回轉(zhuǎn)窯筒體余熱利用設(shè)計(jì)方案.doc

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1、回轉(zhuǎn)窯筒體表面余熱利用裝置結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)與運(yùn)用一水泥回轉(zhuǎn)窯筒體余熱利用的研究現(xiàn)狀山東泰安魯潤(rùn)水泥制造有限公司利用了3.2×52m回轉(zhuǎn)窯筒體表面余熱設(shè)計(jì)生產(chǎn)的熱水生產(chǎn)裝置代表了國(guó)內(nèi)對(duì)回轉(zhuǎn)窯表面余熱利用的現(xiàn)狀，該裝置是利用水泥熟料燒成過程中回轉(zhuǎn)窯筒體表面散熱所產(chǎn)生的熱量通過對(duì)流、輻射及傳導(dǎo)等熱作用由集熱器吸收，從而產(chǎn)生可供職工浴室及生活用熱水的一種熱交換裝置。它主要包括集熱器、進(jìn)水管道、供水管道及儲(chǔ)水箱4大部分。自來水由水塔經(jīng)進(jìn)水管道至集熱器加熱后再通過集熱器安裝高度形成的高度差由供水管道輸送至浴室、生活熱水儲(chǔ)水箱，然后進(jìn)行使用。該裝置存在的不足之處：1、集熱器安裝在窯體上圓弧面，雖然

2、有利于增強(qiáng)換熱效果，但安裝、維護(hù)不方便；集熱器只能安裝在放熱帶的右側(cè)，窯體溫度不高，同時(shí)回轉(zhuǎn)窯表面溫度最高的燒成帶沒有利用，余熱利用率不高。2、采用水塔間歇式供水，保證出水溫度在100℃。如果出水過多，集熱器中水量過少，換熱仍在不斷進(jìn)行，勢(shì)必造成大量蒸汽產(chǎn)生，雖然集熱器上部設(shè)計(jì)了排氣孔，但會(huì)造成集熱器的熱變形加劇。3、該設(shè)備雖然設(shè)計(jì)了電阻式溫度計(jì)對(duì)內(nèi)部水溫進(jìn)行檢測(cè)，但沒有建立自動(dòng)調(diào)溫系統(tǒng)，必須有專人值守，定期開關(guān)進(jìn)水閥和檢測(cè)水溫。4、間歇式供水并不能保證24小時(shí)的熱水供應(yīng)，使用效果有限。二水泥回轉(zhuǎn)窯筒體余熱利用的性能設(shè)計(jì)有效利用窯外表面的散熱量可有兩條有效途徑。一是增大換熱器

3、與窯外表面的換熱面積。二是增加窯外表面與換熱器表面的溫度差。該裝置的設(shè)計(jì)還要具體考慮以下因素：（1）熱交換位置的選擇要合理回轉(zhuǎn)窯筒體較長(zhǎng)，在水泥熟料的煅燒過程中，各段溫度差別較大。燒成段的筒體溫度最高平均在300～350℃，長(zhǎng)度約占回轉(zhuǎn)窯筒體長(zhǎng)度的1/8～1/9左右。分解帶與放熱反應(yīng)帶筒體表面溫度平均在280～300℃，長(zhǎng)度約占回轉(zhuǎn)窯筒體長(zhǎng)度的1/2左右。干燥帶和預(yù)熱帶筒體表面溫度最低，平均在240～260℃，其長(zhǎng)度約占回轉(zhuǎn)窯筒體長(zhǎng)度的1/5左右。所以在設(shè)計(jì)熱交換器安裝位置時(shí)要首選窯體的熟料燒成段，其次考慮分解帶與放熱反應(yīng)帶。（2）熱交換器結(jié)構(gòu)要合理，以便于熱交換的順利進(jìn)行，

4、同時(shí)要考慮換熱器的安裝與維護(hù)方便。根據(jù)水泥回轉(zhuǎn)窯筒體的特點(diǎn)，換熱器的采熱面采用弧形結(jié)構(gòu)較為合理，這樣可使換熱器的不同區(qū)域與筒體表面充分接近，有利于熱輻射換熱的順利進(jìn)行。有的研究者認(rèn)為換熱器可采用比回轉(zhuǎn)窯筒體大的筒狀結(jié)構(gòu)環(huán)繞在回轉(zhuǎn)窯筒體的外圍。采用這種結(jié)構(gòu)不利于換熱器的安裝與維護(hù)，同時(shí)也無法控制換熱器的出水溫度，更為不利的因素是不便于回轉(zhuǎn)窯筒體的日常維護(hù)和保養(yǎng)。（3）熱交換器的設(shè)計(jì)要保證出水溫度要控制在一定的溫度范圍內(nèi)，同時(shí)要保證回轉(zhuǎn)窯窯體的日常工作與維護(hù)不受影響。由于換熱器采用熱輻射換熱，為了保證換熱效果，與回轉(zhuǎn)窯筒體表面距離不能太遠(yuǎn)，這就造成了回轉(zhuǎn)窯筒體表面的維護(hù)困難。同時(shí)

5、考慮出水溫度要控制在一定范圍內(nèi)，可選擇改變換熱器采熱表面與回轉(zhuǎn)窯筒體表面距離與控制泵的流量相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。這就要求換熱器與回轉(zhuǎn)窯筒體的距離要可調(diào)。三水泥回轉(zhuǎn)窯筒體表面余熱利用裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.總體設(shè)計(jì)某公司每天產(chǎn)1200T單臺(tái)水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線，回轉(zhuǎn)窯煅燒設(shè)備采用了φ3.2m×L46m的筒體規(guī)格，公司提出設(shè)計(jì)一套筒體表面余熱利用裝置，解決該公司的3000m2辦公樓供暖及300名職工的洗浴供熱水問題。本裝置共包括五大部分：（1）職工浴室供水系統(tǒng)；（2）辦公樓采暖供水系統(tǒng)；（3）換熱器本體及調(diào)節(jié)裝置；（4）給水系統(tǒng)；（5）換熱器出水溫度控制系統(tǒng)2.換熱器的設(shè)計(jì)換熱器的本體是由內(nèi)弧板、

6、外弧板、側(cè)壁板及上下封板用焊接方法形成的容器，上部通過溢流管與大氣相通。總體分為三個(gè)部分。各部分之間通過聯(lián)結(jié)管路相通。為了定期清理容器內(nèi)水垢及污物，在每部分底部封板設(shè)計(jì)了排污管。由于每個(gè)容器面積較大，為了防止內(nèi)弧板及外弧板受力變形，在換熱器采暖面積內(nèi)均勻布置穿管，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)剛性。由于換熱器的工作條件在室外，穿管是中空的型材，所以穿管的使用還可增強(qiáng)在大風(fēng)等惡劣天氣下?lián)Q熱器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在大外弧板的中上部加工有一個(gè)M12×1的內(nèi)螺紋，用來安裝溫度傳感器的探頭，測(cè)定出水口的溫度。工作時(shí)，冷水通過液壓泵從換熱器左下部入水口進(jìn)入，通過三個(gè)部分的下聯(lián)結(jié)管實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)三個(gè)部分的供水，水在容器

7、內(nèi)流通時(shí)由于穿管的作用，實(shí)現(xiàn)冷水的不穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，由于紊流可以加速水的對(duì)流換熱效果。最終形成的熱水從換熱器的左上部出水孔流出，為辦公樓的供暖及浴室提供穩(wěn)定的熱源。多臺(tái)換熱器可在出水口處并聯(lián)使用。由于水泥回轉(zhuǎn)窯的筒體較長(zhǎng)，安裝時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況采用單側(cè)面并排布置換熱器，也可采用對(duì)于窯體對(duì)稱布置換熱器。換熱器的臺(tái)數(shù)的確定可根據(jù)實(shí)際熱功率進(jìn)行確定。換熱器本體安裝在由槽鋼焊接而成的支架上，在室外溫度15℃，泵排量為32ml/r，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為960r/min，流量為30.72L/min時(shí)，出水溫度為76℃。由于室外溫度