CN201787820U - 水泥窑窑头能级匹配利用的余热利用*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水泥窑窑头能级匹配利用的余热利用***，包括余热产生装置、第一热量利用装置和第二热量利用装置，该第一热量利用装置利用的热介质的第一温度高于该第二热量利用装置利用的热介质的第二温度，该余热产生装置上设置有第一取热口，该第一取热口排出具有该第一温度的热介质，该余热产生装置的该第一取热口与该第一热量利用装置连接，该第一热量利用装置上还设置有第一排热口，该第一排热口排出具有该第二温度的热介质，该第一排热口与该第二热量利用装置连接。通过本实用新型的余热利用***，使得热介质的分配更加合理和优化，提高了整个***的效率。

Description

水泥窑窑头能级匹配利用的余热利用*** 

技术领域

本实用新型涉及余热利用领域，尤其涉及水泥窑窑头能级匹配利用的余热利用***。 

背景技术

在以前的工业生产中，比如水泥生产、钢铁冶金生产中，生产过程中产生的大量的热量都被直接排放到周围环境中，没有对其加以利用。这不仅造成了能源浪费，而且污染了周围环境。为了对工业生产中产生的余热进行利用，近年来出现了一些对余热利用的***。以下结合水泥生产对该余热利用***进行说明。 

水泥工业是能源和原材料密集型产业，属于能耗大户。水泥生产几乎完全依靠煤炭、电力及矿产资源，并产生大量的废气余热。为了综合利用这部分余热资源，通常采用新型干法水泥生产线对余热进行利用，比如利用余热发电。 

图1是现有技术中水泥窑的一种余热利用***100的示意图。该***100包括窑头101、箅冷机102、余热利用装置103、煤磨机104。窑头101的一侧与水泥制造***连接。该水泥制造***是现有技术中常用的***，因此不在此详细描述。窑头101中是烧制的水泥熟料。箅冷机102和窑头101连接。烧制成的水泥熟料送入箅冷机102中进行冷却和输送。在箅冷机102下方设置有鼓风机，鼓风机向箅冷机102中吹入空气以冷却水泥熟料并从箅冷机102中产生热风。在箅冷机102的上方设置有第一取热口105、第二取热口105’和第三取热口106。第一取热口105和第二取热口105’位于箅冷机102的前端，第三取热口106位于箅冷机102的后端。其中靠近窑头101的第一取热口105和第二取热口105’的温度较高，远离窑头101的第三取热口106温度较低。从第三取热口106排出的热风温度较低(大约在150℃左右)，对该较低温度的热风的利用比较困难，因此该部分热风直接通过第一除尘装置107除尘后通过第一排气装置(例如烟囱)108排出。而第一取热口105和第二取热口105’排出的热风的温度较高(大 约在360℃至420℃左右)，该部分热风是进行余热利用的对象。从第二取热口105’排出的热风，通过输送管道进入沉降室，除去烟气中大部分固体颗粒，然后供应给余热利用装置103(比如AQC余热锅炉)，供应给余热利用装置103的热风在余热利用装置103中被利用(比如产生蒸汽以发电)后排出，排出的热风经过第一除尘装置107除尘后，通过第一排气装置108排出。 

对于煤磨机104来说，由于煤磨机104中采用的热风温度不能太高，该温度可以根据煤粉的水分含量确定，通常大约在200℃-300℃之间，而从第一取热口105流向煤磨机104的热风的温度大约在300℃至500℃左右，由于其温度较高，因此该部分热风不能满足煤磨机104的需要，要对该部分热风进行处理。一般来说，处理的方法是设置冷风补风口，在该部分热风进入煤磨机104之前在热风中加入冷风，以将温度较高的热风降低到适合煤磨机104的温度。降温后的热风在经过煤磨机104的利用后通过第二除尘装置107’由第二排气装置108’排出。 

在另一种现有技术中，第一取热口105和第二取热口105’可以是同一个取热口，从中取出的热风一部分通过输送管道供应给余热利用装置103(比如AQC余热锅炉)，另一部分通过输送管道供应给煤磨机104。 

对于上述补入冷风的做法，从整个热力***分析，掺入的冷介质(比如冷风)吸收了***的热介质的热量，增大了***的熵产，无疑降低了***的余热利用效率。当采用该余热利用装置来发电时，也降低了发电效率。 

现有技术中的另外一些煤磨机取风的工艺同样存在以上问题，其实质都是用热介质来加热冷介质，这样该部分高温热介质的品质就被降低使用。从整个***看，掺入冷介质增大了***的熵产，减少了热量利用，从而降低了整个***的余热利用效率。 

因此，需要一种新的水泥窑窑头能级匹配利用的余热利用***以解决上述问题。 

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种水泥窑窑头能级匹配利用的余热利用***，该余热利用***包括余热产生装置、第一热量利用装置和第二热量利用装置，该第一热量利用装置利用的热介质的第一温度高于该第二热量利用装置利用的热介质的第二温度，该余热产生装 置上设置有第一取热口，该第一取热口排出具有该第一温度的热介质，该余热产生装置的该第一取热口与该第一热量利用装置连接，该第一热量利用装置上还设置有第一排热口，该第一排热口排出具有该第二温度的热介质，该第一排热口与该第二热量利用装置连接。 

进一步地，该第一热量利用装置上还设置有第二排热口和进热口，该第二排热口排出该第一热量利用装置利用后的热介质，该进热口与该第一取热口连接。 

进一步地，该第二排热口和该进热口分别设置在该第一热量利用装置的两端。 

进一步地，该第一排热口设置在该进热口和该第二排热口之间且在该第一热量利用装置的中部。 

进一步地，在该第一取热口和该第二热量利用装置之间还设置有备用管道。 

进一步地，该余热利用***与水泥窑连接，该余热产生装置为箅冷机，该第一热量利用装置为AQC锅炉，该第二热量利用装置为煤磨机。 

进一步地，在该AQC锅炉和该箅冷机之间还设置有沉降室。 

进一步地，该AQC锅炉上还设置有第二排热口和进热口，该第二排热口排出该AQC锅炉利用后的热介质，该进热口与该第一取热口连接。 

进一步地，该第二排热口与除尘装置连接。 

进一步地，该第二排热口和该进热口分别设置在该AQC锅炉的两端。 

进一步地，该第一排热口设置在该进热口和该第二排热口之间，且在该AQC锅炉的中部。 

进一步地，在该第一取热口和该煤磨机之间还设置有备用管道。 

进一步地，该煤磨机与该备用管道通过煤磨机主管道连接，且该煤磨机主管道上还设置有冷风补入装置。 

通过本实用新型的余热利用***，使得余热产生装置产生的余热能够充分利用，避免了在进入第二热量利用装置前补入大量冷介质以降低热介质温度的做法，使得热介质的分配更加合理和优化，对余热进行了充分的利用，也因此提高了整个***的效率。 

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图 确定所要求保护的技术方案的保护范围。 

以下结合附图，详细说明本实用新型的优点和特征。 

附图说明

图1是现有技术中一种余热利用***的示意图； 

图2A是根据本实用新型一个实施例的余热利用***的框图； 

图2B是根据本实用新型一个实施例的余热利用***的示意图； 

图3是根据本实用新型另一实施例的余热利用***的示意图。 

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。 

为了彻底了解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。 

参考图2A，是根据本实用新型一个实施例的水泥窑窑头能级匹配利用的余热利用***200A的框图。该余热利用***200A包括余热产生装置210A、第一热量利用装置220A和第二热量利用装置230A，该第一热量利用装置220A利用的热介质的第一温度高于该第二热量利用装置230A利用的热介质的第二温度，该余热产生装置210A上设置有第一取热口211A，该第一取热口211A排出具有该第一温度的热介质，该余热产生装置210A的该第一取热口211A与该第一热量利用装置220A连接，该第一热量利用装置220A上还设置有第一排热口221A，该第一排热口221A排出具有第二温度的热介质，该第一排热口221A与该第二热量利用装置230A连接。 

上述第一排热口221A的设置使得上述第二温度与第二热量利用装置230A所能利用的热介质的温度相匹配。 

较佳的，上述的第一热量利用装置220A上还设置有第二排热口222A和进热口223A。该第二排热口222A排出第一热量利用装置220A利用后的热介质，该进热口223A与该第一取热口211A连接。该第二排热口222A和进热口223A分别设置在第一热量利用装置220A的两端。 

较佳地，第一排热口221A设置在进热口223A和第二排热口222A之间且在该第一热量利用装置220A的中部。 

较佳的，在第一排热口221A和第二热量利用装置230A之间还连接有备用管道240A。备用管道240A的作用将在下面详细描述。 

下面具体结合水泥窑中的余热利用***对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

参考图2B，是根据本实用新型一个实施例的余热利用***200的示意图。图中的箭头表示出了热介质流动的方向。***200包括箅冷机210、余热利用装置220和煤磨机230。其中箅冷机210即为上述的余热产生装置的一个例子，余热利用装置220即为上述的第一热量利用装置的一个例子，煤磨机230即为上述第二热量利用装置的一个例子。在本实施例中，箅冷机210与窑头连接，用以产生热介质，比如热风，但是该热介质不限于热风，比如也可以是热液体等。对于窑头以及与窑头连接的水泥制造***已为本领域内的技术人员所熟知，因此在此不再赘述。 

在箅冷机210的下方设置鼓风机，以将箅冷机210中的热介质以热风的形式吹出。在箅冷机210上设置有第一取热口211和第二取热口212。其中第一取热口211设置在箅冷机210上靠近窑头的一端，第二取热口212设置在箅冷机210上远离窑头的一端。由于第一取热口211靠近窑头，因此，其中排放出的热风的温度较高，该部分热风具有第一温度，该第一温度比如可以大约在300℃至500℃之间，较佳的在360℃至420℃之间，当然也可以超过上述温度。而第二取热口212排出的热风温度较低(大约在150℃左右)，因此该部分热介质直接通过第一除尘装置240除尘后通过第一排放装置(例如烟囱)250排出。此时，***200还包括该第一除尘装置240和第一排放装置250。 

对于从第一取热口211排出的具有第一温度的热介质(比如热风)来说，其首先通过输送管道221由余热利用装置220的进热口223进入余热利用装置220进行利用。余热利用装置220比如可以为AQC余热锅炉。热介质可以在该余热利用装置220中进行换热以进行利用。比如说通过该热介质产生蒸汽以发电。另外，在输送管道221上可以设置沉降室260，以对热风中的杂质进行沉降。这种除尘可以采用多种方法进行，比如可以选择重力除尘、惯性力加重力除尘、旋风除尘等多种方式。 

在余热利用装置220上设置有第一排热口222。经过余热利用装置220利用后的热介质，当其温度下降到适合煤磨机230利用的第二温度时(比 如200℃至300℃之间)，将具有该第二温度的热介质从第一排热口222中抽出，以将其提供给煤磨机230。该抽出的热介质可以是余热利用装置220中具有该第二温度的热介质的一部分，只需要保证煤磨机230的正常运转即可。剩余的热介质继续在余热利用装置220中进行利用，最后经过余热利用装置220的第二排热口224将低温的热介质排出。该抽出的具有第二温度的热介质和煤磨机230所需要的温度相匹配。为了保护周围环境，从余热利用装置230的第二排热口224排出的低温热介质首先进入第一除尘装置240进行除尘，在除尘后经过第一排放装置250排放。第一除尘装置240可以利用现有的多种除尘技术，比如电除尘等。 

可以选择合适的余热利用装置220的第一排热口222，以实现从第一排热口222中获取具有第二温度的热介质的目的。比如，当采用上述的AQC余热锅炉时，在第一取热口211的温度稳定的情况下，AQC余热锅炉的不同位置对应不同温度的热介质，因此可以首先获得AQC锅炉中不同位置处的温度，然后在温度为200℃至300℃之间的位置处开设第一排热口222。当热介质从锅炉的上部的进热口223进入，而从锅炉下部的第二排热口224排出时，即上述进热口223和第二排热口224分别设置在该锅炉的两端时，所述第一排热口222较佳地设置在该锅炉的中部。这样可以获得较佳的适合煤磨机230的第二温度的热介质。 

从余热利用装置220中抽出进入到煤磨机230的热风，在煤磨机230中利用后被排出。排出的热介质通过第二除尘装置240’后通过第二排放装置250’排放到周围环境中。可以理解的是第一除尘装置240、第一排放装置250和第二除尘装置240’、第二排放装置250’相同或相似。 

参考图3，是根据本实用新型另一实施例的余热利用***300的示意图。图中的箭头表示出了热介质流动的方向。***300包括箅冷机310、余热利用装置320、煤磨机330、第一除尘装置340、第二除尘装置340’、第一排放装置350、第二排放装置350’和沉降室360。在箅冷机310上设置有第一取热口311和第二取热口312。余热利用装置320上还开设有第一排热口322、第二排热口324和取热口323。在箅冷机310和余热利用装置320之间通过输送管道321连接。***300的这些部件和上述的***200中的相应部件相同或者相似，因此在此不再赘述。***300不同与***200的地方在于，在箅冷机310的第一取热口311和煤磨机330之间连接有备用管道331。煤磨机330与备用管道331通过煤磨机主管道332连接。备用管道331一般处于关闭状态。热介质仍然按照结合图2的描述进行流转。 设置备用管道331的好处在于，当需要对余热利用装置320进行维修时，可以利用备用管道331使煤磨机330继续保持工作。此时，备用管道331的工作方式和现有技术中的相同和相似。当余热利用装置320维修完毕后，可以关闭备用管道331而仍然使热介质通过余热利用装置320。这样也不需要对现有***中的管道进行拆除，只需将其设置为备用管道即可。可以理解的是，当对余热利用装置320进行检修而采用该备用管道时，在热介质进入煤磨机330之前且在该煤磨机330的主管道332上还设置有冷风补入装置，以使进入煤磨机330的热介质的温度适合煤磨机330的使用。该备用管道331的另一好处在于，当从余热利用装置320的第一排热口322抽出的热介质的温度较低时，可以开启该备用管道331，以补充热介质到煤磨机330中。 

另外，在连接上述部件的管道上，可以设置有阀装置。通过阀装置可以对上述管道进行开启和关闭的操作，这样可以方便地对每段管道进行维修。 

通过本实用新型的水泥窑窑头能级匹配利用的余热利用***，使得余热产生装置产生的余热能够充分利用，避免了在进入第二热量利用装置前补入大量冷空气以降低热风温度的做法，使得热介质的分配更加合理和优化，对余热进行了充分的利用，也因此提高了整个***的效率。以上述的水泥窑余热利用***为例，整个***的余热利用效率提高了5％左右。 

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。 

Claims (13)

1.一种水泥窑窑头能级匹配利用的余热利用***，所述余热利用***包括余热产生装置、第一热量利用装置和第二热量利用装置，所述第一热量利用装置利用的热介质的第一温度高于所述第二热量利用装置利用的热介质的第二温度，所述余热产生装置上设置有第一取热口，所述第一取热口排出具有所述第一温度的热介质，其特征在于，所述余热产生装置的所述第一取热口与所述第一热量利用装置连接，所述第一热量利用装置上还设置有第一排热口，所述第一排热口排出具有所述第二温度的热介质，所述第一排热口与所述第二热量利用装置连接。

2.按照权利要求1所述的余热利用***，其特征在于，所述第一热量利用装置上还设置有第二排热口和进热口，所述第二排热口排出所述第一热量利用装置利用后的热介质，所述进热口与所述第一取热口连接。

3.按照权利要求2所述的余热利用***，其特征在于，所述第二排热口和所述进热口分别设置在所述第一热量利用装置的两端。

4.按照权利要求3所述的余热利用***，其特征在于，所述第一排热口设置在所述进热口和所述第二排热口之间且在所述第一热量利用装置的中部。

5.按照权利要求1所述的余热利用***，其特征在于，在所述第一取热口和所述第二热量利用装置之间还设置有备用管道。

6.按照权利要求1中所述的余热利用***，其特征在于，所述余热利用***与水泥窑连接，所述余热产生装置为箅冷机，所述第一热量利用装置为AQC锅炉，所述第二热量利用装置为煤磨机。

7.按照权利要求6所述的余热利用***，其特征在于，在所述AQC锅炉和所述箅冷机之间还设置有沉降室。

8.按照权利要求6所述的余热利用***，其特征在于，所述AQC锅炉上还设置有第二排热口和进热口，所述第二排热口排出所述AQC锅炉利用后的热介质，所述进热口与所述第一取热口连接。

9.按照权利要求8所述的余热利用***，其特征在于，所述第二排热口与除尘装置连接。

10.按照权利要求8所述的余热利用***，其特征在于，所述第二排热口和所述进热口分别设置在所述AQC锅炉的两端。 

11.按照权利要求10所述的余热利用***，其特征在于，所述第一排热口设置在所述进热口和所述第二排热口之间，且在所述AQC锅炉的中部。

12.按照权利要求6所述的余热利用***，其特征在于，在所述第一取热口和所述煤磨机之间还设置有备用管道。

13.按照权利要求12所述的余热利用***，其特征在于，所述煤磨机与所述备用管道通过煤磨机主管道连接，且所述煤磨机主管道上还设置有冷风补入装置。 

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