CN202012897U - 水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉 - Google Patents
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Abstract
一种水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉，其主要是：在支架内设有前对流竖井和尾对流竖井，这两对流竖井上端设转向烟道，下端设沉降室和除灰口。在上述前对流竖井沉降室上部的壳体上设有烟气入口，在上述尾对流竖井沉降室上部的壳体上设有烟气出口。上述前对流竖井内由下至上依次设有吊挂在其内的凝渣管束和高温过热器，它们通过设在支架上的锅筒，与尾对流竖井内由上至下依次所设的低温过热器、蒸发器和省煤器相连。本实用新型能将水泥回转窑窑尾旁路放风高温烟气的热量有效地回收，产生饱和或过热蒸汽用于生产工艺或应用于水泥窑余热发电系统，提高发电量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锅炉，特别是水泥窑余热应用系统的窑尾旁路放风余热锅炉。
背景技术
在新型干法水泥窑的操作中，窑内的碱大概在800℃以上开始挥发。但是，碱的最耐温的那部分，会留在熟料中并以如下矿物出现：KC23S12，NC8A3，KC8A3，K2SO4，Na2SO4。挥发的碱到达预热器中温度较低区域时会凝结在温度较低的生料中，K2O在预热器中的冷凝率高达81～97%,而Na2O的冷凝率则较低。冷凝的碱随预热生料再次来到温度较高的窑内，并再次挥发，所以由原、燃料中所带入的碱、氯、硫化合物会在窑系统（回转窑和预热器）内部循环和富集。而碱、氯、硫化物是水泥中的有害物质，由于碱、氯、硫化合物会在窑尾系统富集，若在此放出部分窑气，破坏它们在系统内的循环，可以有效降低熟料中的碱、氯、硫含量，满足生产优质低碱熟料的需要。一般认为，当生料中总碱量（K2O+Na2O）>1%，氯（Cl-）含量>0.015%或生料中的硫碱摩尔比MolSO3/(MolK2O+0.5MolNa2O)>1时，就可能影响窑的正常操作，此时，采取适当的旁路放风措施是解决有害组分循环，降低熟料中有害组分的切实可行办法。但是旁路放风会带来额外的热耗增加，计算表明，每1%的旁路放风会带来3～4kcal/kg的热耗增加。因此，如何应用旁路放风所带走的有效热，就显得至关重要。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种安装在水泥回转窑尾部，可将旁路放风产生的余热有效回收的水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉。
本实用新型主要包括有支架、前部对流竖井（以下简称前对流竖井）、尾部对流竖井（以下简称尾对流竖井）、转向烟道及锅筒。其中，支架是由立柱和横梁构成的框架。在该支架内设有前对流竖井和尾对流竖井，这两对流竖井为上开口筒形壳体，根据旁路放风锅炉结构不同，该壳体结构也有所不同，其可以是全膜式壁，即对流竖井上下两端分别设有上下集箱，该集箱为与竖井截面对应的封闭环形中空壳体，其上设有一排通孔和进或出水接管，其进水接管与锅筒出水口相连，出水接管与锅筒汽水进口相连。在该上下集箱之间设有与其连接的膜片式水冷壁，该水冷壁有两端分别固定在上下集箱通孔上的若干水管，其通过膜片（即薄金属片）相连组成板与管成一体的筒形结构。该全膜式壁的外部设有保温材料层，如硅酸铝纤维层等。上述对流竖井的壳体还可以是炉墙，即内外两炉板中间设保温材料，如硅酸钙板、硅酸铝纤维毡或岩棉，内炉板朝向井腔内的一侧设有耐火混凝土。上述两对流竖井的下端设有斗形沉降室，其下端设有带盖的除灰口。上述两对流竖井的上端设转向烟道，其封闭的壳体上设有两个向下的开口，其一个开口与前对流竖井上开口对应并相连，转向烟道的另一个开口与尾对流竖井上开口对应并相连。另在上述前对流竖井沉降室上部的壳体上设有烟气入口，在上述尾对流竖井沉降室上部的壳体上设有烟气出口。上述前对流竖井内由下至上依次设有吊挂在其内的若干组凝渣管束，顶部设有高温过热器。其中每组凝渣管束均为屏式膜片结构，即水平的入口集箱有一个封闭的条形中空壳体，其上设有一排通孔，每个通孔上各设一个主体部分呈竖直向上且上端封闭的管子，即入口分集箱，其上也设一排通孔，每个通孔各与一根设在膜片上的水管的一端相连，该水管的另一端与其对应的出口分集箱上的通孔相连，该主体部分呈竖直向下且下端封闭的管状出口分集箱上端与水平的出口集箱上的通孔相连。最好上述换热管为倾斜设在屏式膜片上，有利于水循环。上述各组凝渣管束入口集箱和出口集箱均设在前对流竖井壳体外的支架上，其各组凝渣管的入口集箱的进水接口通过管路与锅筒出水口相连，而各组凝渣管的出口集箱的出水接口通过管路与锅筒汽水进口相连。设在前对流竖井顶部的高温过热器为蛇形管膜片式结构，即分别设有进出蒸汽接口的入口集箱和出口集箱上分别设有一排通孔，蛇管两端分别固定在上述入口集箱和出口集箱对应的一组通孔上，并且蛇管之间用膜片（薄钢板）连接，通过入口集箱和出口集箱上的支座支撑在支架的横梁上。上述高温过热器入口集箱接口则通过固定在支架侧面的两级过热器连接管道之间的喷水减温器与尾对流竖井顶部的低温过热器出口集箱接口相连，该高温过热器出口集箱接口则与过热蒸汽用户相连。上述设在支架上的锅筒，最好锅筒通过支座设在支架上，并且一端为固定支座，另一端为活动支座，使锅筒可沿轴向自由伸缩。该锅筒是一个汽水分离器，其上除设有汽水进口、出水口、出蒸汽口外还设有补水进口，该补水进口与尾对流竖井内的省煤器出水口相连。上述尾对流竖井内由上至下依次设有低温过热器及若干个蒸发器和省煤器，上述三者均为与高温过热器相同的蛇形管膜片式结构，通过管夹吊挂在支架的横梁上。其中低温过热器入口集箱接口通过导管与锅筒的蒸汽出口相连，该低温过热器出口集箱接口通过固定在支架侧面的两级过热器连接管道之间的喷水减温器与前对流竖井顶部的高温过热器入口集箱接口相连；蒸发器入口集箱接口与锅筒出水管相连，出口集箱接口与锅筒汽水进口相连；省煤器入口集箱接口与外界冷水管相连，出口集箱接口与锅筒补水进口相连。
本实用新型水的连接管路如下：冷水首先进入尾对流竖井内的省煤器，经预热后送入锅筒，锅筒内的水又分别进入前对流竖井全膜式壁、凝渣管和蒸发器，由它们出口集箱出来的汽水混合物返回到锅筒，汽水混合物在锅筒内进行汽水分离后进入尾对流竖井的低温过热器，该低温过热器通过喷水减温器与高温过热器相连，来自锅筒的饱和蒸汽经低温过热器、喷水减温器和高温过热器达到额定的蒸汽参数后，经主汽管道送给用户。
另在上述水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉各受热面上设除灰机构，由于水泥窑窑尾旁路放风烟气灰尘浓度大并具有粘结性的特点，前对流竖井设有蒸汽吹灰机构可有效地解决受热面磨损及积灰问题；而尾对流竖井中由于烟气温度降低，灰的粘结性下降，设有机械振打机构进行清灰，清灰容易，效果好。
本实用新型的工作过程如下：来自水泥回转窑尾部的窑尾旁路放风高温烟气，从烟气入口处进入前对流竖井，由下至上依次与凝渣管、高温过热器进行热量交换。当烟气运行到前对流竖井顶部后，经由转向烟道进入尾对流竖井，然后由下至上依次与低温过热器、蒸发器和省煤器进行热量交换，最后从烟气出口出来，经引风机送人烟囱，排到大气中。
本实用新型具有如下优点：能将水泥回转窑窑尾旁路放风高温烟气的热量有效地回收，产生饱和或过热蒸汽用于生产工艺或应用于水泥窑余热发电系统，提高发电量。
附图说明
图1为本实用新型主视剖面示意简图。
图2为图1的A-A剖面示意简图。
图3为图1的B-B剖面示意简图。
图4为本实用新型凝渣管立体示意简图。
图5为本实用新型蛇形管膜片立体示意简图。
具体实施方式 在图1、图2和图3所示的水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉
的示意简图中，支架1是由立柱和横梁构成的框架。在该支架内设有前对流竖井2和尾对流竖井3，这两对流竖井为上开口筒形壳体，其中前对流竖井壳体是全膜式壁，即对流竖井上、下两端分别设有上、下集箱4、5，该集箱为与竖井截面对应的封闭环形中空壳体，其上设有一排通孔和进或出水接管，其进水接管与锅筒出水口相连，出水接管与锅筒汽水进口相连。在该上、下集箱之间设有与其连接的膜片式水冷壁6，该水冷壁有两端分别固定在上下集箱通孔上的若干水管，其通过膜片相连组成板与管成一体的筒形结构。该全膜式壁的外部设有硅酸铝纤维保温材料层7。上述尾对流竖井的壳体是炉墙8，即内外两炉板中间设硅酸钙板保温材料，内炉板朝向井腔内的一侧设有耐火混凝土9。上述两对流竖井的下端设有斗形沉降室10，其下端设有带盖的除灰口11。上述两对流竖井的上端设转向烟道12，其一个开口与前对流竖井上开口对应并相连，转向烟道的另一个开口与尾对流竖井上开口对应并相连。另在上述前对流竖井沉降室上部的壳体上设有烟气入口13，在上述尾对流竖井沉降室上部的壳体上设有烟气出口14。上述前对流竖井内由下至上依次设有吊挂在其内的3组凝渣管束15，顶部设有高温过热器16。在图4所示的本实用新型凝渣管立体示意简图中，每组凝渣管束均为屏式膜片结构，即水平的入口集箱17有一个封闭的条形中空壳体，其上设有一排通孔，每个通孔上各设一个主体部分呈竖直向上且上端封闭的管子，即入口分集箱18，其上也设一排通孔，每个通孔各与一根设在膜片19上的水管20的一端相连，该水管的另一端与其对应的出口分集箱21上的通孔相连，该主体部分呈竖直向下且下端封闭的管状出口分集箱上端与水平的出口集箱22上的通孔相连。上述换热管倾斜设在屏式膜片上。上述各组凝渣管束入口集箱和出口集箱均设在前对流竖井壳体外的支架上，其各组凝渣管的入口集箱的进水接口通过管路与锅筒23出水口相连，而各组凝渣管的出口集箱的出水接口通过管路与锅筒汽水进口相连。设在前对流竖井顶部的高温过热器为蛇形管膜片式结构，如图5所示，其分别设有进出蒸汽接口的入口集箱24和出口集箱25上分别设有一排通孔，蛇管26两端分别固定在上述入口集箱和出口集箱对应的一组通孔上，并且蛇管之间用膜片27连接，通过入口集箱和出口集箱上的支座支撑在支架的横梁上，上述高温过热器入口集箱接口则通过固定在支架侧面的两级过热器连接管道之间的喷水减温器28与尾对流竖井顶部的低温过热器29出口集箱接口相连，该高温过热器出口集箱接口则与过热蒸汽用户相连。上述锅筒通过两个支座30设在支架上，其一端为固定支座，另一端为活动支座。该锅筒是一个汽水分离器，其上除设有汽水进口31、出水口32、出蒸汽口33外还设有补水进口34，该补水进口与尾对流竖井内的省煤器出水口相连。上述尾对流竖井内由上至下依次设有低温过热器及2个蒸发器35和4个省煤器36，上述三者均为与高温过热器相同的蛇形管膜片式结构，通过管夹吊挂在支架的横梁上。其中低温过热器入口集箱接口通过导管与锅筒的蒸汽出口相连，该低温过热器出口集箱接口通过固定在支架侧面的两级过热器连接管道之间的喷水减温器与前对流竖井顶部的高温过热器入口集箱接口相连；蒸发器入口集箱接口与锅筒出水管相连，出口集箱接口与锅筒汽水进口相连；省煤器入口集箱接口与外界冷水管相连，出口集箱接口与锅筒补水进口相连。另在上述水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉各受热面上设除灰机构，前对流竖井设有蒸汽吹灰机构37；而尾对流竖井设有机械振打清灰机构38。
Claims (8)
1.一种水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉，其特征在于：在支架内设有前对流竖井和尾对流竖井，这两对流竖井为上开口筒形壳体，上述两对流竖井的下端设有斗形沉降室，其下端设有带盖的除灰口，上述两对流竖井的上端设转向烟道，其一个开口与前对流竖井上开口对应并相连，另一个开口与尾对流竖井上开口对应并相连，另在上述前对流竖井沉降室上部的壳体上设有烟气入口，在上述尾对流竖井沉降室上部的壳体上设有烟气出口，上述前对流竖井内由下至上依次设有吊挂在其内的凝渣管束，顶部设有高温过热器，上述各组凝渣管束入口集箱和出口集箱均设在前对流竖井壳体外的支架上，其各组凝渣管的入口集箱的进水接口通过管路与锅筒出水口相连，而各组凝渣管的出口集箱的出水接口通过管路与锅筒汽水进口相连，设在前对流竖井顶部的高温过热器为蛇形管膜片式结构，上述高温过热器入口集箱接口则通过固定在支架侧面的两级过热器连接管道之间的喷水减温器与尾对流竖井顶部的低温过热器出口集箱接口相连，该高温过热器出口集箱接口则与过热蒸汽用户相连，上述通过支座设在支架上的锅筒，其上除设有汽水进口、出水口、出蒸汽口外还设有补水进口，该补水进口与尾对流竖井内的省煤器出水口相连，上述尾对流竖井内由上至下依次设有低温过热器及蒸发器和省煤器，上述三者均为与高温过热器相同的蛇形管膜片式结构，通过管夹吊挂在支架的横梁上，其中低温过热器入口集箱接口通过导管与锅筒的蒸汽出口相连，该低温过热器出口集箱接口通过固定在支架侧面的两级过热器连接管道之间的喷水减温器与前对流竖井顶部的高温过热器入口集箱接口相连；蒸发器入口集箱接口与锅筒出水管相连，出口集箱接口与锅筒汽水进口相连；省煤器入口集箱接口与外界冷水管相连，出口集箱接口与锅筒补水进口相连。
2.根据权利要求1所述的水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉，其特征在于：上述对流竖井的壳体为全膜式壁，其上下两端分别设有上下集箱，该集箱为与竖井截面对应的封闭环形中空壳体，其上设有一排通孔和进或出水接管，其进水接管与锅筒出水口相连，出水接管与锅筒汽水进口相连。在该上下集箱之间设有与其连接的膜片式水冷壁，该水冷壁有两端分别固定在上下集箱通孔上的若干水管，其通过膜片相连组成板与管成一体的筒形结构，该全膜式壁的外部设有保温材料层。
3.根据权利要求1所述的水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉，其特征在于：上述对流竖井的壳体为炉墙，其内外两炉板中间设保温材料，内炉板朝向井腔内的一侧设有耐火混凝土。
4.根据权利要求1所述的水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉，其特征在于：每组凝渣管束均为屏式膜片结构，即水平的入口集箱有一个封闭的条形中空壳体，其上设有一排通孔，每个通孔上各设一个主体部分呈竖直向上且上端封闭的管子，即入口分集箱，其上也设一排通孔，每个通孔各与一根设在膜片上的水管的一端相连，该水管的另一端与其对应的出口分集箱上的通孔相连，该主体部分呈竖直向下且下端封闭的管状出口分集箱上端与水平的出口集箱上的通孔相连。
5.根据权利要求4所述的水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉，其特征在于：上述每组凝渣管束的换热管倾斜设在屏式膜片上。
6.根据权利要求1所述的水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉，其特征在于：蛇形管膜片式结构，其分别设有进出水接口的入口集箱和出口集箱上分别设有一排通孔，蛇管两端分别固定在上述入口集箱和出口集箱对应的一组通孔上，并且蛇管之间用膜片连接。
7.根据权利要求1所述的水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉，其特征在于：锅筒通过两个支座设在支架上，其一端为固定支座，另一端为活动支座。
8.根据权利要求1所述的水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉，其特征在于：在水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉各受热面上设除灰机构。
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