CN206709633U - 一种陶瓷窑炉烟气余热梯级综合利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种陶瓷窑炉烟气余热利用系统，属于余热高效梯级综合利用技术领域，余热锅炉与膨胀机连通，蒸气喷射式制冷系统和第一气‑气热管换热器均与膨胀机连通，膨胀机的转轴与发电机的输出轴连接，蒸气喷射式制冷系统和第一气‑气热管换热器均与冷凝器连通，冷凝器与气‑液热管换热器连接，冷凝器与储液器连通，储液器与余热锅炉连通，第一气‑气热管换热器和第二气‑气热管换热器连通，气‑液热管换热器和第二气‑气热管换热器均与余热锅炉连通，余热锅炉与蒸气喷射式制冷系统连通。该系统将陶瓷窑炉余热用于发电、供热、制冷和通过相变换热器换热后的热空气烘干陶瓷坯体，节约了能源。
Description
技术领域
本实用新型属于余热利用技术领域，具体涉及一种陶瓷窑炉烟气余热梯级综合利用系统。
背景技术
现有窑炉一般直接利用窑炉的排烟干燥坯体，这样会使得烟气的杂质直接与坯体接触，坯体会受到污染，严重时会带来陶瓷制品的烧成缺陷。同时，直接利用较高温度的烟气干燥坯体从能源的梯级利用角度考虑，是对高品位能源的一种浪费，会带来较大的损失。
同时，陶瓷窑炉的排烟温度在300摄氏度左右，窑炉的排烟损失占总热量的25％-35％，因此提高窑炉热效率的关键是对窑炉余热的利用。
实用新型内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种陶瓷窑炉烟气余热梯级综合利用系统。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种陶瓷窑炉烟气余热梯级综合利用系统，包括余热锅炉、膨胀机、发电机、蒸气喷射式制冷系统、第一气-气热管换热器、第二气-气热管换热器、冷凝器、气-液热管换热器和储液器；
所述余热锅炉上设有烟气进口，所述余热锅炉的第一排气口与所述膨胀机的进气口通过管路连通，所述蒸气喷射式制冷系统的进/出气口和所述第一气-气热管换热器的进气口均通过管路与所述膨胀机的排气口连通，所述膨胀机的转轴与所述发电机的输出轴连接，所述蒸气喷射式制冷系统的排气口和所述第一气-气热管换热器的第一排气口均通过管路与所述冷凝器的进气口连通，所述蒸气喷射式制冷系统上设置有冷量输出口43和冷量输入口，所述第一气-气热管换热器上设置有冷空气进口，所述冷凝器设置有冷水进口，所述冷凝器的热水出口与所述气-液热管换热器的热水进水口通过管道连接，所述气-液热管换热器上设置有热水出口和第一烟气出口，所述冷凝器的水出口与所述储液器的进水口通过管路连通，所述储液器的排水口与所述余热锅炉的进水口通过管路连通，所述第一气-气热管换热器的第二排气口和所述第二气-气热管换热器的第一进气口通过管路连通，所述第二气-气热管换热器上设置有热气出口第二和烟气出口，所述气-液热管换热器的进气口和所述第二气-气热管换热器的第二进气口均与所述余热锅炉的第二排气口通过管道连通，所述余热锅炉的第三排气口和进气口分别与所述蒸气喷射式制冷系统的进/出气口通过管道连通。
优选地，所述储液器和所述余热锅炉的连通管路上设置有工质泵。
优选地，所述蒸气喷射式制冷系统的进/出气口与所述膨胀机的排气口的连通管路上、所述第一气-气热管换热器的进气口与所述膨胀机的排气口的连通管路上、所述余热锅炉的进气口与所述蒸气喷射式制冷系统的进气/出口的连通管路上、所述气-液热管换热器的进气口与所述余热锅炉的第二排气口的连通管路上及所述第二气-气热管换热器的第二进气口与所述余热锅炉的第二排气口的连通管路上均设置有截止阀。
本实用新型提供的陶瓷窑炉烟气余热梯级综合利用系统结构合理，从窑炉烟气余热梯级深度利用的角度，对陶瓷窑炉的烟气余热进行了梯级高效利用，品位较高的余热通过有机朗肯循环进行发电，膨胀机出来的工质仍携带低品位热量可用于通过相变换热方式预热空气和水，将陶瓷窑炉余热用于发电、供热、制冷和通过相变换热器换热后的热空气烘干陶瓷坯体，热水可以作为生活用水或冬季用于室内采暖，大大提高了陶瓷窑炉的烟气余热的利用率，节约了能源。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的陶瓷窑炉烟气余热梯级综合利用系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。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实用新型中的具体含义。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。
实施例1
本实用新型提供了一种陶瓷窑炉烟气余热梯级综合利用系统，具体如图1所示，包括余热锅炉1、膨胀机2、发电机3、蒸气喷射式制冷系统4、第一气-气热管换热器5、第二气-气热管换热器10、冷凝器6、气-液热管换热器7和储液器8；
余热锅炉1上设有烟气进口11，余热锅炉1的第一排气口12与膨胀机2的进气口21通过管路连通，蒸气喷射式制冷系统4的进/出气口41和第一气-气热管换热器5的进气口51均通过管路与膨胀机2的排气口22连通，膨胀机2的转轴与发电机3的输出轴连接，蒸气喷射式制冷系统4的排气口42和第一气-气热管换热器5的第一排气口52均通过管路与冷凝器6的进气口61连通，蒸气喷射式制冷系统4上设置有冷量输出口43和冷量输入口44，第一气-气热管换热器5上设置有冷空气进口53，冷凝器6设置有冷水进口62，冷凝器6的热水出口63与气-液热管换热器7的热水进水口71通过管道连接，气-液热管换热器7上设置有热水出口72和第一烟气出口73，冷凝器6的出水口64与储液器8的进气口81通过管路连通，储液器8的排水口82与余热锅炉1的进水口13通过管路连通，第一气-气热管换热器5的第二排气口54和第二气-气热管换热器10的第一进气口101通过管路连通，第二气-气热管换热器10上设置有热气出口102和第二烟气出口103，气-液热管换热器7的进气口74和第二气-气热管换热器10的进气口104均与余热锅炉1的第二排气口14通过管道连通，余热锅炉1的第三排气口15和进气口16分别与蒸气喷射式制冷系统4的进/出气口41通过管道连通。
进一步地，储液器8和余热锅炉1的连通管路上设置有工质泵9。
本实施例中，为了方便控制某一路管道的开启和关闭，蒸气喷射式制冷系统4的进/出气口41与膨胀机2的排气口22的连通管路上、第一气-气热管换热器5的进气口51与膨胀机2的排气口22的连通管路上、余热锅炉1的进气口16与蒸气喷射式制冷系统4的进气/出口41的连通管路上、气-液热管换热器7的进气口74与余热锅炉1的第二排气口14的连通管路上及第二气-气热管换热器10的第二进气口104与余热锅炉1的第二排气口14的连通管路上均设置有截止阀17，通过截止阀17调节开度或者控制某一路的关停。
本实施例通过对陶瓷窑炉排烟余热的梯级利用，实现发电、制冷、供热水和热空气。从不同工质的流向来看,该系统包括四种不同工质的流动回路，分别为烟气的流通回路，有机工质的流通回路，水的流通回路和空气流通回路。在有机工质朗肯循环发电系统中，陶瓷窑炉的排烟进入余热锅炉1，有机工质在余热锅炉1吸收排烟的余热变成蒸气，有机工质蒸气进入到膨胀机2进行膨胀带动发电机3进行发电。从膨胀机2出来的膨胀后的工质分为两部分，一部分进入到有机工质蒸气喷射式制冷机4进行制冷，可以向外界输出冷量；另一部分工质进入到第一气-气热管换热器5中对用于干燥坯体的冷空气进行预热。从蒸气喷射式制冷机4和第一气-气热管换热器5中流出的工质进入到冷凝器6中进行冷凝，放出的冷凝热预热用于供热的冷水。冷凝后的液态工质进入到储液器8，然后通过工质泵9升高压力进入余热锅炉1吸收烟气余热产生有机工质蒸气，完成有机工质朗肯动力循环。从余热锅炉1流出的烟气分为两路，一路进入到气-液热管换热器7继续加热预热后的水产生热水，热水可以用于生活热水和供暖；另一路进入到第二气-气热管换热器5中继续加热预热后的空气产生热空气，热空气用于干燥陶瓷坯体。
蒸气喷射式制冷与压缩式制冷相比，采用喷射器替换压缩机，消耗热能制取冷量。本实施例采用蒸气喷射式制冷装置制取冷量，采用膨胀后的工质进入喷射器绝热膨胀，当有机工质的蒸气压力达不到制冷要求的工况时，可以把制冷工质送到余热锅炉中进行再热，然后作为蒸气喷射式制冷机的热源。
该装置在对用于坯体干燥的空气进行预热和再热的过程中，均采用气-气热管换热器。热管换热器通过工质的相变进行传热，膨胀后的工质首先通过热管肋片和管壁把热量传递给热管内部的工质，内部的工质吸热气化变成蒸气，蒸气在热管的另一端放在热量通过管壁和肋片传给被加热的空气。同样，在对热水进行再加热的过程中，也是采用基于相变传热的热管换热器进行热量的传递，在热量传递的过程中，为了强化传热，给热阻较大的一侧的热管壁面加装了肋片，增加传热面积，降低传热过程的热阻。
以上所述实施例仅为本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种陶瓷窑炉烟气余热梯级综合利用系统，其特征在于，包括余热锅炉(1)、膨胀机(2)、发电机(3)、蒸气喷射式制冷系统(4)、第一气-气热管换热器(5)、第二气-气热管换热器(10)、冷凝器(6)、气-液热管换热器(7)和储液器(8)；
所述余热锅炉(1)上设有烟气进口(11)，所述余热锅炉(1)的第一排气口(12)与所述膨胀机(2)的进气口(21)通过管路连通，所述蒸气喷射式制冷系统(4)的进/出气口(41)和所述第一气-气热管换热器(5)的进气口(51)均通过管路与所述膨胀机(2)的排气口(22)连通，所述膨胀机(2)的转轴与所述发电机(3)的输出轴连接，所述蒸气喷射式制冷系统(4)的排气口(42)和所述第一气-气热管换热器(5)的第一排气口(52)均通过管路与所述冷凝器(6)的进气口(61)连通，所述蒸气喷射式制冷系统(4)上设置有冷量输出口(43)和冷量输入口(44)，所述第一气-气热管换热器(5)上设置有冷空气进口(53)，所述冷凝器(6)设置有冷水进口(62)，所述冷凝器(6)的热水出口(63)与所述气-液热管换热器(7)的热水进水口(71)通过管道连接，所述气-液热管换热器(7)上设置有热水出口(72)和第一烟气出口(73)，所述冷凝器(6)的出水口(64)与所述储液器(8)的进水口(81)通过管路连通，所述储液器(8)的排水口(82)与所述余热锅炉(1)的进水口(13)通过管路连通，所述第一气-气热管换热器(5)的第二排气口(54)和所述第二气-气热管换热器(10)的第一进气口(101)通过管路连通，所述第二气-气热管换热器(10)上设置有热气出口(102)和第二烟气出口(103)，所述气-液热管换热器(7)的进气口(74)和所述第二气-气热管换热器(10)的第二进气口(104)均与所述余热锅炉(1)的第二排气口(14)通过管道连通，所述余热锅炉(1)的第三排气口(15)和进气口(16)分别与所述蒸气喷射式制冷系统(4)的进气/出口(41)通过管道连通。
2.根据权利要求1所述的陶瓷窑炉烟气余热梯级综合利用系统，其特征在于，所述储液器(8)和所述余热锅炉(1)的连通管路上设置有工质泵(9)。
3.根据权利要求1所述的陶瓷窑炉烟气余热梯级综合利用系统，其特征在于，所述蒸气喷射式制冷系统(4)的进/出气口(41)与所述膨胀机(2)的排气口(22)的连通管路上、所述第一气-气热管换热器(5)的进气口(51)与所述膨胀机(2)的排气口(22)的连通管路上、所述余热锅炉(1)的进气口(16)与所述蒸气喷射式制冷系统(4)的进气/出口(41)的连通管路上、所述气-液热管换热器(7)的进气口(74)与所述余热锅炉(1)的第二排气口(14)的连通管路上及所述第二气-气热管换热器(10)的第二进气口(104)与所述余热锅炉(1)的第二排气口(14)的连通管路上均设置有截止阀(17)。
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