CN115501966B - 一种节能增效的立式辊磨系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及立式辊磨系统的节能增效技术领域，公开了一种节能增效的立式辊磨系统，包括伴热烟囱热风回收单元、立磨减速机润滑站热风回收单元、主电动机热风回收单元和主风机电机热风回收单元，各热风回收单元通过对应的热风回收管道汇集入热风回收主管道，热风回收主管道与辊磨系统的负压管道连通。各热风回收单元回收的热量导入立式辊磨生产系统，用于对物料的干燥粉磨生产，为生产系统补充了风量，减少热风炉的原料消耗和主风机的功耗，也减少了向空气中的排放热量，在热量回收和风量补充的双重作用下，实现节能、减排、增效。
Description
技术领域
本发明涉及立式辊磨节能增效技术领域，尤其涉及一种将立式辊磨系统中设备运转产生的余热回收再利用的节能增效立式辊磨系统。
背景技术
随着社会经济建设向低碳环保不断进步发展，环境保护、资源与能源有效循环再利用越来越受到各行各业的关注。
立式辊磨系统是一个集磨粉、烘干、输送、集粉于一体的系统，是一套大型化的生产线，其烘干热源主要采用来自热风炉燃烧燃气、煤粉等原料释放热量，或者是来自厂区其他高热源补充余热。立式辊磨系统中有很多大功率的运转设备，如立磨减速机润滑站、高压大功率主电机等，这些设备在工作时会产生大量的热量，为了保护这些传动部件正常工作，就需要对其进行冷却散热。
目前立式辊磨系统生产线中主要采用的是水冷却系统，需要配备板式换热器、循环水泵、水池、冷却塔等部件，这种方式不仅建设水池等设施，占用厂地，还需要提供可持续的水源，冷却换热消耗生产区域大量水资源，板式换热器换热表面及冷却塔表面还易结垢，严重地影响换热效率和性能，且清洗时费工费力，重新装配时易出现泄漏等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能增效的立式辊磨系统，通过风冷却的方式替换现有的水冷却方式对辊磨系统中的大功率设备进行散热，以克服了现有水冷系统占地、耗费水资和维护不便的问题，同时将原本散失的热量进行回收再利用，既补充了系统风量，又实现节能减排。
为实现上述目的本发明是通过以下技术方案实现：
一种节能增效的立式辊磨系统，包括立式辊磨、除尘器、离心风机、伴热烟囱和热风炉构成的主循环系统，立式辊磨由立磨减速机驱动，驱动立磨减速机的主电动机上设置有主电动机热风回收单元，立磨减速机的润滑站上设置有立磨减速机润滑站热风回收单元，驱动离心风机的电机上设置有主风机电机热风回收单元，伴热烟囱上设置有伴热烟囱热风回收单元，各热风回收单元通过对应的热风回收管道汇集入热风回收主管道，热风回收主管道与主循环系统的负压管道连通。
通过伴热烟囱热风回收单元、立磨减速机润滑站热风回收单元、主电动机热风回收单元和主风机电机热风回收单元将相对应的烟囱排放热量、润滑站产生热量以及主电动机和主风机电机产生的热量进行回收，并导入立式辊磨系统的负压管道进入立式辊磨生产系统，用于对物料的干燥粉磨生产，从而有效为生产系统补充了风量，节约热风炉的热能供给并补充了部分风量，减少热风炉的原料消耗和主风机的功耗，也减少了向空气中的排放热量，实现节能减排。较传统的水冷却方式，既减少了水池占地，节约了生产空间，又节约了大量的水资源，还避免了水冷却容易结垢和管路泄漏对电路的危害。
作为优选方案，热风回收主管道上沿气流方向依次设置有排气支管、第一电动闸阀和单向阀，排气支管上设置有与第一电动闸阀联动互锁的第二电动闸阀。
单向阀通过两侧风压控制单向阀的开启与关闭，可有效防止热风回收主管道及回收管逆流，通过热风回收主管道、排气支管及相应的两电动闸阀的配合，正常运行时，第一电动闸阀常开，第二电动闸阀常闭，在支路设备检修或者系统负压管道异常情况下第一电动闸阀常闭，第二电动闸阀常开，隔绝生产系统的负压管道和热风回收管道，并且回收管道热风不符合入磨要求时，可以通过关闭第一电动闸阀打开第二电动闸阀使不符合入磨要求的热风直排大气，也同时能保障运转设备热量排入大气，保障设备的稳定运转。
所述伴热烟囱热风回收单元包括套设于烟囱外的保温壳体，保温壳体一侧下部设置有进风口，另一侧上部设置有出风口，出风口与对应的热风回收管道连接，保温壳体内设置有呈S形贯穿烟囱侧壁的换热管，换热管内是流动液体冷媒，换热管两端与循环泵连接，使冷媒在换热管内循环流动。
保温壳体于烟囱外形成换热风腔，主风机出风口支管通过法兰与烟囱底部进风口连接，热风在烟囱内部自下而上进行流动，在上升过程中与穿过烟囱壁的换热管进行热交换，换热管内循环流动的液体冷媒，将烟囱内湿热风的热量吸收，在轴流风机的作用下，空气由进风口进入换热风腔,换热管于换热风腔内释放热量，对空气进行加热，实现热量的回收。S形的曲线的换热管增加冷媒换热面积。
优选的，所述保温壳体内还设置有螺旋上升的导流片。通过制造热风湍流，增加热风在风腔的逗留时间，均化不同温度区域的热风，增加换热效率。
所述导流片为高导热材料制件，并与所述换热管接触，可进一步通过换热管与导流片的热传导增大与空气的换热面积，提高换热效率。
所述立磨减速机润滑站热风回收单元包括风冷式冷却器和第一收风罩，风冷式冷却器一侧与润滑站油箱连接，另一侧设置有外转子轴流风机，第一收风罩罩设于风冷式冷却器外，第一收风罩上对应风冷式冷却器的侧面设置有冷风入口，对应外转子轴流风机设置有热风出口。
风冷式冷却器内设置有换热油管，换热油管底端延伸入润滑站油箱的下部，换热油管顶端延伸入润滑站油箱的上部。
润滑液从减速机吸收带走热量，风冷式冷却器通过热传导的散热片与油箱接触热传导吸收热量或通过换热油管将油箱内的热油通过油泵抽入冷却器，在风机的作用下，通过热交换使冷风入口吸入的空气温度升高，形成热风，由热风出口进入相应的热风回收管道。
该立式辊磨系统的离心主风机的驱动电机和立式辊磨的主电动机均采用空空冷却高压系列电机。
所述主电动机热风回收单元和主风机电机热风回收单元均包括电机散热模块和第二收风罩，第二收风罩同时罩设电机的端面和至少一个侧面，电机的端面处设置有冷却风机，第二收风罩内形成相互连通的端面腔体部和侧面腔体部，端面腔体部设置有冷风进口，侧面腔体部于另一端设置有热风出口。
空气由冷风进口进入收风罩，一部分空气经冷却风机进入电机内并经由热交换模块从电机侧面进入收风罩的侧面腔体部，另一部分空气经由端面腔体部直接进入侧面腔体部，汇合后由热风出口进入相应的热风回收管道。
优选的，所述端面腔体部和侧面腔体部间设置有锥形束口管道，从而促使更多的空气经由冷却风机进入电机内提高热量回收效率。
对应的热风回收管道上设置有轴流风机，与冷却风机相配合，避免热风出口形成正压，促进电机热风的排放，并且在电机停止运转时仍能为其提供冷却。
本发明的各热风回收单元相互独立，不影响其他设备运行，各热风回收单元通过相应的热风回收管道支路汇集于热风回收主管道，并导入立式主循环系统的负压管道进入立式辊磨生产系统，从而有效节约热风炉的热能供给并补充了部分风量，减少热风炉的原料消耗和主风机的功耗，相比传统方式将运转设备热风粗放性排入大气，减少和避免了热源和热风的浪费，也减少了向空气中的排放热量，在热量回收和风量补充的双重作用下，实现节能、减排、增效。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为立式辊磨主电动机热风回收支路的结构示意图；
图3为主风机电机热风回收支路的结构示意图；
图4为立磨减速机润滑站热风回收支路的结构示意图；
图5为伴热烟囱热风换热支路的结构示意图；
图6为伴热烟囱热风换热支路的优选方案结构示意图。
具体实施方式
下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
参看图1-5
一种节能增效的立式辊磨系统，包括立式辊磨100、除尘器200、离心风机300、热风炉500和伴热烟囱400，立式辊磨100的底部具有立磨减速机，通过主电机120驱动立磨减速机带动立式辊磨运转，立式辊磨100的出风口通过第一系统管道410与除尘器200入风口连接，除尘器200出风口通过第二系统管道420离心风机300进风口连接，离心风机300出风口管道分为两路，一支路430-1连接伴热烟囱400进风口，另外一支路通过系统管道430-2、电动闸阀431与热风炉500补风口连接，热风炉500出风口通过系统负压管道440与立式辊磨100的进风口连接，形成主循环系统，由鼓风机510为热风炉500提供燃烧空气。
驱动立磨减速机的主电动机120上设置有主电动机热风回收单元，立磨减速机的润滑站110上设置有立磨减速机润滑站热风回收单元，驱动离心风机300的电机314上设置有主风机电机热风回收单元，伴热烟囱400上设置有伴热烟囱热风回收单元，各热风回收单元通过对应的热风回收管道123、115、313、402汇集入热风回收主管道，热风回收主管道与主循环系统的负压管道440连通。通过伴热烟囱热风回收单元、立磨减速机润滑站热风回收单元、主电动机热风回收单元和主风机电机热风回收单元将相对应的烟囱热量、润滑站热量以及主电动机和主风机电机产生的热量进行回收，并导入主循环系统的负压管道进入立式辊磨生产系统，用于对物料的干燥粉磨生产，既为生产系统补充了风量，又节约了热风炉的热能供给和部分风量，减少了热风炉的原料消耗和主风机的功耗，也减少了向空气中的排放热量，实现节能减排增效。
具体的，该立式辊磨系统的离心风机200的驱动电机和立式辊磨的主电动机120均采用空空冷却高压系列电机。
参看图2，所述主电动机热风回收单元包括罩设于主电动机120外的第二收风罩121，第二收风罩121同时罩设主电动机120的端面和至少一个侧面，主电动机120的端面处设置有冷却风机120-1，第二收风罩121内形成相互连通的端面腔体部和侧面腔体部，侧面腔体部与主电动机120间设置有贯通电机壳体的换热模块，换热模块可以是散热片或换热管等换热机构，端面腔体部设置有冷风入口，侧面腔体部于与端面腔体部相对的另一端设置有热风出口，热风出口通过连接法兰121-1与热风回收管道123连接，热风回收管道123上设置有轴流风机122，将热风输送至热风回收主管道。通过轴流风机122与冷却风机120-1的配合，避免热风出口形成正压，促进电机热风的排放，并且在主电动机120停止运转时仍能为其提供冷却。
优选的，主电动机120侧面与侧面腔体部间气体流通，空气由冷风入口进入收风罩121，一部分空气经冷却风机120-1进入电机并从电机侧面进入收风罩121的侧面腔体部，另一部分空气经由端面腔体部直接进入侧面腔体部，汇合后由热风出口进入相应的热风回收管道123。
进一步优选的，所述端面腔体部和侧面腔体部间设置有锥形束口管道121-2，从而促使更多的空气经由冷却风机120-1进入电机内提高热量回收效率。
参看图3，所述主风机电机热风回收单元均包括罩设于电机314外的第二收风罩311，第二收风罩311同时罩设电机314的端面和至少一个侧面，电机314的端面处设置有冷却风机314-1，第二收风罩211内形成相互连通的端面腔体部和侧面腔体部，侧面腔体部与电机314间设置有贯通电机314壳体的换热模块，换热模块可以是散热片或换热管等换热机构，使电机内热量与收购罩311内的空气热交换，端面腔体部设置有冷风入口，侧面腔体部于与端面腔体部相对的另一端设置有热风出口，热风出口通过连接法兰311-1与热风回收管道313连接，热风回收管道313上设置有轴流风机312，，将热风输送至热风回收主管道。通过轴流风机312与冷却风机314-1的配合，避免热风出口形成正压，促进电机314热风的排放，并且在电机314停止运转时仍能为其提供冷却。
优选的，电机314侧面与侧面腔体部间气体流通，空气由冷风入口进入收风罩121，一部分空气经冷却风机120-1进入电机并从电机侧面进入收风罩121的侧面腔体部，另一部分空气经由端面腔体部直接进入侧面腔体部，汇合后由热风出口进入相应的热风回收管道123。进一步优选的，所述端面腔体部和侧面腔体部间设置有锥形束口管道121-2，从而促使更多的空气经由冷却风机120-1进入电机内提高热量回收效率。
参看图4，所述立磨减速机润滑站热风回收单元包括风冷式冷却器112和第一收风罩114，风冷式冷却器112一侧与润滑站110油箱连接，另一侧设置有外转子轴流风机113，第一收风罩114罩设于风冷式冷却器112外，第一收风罩114上对应风冷式冷却器的侧面设置有冷风入口114-2，对应外转子轴流风机设置有热风出口114-1，热风出口114-1与热风回收管道115连通，将热风输送至热风回收主管道。
风冷式冷却器112内设置有换热油管111，换热油管111底端延伸入润滑站110油箱的下部，处向油箱内延伸一定距离，换热油管111顶端延伸入润滑站110油箱的上部。润滑油液从减速机吸收带走热量，风冷式冷却器112通过热传导的散热片与油箱接触热传导吸收热量或通过换热油管111将油箱内的热油通过油泵抽入风冷式冷却器112，在外转子轴流风机113的作用下，通过热交换使冷风入口吸入的空气温度升高，形成热风，由热风出口进入相应的热风回收管道115，降温后的润滑油液从顶部返回到油箱内。
参看图5，所述伴热烟囱热风回收单元包括套设于烟囱外的保温壳体404，保温壳体404一侧下部设置有进风口，另一侧上部设置有出风口，出风口与对应的热风回收管道402连接，保温壳体404内设置有呈S形贯穿烟囱侧壁的换热管401，换热管401内是流动液体冷媒，换热管401两端与循环泵401-1连接，使冷媒在换热管401内循环流动。
保温壳体404于烟囱400外形成换热风腔，烟囱400底部设置有进风口，主风机300出风口支管430-1通过法兰与烟囱400底部进风口连接，热风在烟囱400内部自下而上进行流动，在上升过程中与穿过烟囱桶壁的换热管401进行热交换，换热管内循环流动的液体冷媒，将烟囱400内湿热风的热量吸收，并释放于换热风腔内的空气，在轴流风机403的作用下，空气由进风口进入换热风腔,换热管于换热风腔内释放热量，对空气进行加热，实现热量的回收，S形曲线的换热管401增加冷媒换热面积，换热后的热空气由热风回收管道402输送至热风回收主管道。
优选的，参看图6，所述保温壳体404内还设置有螺旋上升的导流片401-2。通过导流片401-2制造热风湍流，增加热风在风腔的逗留时间，均化不同温度区域的热风，增加换热效率。
进一步优选的，所述换热风腔内下部设置有上液冷媒环401-3和回液冷媒环401-4，S形曲线的换热管401一端与上液冷媒环401-3连通，呈S形向上布设后于换热风腔内上部向下呈S形返回与回液冷媒环401-4连通，多组换热管401周向布设于烟囱的桶壁上，上液冷媒环401-3和回液冷媒环401-4分别对应连接于循环泵401-1的出液端和进液端，通过上液冷媒环401-3和回液冷媒环401-4同时对多组换热管401供给冷媒，极大地提高了换热效率，减少烟囱向大气中排放的热量。所述导流片401-2为高导热材料制件，并与所述换热管401接触，可进一步通过换热管401与导流片401-2的热传导增大与空气的换热面积，进一步提高换热效率。
本发明节能增效的立式辊磨系统通过伴热烟囱热风回收单元、立磨减速机润滑站热风回收单元、主电动机热风回收单元和主风机电机热风回收单元将相对应的烟囱热量、润滑站热量以及主电动机和主风机电机产生的热量进行回收，通过对应的热风回收管道汇集于热风回收主管道，热风回收主管道上沿气流方向依次设置有排气支管、第一电动闸阀452和单向阀451，排气支管上设置有与第一电动闸阀452联动互锁的第二电动闸阀452，单向阀451通过两侧风压控制开启与关闭，可有效防止热风回收主管道及回收管逆流，通过热风回收主管道、排气支管及相应的两电动闸阀452和453的配合，正常运行时，第一电动闸阀452常开，第二电动闸阀453常闭，在支路设备检修或者系统负压管道异常情况下第一电动闸阀452常闭，第二电动闸阀453常开，隔绝生产系统的负压管道440和热风回收管道，并且回收管道的热风不符合入磨要求时，可以通过关闭第一电动闸阀452打开第二电动闸阀453使不符合入磨要求的热风直排大气，也同时能保障运转设备热量排入大气，保障设备的稳定运转。
Claims (9)
1.一种节能增效的立式辊磨系统，包括立式辊磨、除尘器、离心风机、伴热烟囱和热风炉构成的主循环系统，立式辊磨由立磨减速机驱动，其特征在于：驱动立磨减速机的主电动机上设置有主电动机热风回收单元，立磨减速机的润滑站上设置有立磨减速机润滑站热风回收单元，驱动离心风机的电机上设置有主风机电机热风回收单元，伴热烟囱上设置有伴热烟囱热风回收单元，各热风回收单元通过对应的热风回收管道汇集入热风回收主管道，热风回收主管道与主循环系统的负压管道连通；
所述伴热烟囱热风回收单元包括套设于烟囱外的保温壳体，保温壳体一侧下部设置有进风口，另一侧上部设置有出风口，出风口与对应的热风回收管道连接，保温壳体内设置有呈S形贯穿烟囱侧壁的换热管，换热管内是流动液体冷媒，换热管两端与循环泵连接，使冷媒在换热管内循环流动。
2.根据权利要求1所述的立式辊磨系统，其特征在于：热风回收主管道上沿气流方向依次设置有排气支管、第一电动闸阀和单向阀，排气支管上设置有与第一电动闸阀联动互锁的第二电动闸阀。
3.根据权利要求1所述的立式辊磨系统，其特征在于：所述保温壳体内还设置有螺旋上升的导流片。
4.根据权利要求3所述的立式辊磨系统，其特征在于：所述导流片为高导热材料制件，并与所述换热管接触。
5.根据权利要求1所述的立式辊磨系统，其特征在于：所述立磨减速机润滑站热风回收单元包括风冷式冷却器和第一收风罩，风冷式冷却器一侧与润滑站油箱连接，另一侧设置有外转子轴流风机，第一收风罩罩设于风冷式冷却器外，第一收风罩上对应风冷式冷却器的侧面设置有冷风入口，对应外转子轴流风机设置有热风出口。
6.根据权利要求5所述的立式辊磨系统，其特征在于：风冷式冷却器内设置有换热油管，换热油管底端延伸入润滑站油箱的下部，换热油管顶端延伸入润滑站油箱的上部。
7.根据权利要求1所述的立式辊磨系统，其特征在于：所述主电动机热风回收单元和主风机电机热风回收单元均包括电机散热模块和第二收风罩，第二收风罩同时罩设电机的端面和至少一个侧面，电机的端面处设置有冷却风机，第二收风罩内形成相互连通的端面腔体部和侧面腔体部，端面腔体部设置有冷风进口，侧面腔体部于另一端设置有热风出口。
8.根据权利要求7所述的立式辊磨系统，其特征在于：所述端面腔体部和侧面腔体部间设置有锥形束口管道。
9.根据权利要求7所述的立式辊磨系统，其特征在于：所述热风出口对应连接的热风回收管道上设置有轴流风机。
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