CN111076558B - 一种窑头烟囱废气余热回收利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种窑头烟囱废气余热回收利用的方法,包括以下步骤:a、风管将窑头烟囱排出的高温废气引入至篦冷机内;b、高温风管将篦冷机内的高温废气引入高温过热器锅炉,回收利用该高温废气做为热源,供窑内生产熟料或汽轮机发电;c、中温风管将篦冷机内的中温废气引入余热回收炉,从高温过热器锅炉排出的中温废气也被引入余热回收炉,由余热回收炉回收利用中温废气做为热源进行余热发电;d、通过调节阀门的开度大小,控制由高温风管进入中温风管的风量大小,将高温风管内的高温废气按预定量引入中温风管,供余热回收炉进行余热发电。本发明具有提高废气余热的回收利用效率的优点。

Description

一种窑头烟囱废气余热回收利用的方法
技术领域
本发明涉及水泥生产余热回收技术领域,尤其涉及一种窑头烟囱废气余热回收利用的方法。
背景技术
在常规水泥余热发电系统中,一般是采用纯低温余热发电工艺,即是设于窑头的AQC锅炉分为高温和中温两路热源,其中,高温热源首先经过ASH过热器(高温过热器锅炉),再进入AQC锅炉,中温热源则无需经过ASH过热器,高温热源和中温热源单独使用。
但是,这样的设计存在高温段阀门开度低,中温段进口温度低,主蒸汽温度无法达到设计要求,中压汽包产气量也达不到设计要求的问题。例如当用于2500t/d熟料生产线纯低温余热发电工程(5.0MW)时,主蒸汽温度为310℃,无法达到设计要求的390℃;中压汽包产气量为8.5t/h,达不到设计要求的10.1t/h。从而导致窑头锅炉做功效率低,余热发电自投产后吨熟料发电量为25Kwh/h左右。为了提高余热发电量,常见做法是通过调整操作条件来提高窑头锅炉的做功效率,但收效甚微。
目前在窑头烟囱废气余热利用中,碰到的主要问题是余热锅炉换热表面清灰技术不够高效、可靠,其主要原因是废气含有大量的颗粒极细粉尘,有较强的吸附性,粘在换热管的换热表面后极大地影响换热效率。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题,提供了一种窑头烟囱废气余热回收利用的方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种窑头烟囱废气余热回收利用的方法,包括以下步骤:a、风管将窑头烟囱排出的高温废气引入至篦冷机内;b、高温风管将篦冷机内的高温废气引入高温过热器锅炉,回收利用该高温废气做为热源,供窑内生产熟料或汽轮机发电;c、中温风管将篦冷机内的中温废气引入余热回收炉,从高温过热器锅炉排出的中温废气也被引入余热回收炉,由余热回收炉回收利用中温废气做为热源进行余热发电;d、通过调节阀门的开度大小,控制由高温风管进入中温风管的风量大小,将高温风管内的高温废气按预定量引入中温风管,供余热回收炉进行余热发电;
其中,上述步骤中所述的余热回收炉包括炉体,所述炉体上下两侧分别连接有出气管和进气管,所述炉体内设置有多组换热管,所述炉体内位于进气管和换热管之间设有滤网,所述炉体内还设有用于清洁换热管表面的清洁装置。
本发明的水泥窑头余热发电方法,通过将高温段的高温废气引入中温段,借此提高中温段的风温风量,从而充分利用篦冷机高温段风温风量,在无需增加新的能源情况下,起到了提高、稳定窑头AQC锅炉蒸汽量及主蒸汽温度的作用,大幅度提高了吨熟料余热发电量;滤网的设置,使得从进气管通入炉内的废气中的颗粒粉尘大部分会被滤网阻挡,有效防止过量的颗粒粉尘吸附到换热管表面影响换热效率;清洁装置用于清洁换热管表面以清除吸附在其表面的颗粒粉尘,保证换热管与废气的接触面积,进而保证废气余热的回收利用效率。
所述风温调节中,根据窑内生产熟料的窑况设定引入中温风管的高温废气量,从而降低由于将高温段风量引入中温段后对窑况产生的影响。
所述窑况包括:熟料产量、熟料质量、熟料f-CaO合格率、熟料立升重、熟料标煤耗、熟料工序能耗,在设定引入中温风管的高温废气量时,需要综合考虑上述窑况,以稳定窑况,熟料产量、质量稳定,不增加能耗前提下提高余热发电量等为宜。
所述清洁装置包括清洁板,所述炉体上设有用于驱动清洁板沿着换热管平直段来回动作的清洁驱动件,所述清洁板上开设有若干供换热管穿过的清洁孔,所述清洁孔内设有一圈清洁钢丝,清洁钢丝可清洁粘附在换热管表面的粉尘,提高换热管的热交换效率,清洁效果好。
所述清洁板内位于清洁孔上方均设有用于向清洁孔喷射气体的除尘通道,所述清洁板内设有用于串联除尘通道的除尘气道,所述炉体上设有用于向除尘气道输送气体的除尘驱动件,及时将清洁后的粉尘吹离换热管表面,防止二次吸附,保证清洁效果。
所述清洁板由多块清洁散板拼接形成,所述多块清洁散板两端通过两根定位柱串接,所述定位柱端部设有与其螺纹连接的锁紧螺母,所述两根定位柱另一端通过限位条固连,便于清洁板的安装和人工清洗。
所述炉体下端设有储料箱,所述储料箱内设有转轴,所述转轴上均匀设有多个搅拌辊,所述转轴位于进气管处周向设有多个进气叶片,所述进气叶片上端面抵触于滤网下端面上,通入废气的同时,进气叶片驱动转轴转动,从而使得搅拌辊对堆积在储料箱内的颗粒进行搅动,使堆积在颗粒内的热量得到散发,进一步提高了余热的回收利用率。
所述转轴上设有吸尘盘,所述吸尘盘设于搅拌辊上方,所述吸尘盘内具有吸尘腔,所述吸尘盘底部设有若干吸尘孔,所述转轴内部具有集尘腔且上下两端均开口,吸尘腔和集尘腔通过气槽相连通,所述滤网上设有吸尘驱动件,所述吸尘驱动件的输出轴可相对转动连接于转轴顶部,所述集尘腔内设有防堵部件,当集尘腔内的粉尘数量过多时,防堵部件将集尘腔内的粉尘排出,有效吸附搅动颗粒时产生的粉尘,降低对换热管的影响,防止大量粉尘从出气管排出污染环境。
所述防堵部件包括第一气网、第二气网及落尘板,所述第一气网设于转轴顶部,所述第二气网设于气槽上方且可在第一气网和气槽之间上下滑动,所述第一气网和第二气网上均开设有仅供气体穿过的通气槽且第一气网和第二气网上的通气槽相互错位设置,所述落尘板设于气槽下方且通过扭簧转动连接于集尘腔内壁上,所述扭簧用于驱动落尘板转动至水平位置以封闭转轴下端开口,所述第二气网与落尘板自由转动端通过连接绳固连,防止粉尘被吸入吸尘驱动件内影响其使用寿命,及时将集尘腔内的粉尘从下方开口排出并收集,避免堵塞,保证吸尘效率;吸尘时转轴下端开口被封闭,防止外界空气从下端开口进入影响炉体内的温度,保证炉体内的温度,进而保证换热管的吸热效果,使废气中的余热得到充分的回收利用。
所述储料箱侧壁上设有取料门,所述取料门上设有取料把手,便于及时对储料箱内的颗粒粉尘进行收集。
与现有技术相比,本发明具有提高废气余热的回收利用效率的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的剖视图。
图3是图2中A处的局部示意图。
图4是本发明中清洁板的剖视图。
图中,1、炉体;2、出气管;3、进气管;4、换热管;5、滤网;6、清洁板;61、清洁散板;7、清洁驱动件;8、清洁孔;9、清洁钢丝;10、除尘通道;11、除尘气道;12、除尘驱动件;13、定位柱;14、锁紧螺母;15、限位条;16、储料箱;17、转轴;171、气槽;18、搅拌辊;19、进气叶片;20、吸尘盘;21、吸尘腔;22、吸尘孔;23、集尘腔;24、吸尘驱动件;25、第一气网;251、通气槽;26、第二气网;27、落尘板;28、连接绳;29、取料门;30、取料把手。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
如图1-4所示,一种窑头烟囱废气余热回收利用的方法,包括以下步骤:a、风管将窑头烟囱排出的高温废气引入至篦冷机内;b、高温风管将篦冷机内的高温废气引入高温过热器锅炉,回收利用该高温废气做为热源,供窑内生产熟料或汽轮机发电;c、中温风管将篦冷机内的中温废气引入余热回收炉,从高温过热器锅炉排出的中温废气也被引入余热回收炉,由余热回收炉回收利用中温废气做为热源进行余热发电;d、通过调节阀门的开度大小,控制由高温风管进入中温风管的风量大小,将高温风管内的高温废气按预定量引入中温风管,供余热回收炉进行余热发电。
优选的,风温调节中,根据窑内生产熟料的窑况设定引入中温风管的高温废气量。
优选的,熟料产量、熟料质量、熟料f-CaO合格率、熟料立升重、熟料标煤耗、熟料工序能耗,其中,f-CaO指的是游离氧化钙。
其中,上述步骤中余热回收炉包括炉体1,炉体1上下两侧分别连接有出气管2和进气管3,出气管2竖直向上设置于炉体1顶部,进气管3水平设置于炉体1侧壁下端,炉体1内设置有多组换热管4,多组换热管4沿炉体1高度方向间隔设置,炉体1内位于进气管3和换热管4之间设有滤网5,滤网5可过滤大部分颗粒粉尘,炉体1内还设有用于清洁换热管4表面的清洁装置。
进一步细说,清洁装置包括清洁板6,炉体1上设有用于驱动清洁板6沿着换热管4平直段来回动作的清洁驱动件7,清洁驱动件7为无杆气缸,此为现有技术,故不做赘述,清洁板6上开设有若干供换热管4穿过的清洁孔8,清洁孔8内设有一圈清洁钢丝9,清洁钢丝9抵触于换热管4表面,当清洁驱动件7驱动清洁板6来动动作时,清洁钢丝9沿着换热管4表面滑动,从而将吸附在其表面的粉尘刮落,实现对换热管4管壁的清洁,保证换热管4充分的与废气接触,提供对废气中的热量进行吸收利用。
优选的,清洁孔8后侧设有防尘橡胶圈,在清洁的过程中,防尘橡胶圈可阻挡粉尘从另一侧开口飞出对已经清洁后的换热管4关闭二次污染,进而保证对换热管4的清洁效果。
进一步细说,清洁板6内位于清洁孔8上方均设有用于向清洁孔8喷射气体的除尘通道10,清洁板6内设有用于串联除尘通道10的除尘气道11,炉体1上设有用于向除尘气道11输送气体的除尘驱动件12,除尘驱动件12为市面上可直接购买得到的气泵,并通过螺钉安装于炉体1外,防止气泵被高温破坏,除尘驱动件12通过伸缩管连接于清洁板6上且与除尘气道11相连通,当清洁板6在清洁驱动件7的作用下动作时,除尘驱动件12向除尘气道11输送气体并从除尘通道10处喷向换热管4管壁上以清除粉尘,避免粉尘残留,清洗效果进一步提高。
进一步细说,清洁板6由多块清洁散板61拼接形成,多块清洁散板61两端通过两根定位柱13串接,定位柱13端部设有与其螺纹连接的锁紧螺母14,两根定位柱13另一端通过限位条15固连,当清洁板6使用一段时间后需要清洗以保证对换热管4的清洁效果,将清洁板6设置为拼接结构,当需要清洗时,松开锁紧螺母14,向下拉动限位条15即可解除多块清洁散板61的锁紧效果,此时转动中间的清洁散板61即可将其从换热管4内取出进行清洗,若不转动清洁散板61是无法从换热管4内取出的,防止清洁散板61从换热管4上掉落;限位条15的设置,使得两根定位柱13被锁紧后,限位条15可抵触于清洁板6底部,避免清洁板6的倾斜,保证清洁散板61拼接后的位置固定。
进一步细说,炉体1下端设有储料箱16,储料箱16内设有转轴17,转轴17上均匀设有多个搅拌辊18,转轴17位于进气管3处周向设有多个进气叶片19,进气叶片19上端面抵触于滤网5下端面上,进气管3处持续通入废气时,进气叶片19在废气风力的作用下会驱动转轴17转动,转轴17带动搅拌辊18转动,搅拌辊18的转动使得堆积在储料箱16内的颗粒粉尘被搅动,从而使得堆积在颗粒粉尘之间的热量得到散发,实现对该部分余热的回收利用,提高了利用效率;且无需额外的驱动件驱动,利用废气即可实现动作,达到了节能减排的作用。
进一步细说,转轴17上设有吸尘盘20,吸尘盘20设于搅拌辊18上方,吸尘盘20内具有吸尘腔21,吸尘盘20底部设有若干吸尘孔22,转轴17内部具有集尘腔23且上下两端均开口,吸尘腔21和集尘腔23通过气槽171相连通,滤网5上设有吸尘驱动件24,吸尘驱动件24为市面上可直接购买得到的气泵,故不做赘述,吸尘驱动件24的输出轴可相对转动连接于转轴17顶部,集尘腔23内设有防堵部件,当集尘腔23内的粉尘数量过多时,防堵部件将集尘腔23内的粉尘排出,当搅拌辊18搅动颗粒粉尘时,部分微小的颗粒会向上动作漂浮在炉体1,吸尘盘20可通过吸尘驱动件24的吸气动作将这些颗粒吸附至吸尘腔内,有效防止粉尘浮到换热管4处吸附在其管壁上;防堵部件则可有效防止粉尘被吸尘驱动件24吸入破坏吸尘驱动件24,且同时防止集尘腔23内的粉尘数量过多影响集尘效果。
进一步细说,防堵部件包括第一气网25、第二气网26及落尘板27,第一气网25设于转轴17顶部,第二气网26设于气槽171上方且可在第一气网25和气槽171之间上下滑动,第一气网25和第二气网26上均开设有仅供气体穿过的通气槽251且第一气网25和第二气网26上的通气槽251相互错位设置,落尘板27设于气槽171下方且通过扭簧转动连接于集尘腔23内壁上,扭簧用于驱动落尘板27转动至水平位置以封闭转轴17下端开口,第二气网26与落尘板27自由转动端通过连接绳28固连,当集尘腔23内的粉尘数量过多时,大量的粉尘通过吸气吸附在第二气网26下端面上并堵塞第二气网26上的通气槽251,此时第二气网26便会在吸尘驱动件24的吸气动作下向上动作直至抵住第一气网25上,由于第一气网25和第二气网26上的通气槽251相互错位设置,当第一气网25和第二气网26相抵时,第一气网25和第二气网26相互之间完全堵塞通气槽251,此时集尘腔23内的粉尘以及吸附在第二气网26上便会失去吸尘驱动件24的吸力向下掉落,由于连接绳28的设置,当第二气网26向第一气网25方向动作时,连接绳28便会拉动落尘板27自由端转动使其由水平位置向竖直位置转动以开启转轴17下端开口,此时粉尘即可从转轴17下端掉出,可在转轴17下端处套设以集尘袋以对掉落出的粉尘进行收集,该防堵部件可根据粉尘的数量自动控制粉尘的排料,避免粉尘过多影响集尘效果。
优选的,第一气网25下方设置有触压开关,当第二气网26与第一气网25相抵时便会抵压触压开关,触压开关与吸尘驱动件24电性连接,当触压开关受到触压信号5S后使吸尘驱动件24停机2S,在吸尘驱动件24停机2S的过程中,落尘板27在扭簧的作用下转动至水平位置,第二气网26在连接绳28的下向下动作并脱离第一气网25,此时吸尘驱动件24继续吸气对粉尘进行收集,且落尘板27封闭转轴17的下端开口可有效防止吸尘驱动件24吸气时将外界空气吸入炉体内,当落尘板17开启时,转轴17上端与吸尘驱动件24的连通处被堵住,也不会有外界空气被吸入,从而保证炉内高温,提高对废气余热的回收利用率。
进一步细说,为了便于及时将储料箱16内收集的颗粒粉尘进行收集,储料箱16侧壁上设有取料门29,取料门29上设有取料把手30。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (4)

1.一种窑头烟囱废气余热回收利用的方法,其特征在于:包括以下步骤:
a、风管将窑头烟囱排出的高温废气引入至篦冷机内;
b、高温风管将篦冷机内的高温废气引入高温过热器锅炉,回收利用该高温废气做为热源,供窑内生产熟料或汽轮机发电;
c、中温风管将篦冷机内的中温废气引入余热回收炉,从高温过热器锅炉排出的中温废气也被引入余热回收炉,由余热回收炉回收利用中温废气做为热源进行余热发电;
d、通过调节阀门的开度大小,控制由高温风管进入中温风管的风量大小,将高温风管内的高温废气按预定量引入中温风管,供余热回收炉进行余热发电;
其中,上述步骤中所述的余热回收炉包括炉体(1),所述炉体(1)上下两侧分别连接有出气管(2)和进气管(3),所述炉体(1)内设置有多组换热管(4),所述炉体(1)内位于进气管(3)和换热管(4)之间设有滤网(5),所述炉体(1)内还设有用于清洁换热管(4)表面的清洁装置;所述清洁装置包括清洁板(6),所述炉体(1)上设有用于驱动清洁板(6)沿着换热管(4)平直段来回动作的清洁驱动件(7),所述清洁板(6)上开设有若干供换热管(4)穿过的清洁孔(8),所述清洁孔(8)内设有一圈清洁钢丝(9);所述清洁板(6)内位于清洁孔(8)上方均设有用于向清洁孔(8)喷射气体的除尘通道(10),所述清洁板(6)内设有用于串联除尘通道(10)的除尘气道(11),所述炉体(1)上设有用于向除尘气道(11)输送气体的除尘驱动件(12);所述清洁板(6)由多块清洁散板(61)拼接形成,所述多块清洁散板(61)两端通过两根定位柱(13)串接,所述定位柱(13)端部设有与其螺纹连接的锁紧螺母(14),所述两根定位柱(13)另一端通过限位条(15)固连;所述炉体(1)下端设有储料箱(16),所述储料箱(16)内设有转轴(17),所述转轴(17)上均匀设有多个搅拌辊(18),所述转轴(17)位于进气管(3)处周向设有多个进气叶片(19),所述进气叶片(19)上端面抵触于滤网(5)下端面上;所述转轴(17)上设有吸尘盘(20),所述吸尘盘(20)设于搅拌辊(18)上方,所述吸尘盘(20)内具有吸尘腔(21),所述吸尘盘(20)底部设有若干吸尘孔(22),所述转轴(17)内部具有集尘腔(23)且上下两端均开口,吸尘腔(21)和集尘腔(23)通过气槽(171)相连通,所述滤网(5)上设有吸尘驱动件(24),所述吸尘驱动件(24)的输出轴可相对转动连接于转轴(17)顶部,所述集尘腔(23)内设有防堵部件,当集尘腔(23)内的粉尘数量过多时,防堵部件将集尘腔(23)内的粉尘排出;所述防堵部件包括第一气网(25)、第二气网(26)及落尘板(27),所述第一气网(25)设于转轴(17)顶部,所述第二气网(26)设于气槽(171)上方且可在第一气网(25)和气槽(171)之间上下滑动,所述第一气网(25)和第二气网(26)上均开设有仅供气体穿过的通气槽(251)且第一气网(25)和第二气网(26)上的通气槽(251)相互错位设置,所述落尘板(27)设于气槽(171)下方且通过扭簧转动连接于集尘腔(23)内壁上,所述扭簧用于驱动落尘板(27)转动至水平位置以封闭转轴(17)下端开口,所述第二气网(26)与落尘板(27)自由转动端通过连接绳(28)固连。
2.根据权利要求1所述的一种窑头烟囱废气余热回收利用的方法,其特征在于:风温调节中,根据窑内生产熟料的窑况设定引入中温风管的高温废气量。
3.根据权利要求2所述的一种窑头烟囱废气余热回收利用的方法,其特征在于:所述窑况包括:熟料产量、熟料质量、熟料f-CaO合格率、熟料立升重、熟料标煤耗、熟料工序能耗。
4.根据权利要求1所述的一种窑头烟囱废气余热回收利用的方法,其特征在于:所述储料箱(16)侧壁上设有取料门(29),所述取料门(29)上设有取料把手(30)。
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