CN113108611B - 一种烟气强制分散料粉的撒料装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及预热预分解系统气固换热技术领域，具体公开了一种烟气强制分散料粉的撒料装置，包括撒料机构、与撒料机构入口连接的下料管、与撒料机构出口连通的换热管；所述撒料机构包括设置有入口和出口的撒料壳、安装在撒料壳内的风叶式压差产生机构；所述撒料壳的出口与换热管的侧壁连通形成分散腔室，所述风叶式压差产生机构位于分散腔室内；所述风叶式压差产生机构的旋转轴线与换热管的轴线不在同一直线上。本发明能够加强料粉的分散效果，又不额外损耗高温烟气的余热，同时还能长期稳定可靠的工作。

Description

一种烟气强制分散料粉的撒料装置

技术领域

本发明涉及预热预分解系统气固换热技术领域，更具体地讲，涉及一种烟气强制分散料粉的撒料装置。

背景技术

撒料装置作为预热预分解系统的重要部件,对于料粉高效回收高温烟气余热，提高料粉-高温烟气换热效率，以降低水泥行业熟料烧成热耗具有至关重要的作用。

传统的撒料装置主要为撒料盒(或称为撒料箱)，撒料板等，位于各级预热器出口换热管道的合适位置，其基本原理如图2所示：一定流量的料粉在自身重力沿下料管A10方向的分力作用下，以一定动量冲击至撒料盒或撒料板底板，飞溅至换热管道A20中,并悬浮分散于具有一定速度从预热器A30流经换热管道A20的高温烟气中，然后料粉主要通过对流换热的方式与高温烟气产生热交换，回收高温烟气热量。撒料盒对料粉的分散效果越好，则料粉与高温烟气的接触面积越大，对流换热系数越高，则换热效率越高，回收余热越多，最终使熟料烧成热耗越低。

为提高撒料盒对料粉的分散效果，目前主要的技术路线有：

(1)将撒料盒底板设置为可在一定角度范围内动态调整,或将撒料盒底板设置为凸台，以更好地发挥料粉依靠自身重力的冲击作用。或将底板伸入换热管道一定距离，且将伸入部位设计均匀分布的若干小孔，供换热管道内的高温烟气通过，以加强料粉的分散效果，以上种种措施仍未改变料粉分散最根本的动力仍来自于料粉自身的重力沿料管方向的分力，以及换热管道中高温烟气对料粉的浮送力，导致料粉均匀分散于高温烟气中的效果有限。这从根本上限制了料粉-高温烟气的换热效率，无法高效从高温烟气中回收余热。

(2)沿合适角度向撒料盒底板提供一定流量，流速较高的压缩空气，以加强料粉在换热管道高温烟气中的分散效果，此种方式虽提供了额外的料粉分散动力来源，能明显改善料粉的分散效果，但压缩空气温度远低于高温烟气，会与高温烟气产生热交换，从而浪费高温烟气中的热量。

(3)在撒料盒底板设置机械搅拌装置，如旋转叶片等。通过高速旋转的离心力来加强冲击至撒料盒底板的料粉分散效果。此种技术措施提高了料粉的分散程度，且没有额外浪费高温烟气的热量。但旋转叶片由于长期高速旋转，且完全与料粉接触，不可避免地产生快速磨损，导致故障率高，运转率低的问题。

目前的技术难以稳定可靠地通过撒料装置使料粉高效地悬浮分散于高温烟气，以大幅度提高料粉-高温烟气对流换热效率，从而达到高效回收烟气余热，降低熟料烧成热耗的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种烟气强制分散料粉的撒料装置；能够加强料粉的分散效果，又不额外损耗高温烟气的余热，同时还能长期稳定可靠的工作。

本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

一种烟气强制分散料粉的撒料装置，包括撒料机构、与撒料机构入口连接的下料管、与撒料机构出口连通的换热管；所述撒料机构包括设置有入口和出口的撒料壳、安装在撒料壳内的风叶式压差产生机构；所述撒料壳的出口与换热管的侧壁连通形成分散腔室，所述风叶式压差产生机构位于分散腔室内；所述风叶式压差产生机构的旋转轴线与换热管的轴线不在同一直线上。

在使用过程中，分散腔室内的风叶式压差产生机构旋转，将分散腔室分割为正压区和负压区，其中正压区位于风叶式压差产生机构靠近换热管一侧与换热管之间的区域，反之另外一侧则为负压区；料粉从下料管进入到分散腔室内，位于换热管道中的高温烟气的一部分被引导至负压区，并通过风叶的作用，以一定动量吹至正压区；当料粉通过下料管冲击至撒料机构的壳体上时，在正压区的高温烟气高速作用下，料粉获得高温烟气的强制分散动力，快速且高效地分散于换热管道中的高温烟气。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现料粉获得高温烟气的强制分散动力；所述风叶式压差产生机构包括位于分散腔室内的风叶、与风叶连接的转轴、安装在撒料壳外侧的电机，所述电机的输出轴与转轴同轴连接；所述转轴的轴线与换热管的轴线不在同一直线上。

在使用过程中，电机通过驱动风叶将电能最终转化为高温烟气的动能，依靠高温烟气的动能而非旋转叶片与料粉的直接接触产生的作用力，来强制分散料粉；且分散料粉的气体介质-高温烟气，为与料粉换热的对象，不额外损失高温烟气热量。

在一些可能的实施方式中，位于分散腔室内的风叶将搅拌腔分割为负压区和正压区，所述正压区位于风叶与换热管之间；所述入口位于正压区的上方。

在一些可能的实施方式中，所述下料管倾斜设置，其轴线与换热管的轴线所形成的夹角小于90°，为了避免料粉输送下落时与风叶大面积接触，减少料粉对于风叶的磨损；所述入口位于风叶的上方，且风叶与下料管的下料通道延长线不相交。

在一些可能的实施方式中，所述撒料壳包括设置有密封套的后立面壳体、设置有入口的侧面壳体；所述侧面壳体和后立面壳体形成分散腔室；所述转轴远离风叶的一端穿过密封套与电机的输出轴连接。

在一些可能的实施方式中，所述后立面壳体与风叶之间的距离为 300-500mm。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现对于风叶旋转的调节，从而实现对于负压区高温烟气流量的调节；所述电机为变频调速电机。

在一些可能的实施方式中，所述风叶采用耐高温耐磨材料制成，所述风叶为多片呈沿转轴的周向均匀设置。

在一些可能的实施方式中，还包括预热器，所述预热器位于换热管的下方且与换热管连通；为了有效的避免部分料粉掉落到预热器，从而失去在管道中换热的机会，所述预热器靠近撒料装置一侧与撒料壳底部之间的距离为H，其中 2.5m≥H≥1.2m。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过设置风叶将分散腔室分割为正压区和负压区，在风叶转动的情况下，使得换热管道内的高温烟气将部分从正压区引导至负压区，并再次在风叶旋转的作用下吹至正压区；在料粉向撒料壳体底部一侧运动时，料粉将料粉获得高温烟气的强制分散动力，快速且高效地分散于换热管道中的高温烟气中；进而有效的实现加强料粉的分散效果，又不额外损耗高温烟气的余热，同时能长期稳定可靠的工作。

本发明中风叶与下料管的下料通道延长线不相交，这将有效的避免料粉在下落过程中与风叶的摩擦，减少风叶的磨损，降低在使用过程出现故障的可能性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为现有技术中撒料装置的结构示意图；

图3为本发明中撒料机构的结构示意图；

图4为本发明中风叶后向设置时与转轴的连接示意图；

图5为本发明中风叶前向设置时与转轴的连接示意图；

其中：1、下料管；2、换热管；3、预热器；4、撒料机构；5、撒料壳；6、风叶；7、密封套；8、电机；10、下料管A；20、换热管A；30、预热器A。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的附图中，需要理解的是，不具有相互替代性的不同技术特征显示在同一附图，仅是为了便于简化附图说明及减少附图数量，而不是指示或暗示参照所述附图进行描述的实施例包含所述附图中的所有技术特征，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本申请所提及的"第一"、" 第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本申请实施中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在 A和B，单独存在B这三种情况。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面对本发明中进行详细说明。

如图1、图3-图5所示，一种烟气强制分散料粉的撒料装置，包括撒料机构4、与撒料机构4入口连接的下料管1、与撒料机构4出口连通的换热管2；所述撒料机构4包括设置有入口和出口的撒料壳5、安装在撒料壳5内的风叶6式搅拌机构；所述撒料壳5的出口与换热管2的侧壁连通形成分散腔室，所述风叶6式搅拌机构位于分散腔室内；所述风叶6式搅拌机构的旋转轴线与换热管2的轴线不在同一直线上。

在使用过程中，分散腔室内的风叶6式搅拌机构旋转，将分散腔室分割为正压区和负压区，其中正压区位于风叶6式搅拌机构靠近换热管2一侧与换热管2之间的区域，反之另外一侧则为负压压区；位于换热管2道中的高温烟气的一部分被通过出口进入正压区然后引导至负压区，并通过风叶6的作用，以一定动量吹至正压区；当料粉通过下料管1冲击至撒料机构4的壳体上时，在正压区的高温烟气高速作用下，料粉获得温烟气的强制分散动力，快速且高效地分散于换热管2道的高温烟气中。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现料粉获得高温烟气的强制分散动力；所述风叶6式搅拌机构包括位于分散腔室内的风叶6、与风叶6连接的转轴、安装在撒料壳5外侧的电机8，所述电机8的输出轴与转轴同轴连接；所述转轴的轴线与换热管2的轴线不在同一直线上。

优选的，如图1所示，为了使得对于电机动能的最大利用，转轴的轴线与换热管2的轴线相互垂直。

电机8安装在撒料壳5的外侧，只要两个能实现相互固定即可，这里对于固定机构不进行限定。

在使用过程中，电机8通过驱动风叶6将电能最终转化为高温烟气的动能，依靠高温烟气的动能而非旋转叶片与料粉的直接接触产生的作用力，来强制分散料粉。

在一些可能的实施方式中，位于分散腔室内的风叶6将搅拌腔分割为负压区和正压区，所述正压区位于风叶6与换热管2之间；所述入口位于正压区的上方。

在一些可能的实施方式中，所述下料管1倾斜设置，其轴线与换热管2的轴线所形成的夹角小于90°，为了避免料粉输送下落时与风叶6大面积接触，减少料粉对于风叶6的磨损；所述入口位于风叶6的上方，且风叶6与下料管1的下料通道延长线不相交。即下料管1下料通道靠近撒料机构4一侧的延长线将落入正压区。

在一些可能的实施方式中，所述撒料壳5包括设置有密封套7的后立面壳体、设置有入口的侧面壳体；所述侧面壳体和后立面壳体形成分散腔室；所述转轴远离风叶6的一端穿过密封套7与电机8的输出轴连接。

优选的，电机8的输出轴与转轴之间通过联轴器实现连接。电机8安装在后立面壳体的外侧，密封套7穿过后立面壳体进入分散腔室内。

在一些可能的实施方式中，为了有效的保证高温气体能够进入到风叶6与后立面壳体之间的区域，该区域为负压区；风叶6与后立面壳体之间存在移动的距离，使其能够有一定体积流量，一定速度的高温气体；所述后立面壳体与风叶6 之间的距离为300-500mm。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现对于风叶6旋转的调节，从而实现对于负压区高温烟气流量的调节；所述电机8为变频调速电机。

电机8采用变频调速的方式驱动风叶6，以调节引导至风叶6后部相对负压区的高温烟气流量，压力，从而获得不同的分散效果。

在一些可能的实施方式中，所述风叶6采用耐高温耐磨材料制成，所述风叶 6为多片呈沿转轴的周向均匀设置。

优选的，风叶6可以为奇数片或偶数片，风叶6的形状可以如图3所示的沿转轴的径向设置；也可以如图4所示的前向式，即风叶6的轴线与转轴轴线的延长线的夹角小于90°；也可以如图5所示的后向式，即风叶6的轴线与转轴轴线的延长线的夹角大于90°。

在一些可能的实施方式中，还包括预热器3；所述换热管2位于预热器3的出口，为了有效的避免部分料粉掉落到预热器3，从而失去在管道中换热的机会，所述预热器3靠近撒料装置一侧与撒料壳5底部之间的距离为H，其中2.5m≥H≥ 1.2m。

本发明中的变频调速电机驱动风叶6高速旋转，随即在风叶6后部与撒料装置壳体后立面的空间内形成负压区，在风叶6前部，撒料壳5底部形成相对正压区，位于换热管2道中的高温烟气的一部分被引导至负压区，并通过风叶6的作用，以一定动量吹至正压区；当一定流量的料粉通过下料管1冲击至撒料壳5底部时，在正压区的高温烟气高速作用下，料粉获得高温烟气的强制分散动力，快速且高效地分散于换热管2道的高温烟气中。

本发明采用预热器3出口的换热管2道内的高温烟气本身进行强制分散，高温烟气无余热损失。

经过多次试验，经过换热后的烟气温度可比采用其它撒料装置分散料粉，回收余热后的烟气温度低20℃，水泥熟料烧成热耗可降低标煤耗1.5～ 2kg.ce/kg.clk。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种烟气强制分散料粉的撒料装置，其特征在于，包括撒料机构、与撒料机构入口连接的下料管、与撒料机构出口连通的换热管；所述撒料机构包括设置有入口和出口的撒料壳、安装在撒料壳内的风叶式压差产生机构；所述撒料壳的出口与换热管的侧壁连通形成分散腔室，所述风叶式压差产生机构位于分散腔室内；所述风叶式压差产生机构的旋转轴线与换热管的轴线不在同一直线上；

所述风叶式压差产生机构包括位于分散腔室内的风叶；位于分散腔室内的风叶将搅拌腔分割为负压区和正压区，所述正压区位于风叶与换热管之间；

所述入口位于正压区的上方；

所述入口位于风叶的上方，且风叶与下料管的下料通道延长线不相交。

2.根据权利要求1所述的一种烟气强制分散料粉的撒料装置，其特征在于，所述风叶式压差产生机构还包括与风叶连接的转轴、安装在撒料壳外侧的电机，所述电机的输出轴与转轴同轴连接；所述转轴的轴线与换热管的轴线不在同一直线上。

3.根据权利要求2所述的一种烟气强制分散料粉的撒料装置，其特征在于，所述下料管倾斜设置，其轴线与换热管的轴线所形成的夹角小于90°。

4.根据权利要求3所述的一种烟气强制分散料粉的撒料装置，其特征在于，所述撒料壳包括设置有密封套的后立面壳体、设置有入口的侧面壳体；所述侧面壳体和后立面壳体形成分散腔室；所述转轴远离风叶的一端穿过密封套与电机的输出轴连接。

5.根据权利要求4所述的一种烟气强制分散料粉的撒料装置，其特征在于，所述后立面壳体与风叶之间的距离为300-500mm。

6.根据权利要求2所述的一种烟气强制分散料粉的撒料装置，其特征在于，所述电机为变频调速电机。

7.根据权利要求2-6任一项所述的一种烟气强制分散料粉的撒料装置，其特征在于，所述风叶采用耐高温耐磨材料制成，所述风叶为多片呈沿转轴的周向均匀设置。

8.根据权利要求7所述的一种烟气强制分散料粉的撒料装置，其特征在于，还包括预热器，所述预热器位于换热管的下方且与换热管连通；所述预热器靠近撒料装置一侧与撒料壳底部之间的距离为H，其中2.5m≥H≥1.2m。

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