系统15组成；所述汽轮发电机14的蒸汽输入端与过热器9的输出端相连接，汽轮发电机14的蒸汽输出端则与冷凝系统相连接。

汽轮发电机所发的电能可以通过电能分配系统供各用电设备使用，如PLC控制器、电动烟气阀、引风机、抽烟风机、送风机、给水泵、冷凝泵等设备使用，还可以通过电能分配系统向外供电上网以满足其他设备的用电需求，或者通过电能分配系统将电能送入蓄电池等电能储备设备对电能进行存储。该电能分配系统为本领域的常规设备，如配电柜等。

在本申请中，余热锅炉产生的过热蒸汽的作用是用于发电，在实际的运用中，该过热蒸汽还能用于供暖、制冷等其他需要蒸汽的设备中。

上述的汽轮发电机14为凝汽式汽轮机，若采用背压式汽轮机则需要在背压式汽轮机后端连接乏汽集箱，并在乏汽集箱后连接其他的余热利用设备或蒸汽利用设备，并在蒸汽在余热利用设备或蒸汽利用设备中冷凝成水后经泵送入除氧器。在使用背压式汽轮机时，其后端无需设置冷凝系统对蒸汽进行冷凝。

所述冷凝系统由输入端与汽轮发电机14的蒸汽输出端相连接的冷凝器16、与冷凝器16上循环水管道相连接的冷却塔18，以及设置在冷凝器16与冷却塔18之间的循环水泵17组成。

所述给水除氧系统由通过冷凝泵19与冷凝器16的凝结水输出端相连接的除氧器21，以及设置在除氧器21的输出端上并通过管道与省煤器12的给水输入口相连接的给水泵22组成。

所述除氧器21上还连接有锅炉水处理装置20。

冷凝器的作用是将汽轮发电机使用完毕后的乏汽冷却成液态，在冷凝器上设置有抽气机或真空泵等气体抽出设备，能够将冷凝器中的未凝气体排出，以维持冷凝器中的负压以保证冷凝器的正常使用；设置气体抽出设备、冷却塔、循环水泵、冷凝泵与该冷凝器配合使用也是本领域的常规技术手段，本领域技术人员无需通过创造性的劳动便可以完成其设置与使用，在此便不进行赘述。

锅炉水处理装置的作用是用于补充余热锅炉运行过程中消耗的少量的除盐水或软化水，在自来水进入该锅炉水处理装置后将会被除去水中的钙、镁等离子，从而防止锅炉给水在管道中结垢而影响热力设备的正常使用。该锅炉水处理装置为现有技术，本领域的技术人员可以直接采购相关的设备以完成对自来水的净化处理，在此便不进行赘述。

除氧器的作用是除去水中的溶解氧，以避免各个热力设备和管道发生氧腐蚀的情况，进一步提高了各设备的使用寿命与使用效果。除氧器也为现有技术，本领域的技术人员可以直接在市场上买到相应的成熟产品，在此便不进行赘述。

所述余热锅炉、超内燃烧结隧道窑3、发电系统以及温度控制系统上还同时连接有热工监控系统13。

热工监控系统的主要设置目的是用于监测余热锅炉、超内燃烧结隧道窑、发电系统以及温度控制系统中的各项压力、温度、流量、水位、转速以及振动等热工参数，同时该热工监控系统还能对系统中的如水、汽(气)阀门的流量调节与控制情况以及烟气排放的数据进行监测，从而很好的实现了集中自动监控的功能，进一步提高了生产的安全性，降低了生产事故和环境事故的发生几率。

实施例2

本实施例与实施例1的不同点在于，超内燃烧结隧道窑的数量多于一个时，则可以在每一个超内燃烧结隧道窑上均设置一台余热锅炉，并将多台余热锅炉排出的高温蒸汽共同导入汽轮发电机或其他需要蒸汽的设备中即可。

实施例3

基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，包括以下工艺步骤：

(一)通过制砖生产线1生产出砖坯，并将砖坯码放在窑车2上；

(二)将窑车2送入超内燃烧结隧道窑3中并使其依次进入处于工作状态的超内燃烧结隧道窑3中的预热区和高温区；

(三)通过余热锅炉的余热锅炉烟气进口4控制超内燃烧结隧道窑3内部的气体流动方向，并使得预热区和高温区内保持负压，同时通过温度控制系统完成对超内燃烧结隧道窑3的高温区温度的保持，使得高温区的温度能够稳定在砖坯设定烧成温度±20℃的范围内，同时通过抽烟风机23对超内燃烧结隧道窑3前端持续抽出烟气；

(四)通过引风机24使得预热区和高温区内的高温烟气能够由余热锅炉烟气进口4以及温度控制系统进入余热锅炉中的烟气侧，余热锅炉将会对进入的高温烟气与经过余热锅炉的炉水进行热能转换，并使炉水吸热后汽化后得到的蒸汽排出；

(五)通过脱硫除尘器25对步骤(三)中抽烟风机23和步骤(四)中引风机24抽出的烟气进行环保排放处理，并在烟气处理达标后通过烟囱26排放；

(六)步骤(四)中排出的蒸汽进入蒸汽利用系统进行利用，该蒸汽的利用的方式包括直接向用户供汽或进入汽轮发电机14中进行发电，通过汽轮发电机14发电得到的电能进入电能分配系统15以给用电设备供电或进行存储；

(七)步骤(六)中排出的乏汽进入冷凝系统被冷凝成液体，冷凝后的液体通过冷凝泵19送入除氧器21中，同时通过锅炉水处理装置20向除氧器21中加入除盐水或软化水以补充余热锅炉和蒸汽利用系统中液体的消耗，除氧器(21)对进入其中的液体进行加热与除氧处理，除氧后的液体则在给水泵22的作用下返回余热锅炉进入下一个新的换热循环；

(八)窑车2则在经过超内燃烧结隧道窑3的高温区后再通过保温冷却区逐步降温，并由超内燃烧结隧道窑3的末端将烧成后的成品砖块运出。

实验例1

本实验例中以煤矸石砖坯发热量800Kcal/Kg、年产1.2亿块烧结砖隧道窑生产线(两条烧成宽度5.4米、长144米)为例：煤矿或洗煤厂排放的平均发热量800Kcal/Kg的煤矸石送到砖厂，通过砖厂的制砖生产线进行处置，具体处置过程为，将煤矸石破碎后进入陈化库储存、陈化，再经过搅拌机充分搅拌均匀后送到挤砖机制成砖坯，最后通过自动码坯机按要求码到窑车上形成砖垛。码好砖垛的窑车进入干燥窑，砖坯经过20小时左右的时间烘干后则进入超内燃烧结隧道窑。在隧道窑的预热区利用抽烟风机带来的烟气热量对砖坯进行预热和升温，砖坯中的碳粒在600℃左右开始燃烧；随着窑车不断往高温区行进，砖坯中的碳粒燃烧的程度逐渐增强，当窑车行进到1000℃的高温区时，由于送风机送来的氧气充足，砖坯中的碳粒得以猛烈燃烧。当砖坯中的碳粒全部燃烧完以后，砖坯在送风机送来的空气冷却作用下开始从1000℃逐渐降温至接近常温，并被拉出超内燃烧结隧道窑，成为商品砖销售。

15KW的送风机从隧道窑的尾部把空气送进超内燃烧结隧道窑内，在冷却烧成的砖坯同时，空气的温度也逐渐上升，当空气流动到1000℃的区域时，空气也加热到了1000℃，这时与窑车上砖垛的砖坯中的碳粒接触就猛烈燃烧，同时释放出大量二氧化碳气体，烟气量成倍增加。在55KW引风机和55KW抽烟风机的动力作用下，烟气往隧道窑的预热区方向流动。抽烟风机把一部分烟气引入预热区加热砖坯，并在烟气温度大约降低至130℃左右时排出隧道窑；其余的600～800℃的烟气则在引风机的动力作用下直接进入余热锅炉的烟气侧，通过换热后下降到130℃左右进入脱硫除尘器处理。

对于高温区，烟气排出超内燃烧结隧道窑的量必须进行控制，否则会影响产品的质量。在超内燃烧结隧道窑高温区设置四个测量窑内温度的热电偶和四个电动烟气阀，热电偶把温度信号通过信号电缆传递给PLC控制器，PLC控制器把用于控制电动烟气阀的指令通过控制电缆传递给对应的电动烟气阀；当超内燃烧结隧道窑高温区中的某个车位的温度超过烧成温度时，则相应位置处的电动烟气阀则会自动增加开度，以增加该电动烟气阀排出烟气的流量；而当超内燃烧结隧道窑高温区中的某个车位的温度低于烧成温度时，则相应位置处的电动烟气阀则会自动减小开度，以降低该电动烟气阀排出烟气的流量。每个电动烟气阀排出的高温烟气，全部集中到高温烟气主烟道后进入余热锅炉的烟气侧。

利用处理能力30T/h的锅炉水处理装置为余热锅炉提供除盐水，并将2台15T/h的2.45MPa、400℃的余热锅炉分别安装在两条5.4m的超内燃烧结隧道窑中预热区与高温区交界处温度在600～800℃区域的上方，从超内燃烧结隧道窑内直接排出的600～800℃烟气和从高温区排出的烟气一起进入余热锅炉的烟气侧。高温烟气依次经过余热锅炉的过热器、蒸发器和省煤器后，通过引风机进入脱硫除尘器。每台余热锅炉生产出15T/h的2.45MPa、400℃的过热蒸汽，该过热蒸汽通过一台6MW汽轮发电机进行发电，发出的电力以供自用。冬季供暖期间，可把蒸汽优先用于供暖，以提高余热利用效率。热工监控系统负责隧道窑和余热锅炉、汽轮发电机所有压力、温度、流量、水位、转速、振动等热工参数和排放烟气的在线监测数据检测及水、气(汽)阀门的流量调节与控制，实现生产过程的自动化和有效监控，避免发生安全和环境事故。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (10)

1.基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，其特征在于：包括制砖生产线(1)，与该制砖生产线(1)配合用于运送砖块的窑车(2)，用于焙烧砖块的超内燃烧结隧道窑(3)，与超内燃烧结隧道窑(3)相连接的余热锅炉，同时与超内燃烧结隧道窑(3)和余热锅炉相连接的温度控制系统，设置在超内燃烧结隧道窑(3)后端的送风机(8)，设置在超内燃烧结隧道窑(3)前端的抽烟风机(23)，与余热锅炉相连接的引风机(24)，同时与抽烟风机(23)和引风机(24)相连接的烟气处理系统，与余热锅炉相连接的蒸汽利用系统，与蒸汽利用系统相连接的冷凝系统，以及同时与冷凝系统和余热锅炉相连接的给水除氧系统组成。

2.根据权利要求1所述的基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，其特征在于：所述余热锅炉由呈倒“U”字型的余热锅炉主体，设置在余热锅炉主体上方的锅筒(11)，设置在余热锅炉主体一端端部且与超内燃烧结隧道窑(3)相连接的余热锅炉烟气进口(4)，以及设置在余热锅炉主体中的过热器(9)、蒸发器(10)和省煤器(12)组成；所述余热锅炉烟气进口(4)设置在超内燃烧结隧道窑(3)的预热区与高温区的交界处，引风机(24)通过管道与该余热锅炉主体的另一端端部相连接，过热器(9)设置在余热锅炉主体中靠近余热锅炉烟气进口(4)的位置处，省煤器(12)设置在余热锅炉主体中与引风机(24)相邻的一端，蒸发器(10)设置在过热器(9)与省煤器(12)之间；所述省煤器(12)的给水输入口与给水除氧系统相连接，省煤器(12)的给水输出口与锅筒(11)相连接，过热器(9)的输入口通过饱和蒸汽管道与锅筒(11)相连接，过热器(9)的输出口通过过热蒸汽管道与蒸汽利用系统相连接；蒸发器(10)的输入口通过下降管与锅筒(11)相连接，蒸发器(10)的输出口通过上升管与锅筒(11)相连接，该蒸发器(10)与锅筒(11)之间形成一个封闭的自然循环。

3.根据权利要求2所述的基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，其特征在于：所述温度控制系统由PLC控制器(7)，成组设置且分别与PLC控制器(7)相连接的若干组热电偶(5)和电动烟气阀(6)组成；所述热电偶(5)和电动烟气阀(6)相邻设置在超内燃烧结隧道窑(3)中高温区的顶部，电动烟气阀(6)通过管道与余热锅炉主体上设置余热锅炉烟气进口(4)的一端侧壁相连通。

4.根据权利要求1所述的基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，其特征在于：所述烟气处理系统由脱硫除尘器(25)，以及与该脱硫除尘器(25)通过管道相连通的烟囱(26)组成；所述脱硫除尘器(25)的入口端同时与抽烟风机(23)以及引风机(24)的出风口相连通。

5.根据权利要求2所述的基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，其特征在于：所述蒸汽利用系统为发电系统，该发电系统由汽轮发电机(14)，以及与汽轮发电机(14)的电源输出端相连接的电能分配系统(15)组成；所述汽轮发电机(14)的蒸汽输入端与过热器(9)的输出端相连接，汽轮发电机(14)的蒸汽输出端则与冷凝系统相连接。

6.根据权利要求5所述的基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，其特征在于：所述冷凝系统由输入端与汽轮发电机(14)的蒸汽输出端相连接的冷凝器(16)、与冷凝器(16)上循环水管道相连接的冷却塔(18)，以及设置在冷凝器(16)与冷却塔(18)之间的循环水泵(17)组成。

7.根据权利要求6所述的基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，其特征在于：所述给水除氧系统由通过冷凝泵(19)与冷凝器(16)的凝结水输出端相连接的除氧器(21)，以及设置在除氧器(21)的输出端上并通过管道与省煤器(12)的给水输入口相连接的给水泵(22)组成。

8.根据权利要求7所述的基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，其特征在于：所述除氧器(21)上还连接有锅炉水处理装置(20)。

9.根据权利要求1所述的基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，其特征在于：所述余热锅炉、超内燃烧结隧道窑(3)、发电系统以及温度控制系统上还同时连接有热工监控系统(13)。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的基于超内燃烧结砖隧道窑的余热利用生产系统，其特征在于：包括以下工艺步骤：

(一)通过制砖生产线(1)生产出砖坯，并将砖坯码放在窑车(2)上；

(二)将窑车(2)送入超内燃烧结隧道窑(3)中并使其依次进入处于工作状态的超内燃烧结隧道窑(3)中的预热区和高温区；

(三)通过余热锅炉的余热锅炉烟气进口(4)控制超内燃烧结隧道窑(3)内部的气体流动方向，并使得预热区和高温区内保持负压，同时通过温度控制系统完成对超内燃烧结隧道窑(3)的高温区温度的保持，使得高温区的温度能够稳定在砖坯设定烧成温度±20℃的范围内，同时通过抽烟风机(23)对超内燃烧结隧道窑(3)前端持续抽出烟气；

(四)通过引风机(24)使得预热区和高温区内的高温烟气能够由余热锅炉烟气进口(4)以及温度控制系统进入余热锅炉中的烟气侧，余热锅炉将会对进入的高温烟气与经过余热锅炉的炉水进行热能转换，并使炉水吸热后汽化后得到的蒸汽排出；

(五)通过脱硫除尘器(25)对步骤(三)中抽烟风机(23)和步骤(四)中引风机(24)抽出的烟气进行环保排放处理，并在烟气处理达标后通过烟囱(26)排放；

(六)步骤(四)中排出的蒸汽进入蒸汽利用系统进行利用，该蒸汽的利用的方式包括直接向用户供汽或进入汽轮发电机(14)中进行发电，通过汽轮发电机(14)发电得到的电能进入电能分配系统(15)以给用电设备供电或进行存储；

(七)步骤(六)中排出的乏汽进入冷凝系统被冷凝成液体，冷凝后的液体通过冷凝泵(19)送入除氧器(21)中，同时通过锅炉水处理装置(20)向除氧器(21)中加入除盐水或软化水以补充余热锅炉和蒸汽利用系统中液体的消耗，除氧器(21)对进入其中的液体进行加热与除氧处理，除氧后的液体则在给水泵(22)的作用下返回余热锅炉进入下一个新的换热循环；

(八)窑车(2)则在经过超内燃烧结隧道窑(3)的高温区后再通过保温冷却区逐步降温，并由超内燃烧结隧道窑(3)的末端将烧成后的成品砖块运出。