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1、余热利用WASTEHEATRECOVER水泥烧成系统余热回收采暖换热器研制、开发与应用杨建朴1,赵玉国2(1.天津朴诚科技有限公司,天津300130;2.朝阳重型矿山机器有限公司,辽宁朝阳122000)1干法烧成系统余热采暖简介2开发过程与计算验证本装置适用于水泥干法烧成系统。主要是用于2.1几项关键技术回收水泥烧成系统尾气中的热量。在水泥烧成过程本换热系统包括以下几部分:给水循环系统、换中,预热器作为其主要热工设备之一,作用是对粉状热器系统、换热器支架、旁路系统、管道及暖气系统。物料进行预热、分解。它利用回转窑产生的高温尾气以上系统中,必须解决以下几个关键问题:的同时,向分解炉的炉体
2、内部喷入煤粉,形成喷腾燃(1)关键技术之一——换热管的换热效率。在工烧,所以在预热器下部的分解炉内,温度大约在况条件下,热气体与流体管道之间必须有足够的热交900~1100℃。经过五级旋风系统的换热之后,排出预换,才能保证在管道中的水流过管道时,达到所需要热器的尾气温度大约为350~400℃;篦冷机接收由回的温度。因此需采用具有高换热效率的管道系统。转窑烧成后产生的1370℃的热熟料,通过鼓风机鼓(2)关键技术之二——换热管道系统的材料选择。入冷却风冷却到70℃+环境温度后排出,在这个过程在废气管道中,换热管的工作条件是相当恶劣的:它中鼓入的冷却风被热熟料加热,其中800~1200℃的
3、必须承受350℃以上的环境温度,废气中含有大量的热空气被重复利用到烧成系统中,而未被利用的废气粉尘,废气的流动速度>15m/s,同时在换热管内部流温度大约在350~400℃。在现有的烧成系统中,这部动着100℃以下的水,普通的金属材料不能满足本换分热量通过管道喷水的增湿、降温而损失掉。本装置热系统所要求的耐热、耐腐蚀、耐磨损的要求。所以应的采用,可以有效地回收这两部分热能,把这两部分采用一种能够满足上述要求的金属材料。热能转化到采暖、洗浴等生活设施,可以有效达到节(3)关键技术之三——循环水水质的稳定性。本约能源、降低煤耗的目的。换热系统要求水质必须是软化后的水,以防止在水流预计本装置
4、采用以后,可节约水泥厂的采暖锅炉,动过程中结垢,堵塞管道。在水进入系统之前,必须设节省建设投资约80万元,年节约采暖煤约1950t。置水质软化装置。本产品于2006年初天津朴诚科技有限公司提出(4)关键技术之四——管道连接处防漏。由于本构想,并与朝阳重型矿山机器有限公司联合开发,由系统属于热工设备,设备在运行过程中必然产生由于后者负责制作。经过工程技术人员的艰苦劳动,于温度的变化带来的热膨胀,使管道的连接处容易造成2006年8月开发成功,并于当年应用于天津朴诚公开裂漏水。必须解决和消除由于系统热变形对管道连司设计的山西中条山新型建材有限公司2500t/d生接处的影响。产线。该公司的余热
5、采暖系统主要用于其办公室的冬2.2计算举例季采暖,职工宿舍的采暖和职工浴池的洗浴。入冬以现在以2500t/d级水泥厂办公区采暖换热器验来,应用于窑头的采暖换热器系统工作稳定,厂区办证计算举例:公室和职工宿舍的环境温度保持在20℃以上,并随时2.2.1初始参数为职工浴池提供热水。(1)熟料产量:2500t/d级2008.2CHINACEMENT67WASTEHEATRECOVER余热利用2(2)换热器安装位置:冷却机废气风管=41258(m)3式中:A—采暖建筑物的建筑面积(m2(3)风管内风量:150000Nm/h);(4)废气进口温度:170℃(加入冷风后)q—采暖热指标,根据“城市
6、热力网设计规范(5)废气出口温度:100℃2CJJ34-2002”q=80W/m。(6)换热介质:软水以上采暖面积如采用常规采暖锅炉供热,将消耗(7)介质流量:114t/h标准煤:(8)进水温度:70℃11882295/(7000×4.1868×0.6)=675.7(kg/h)(9)出水温度:95℃注:一般采暖锅炉效率约60%。2.2.2相关参数计算按年采暖天数120d计算,年节约标准煤675.7×(1)采暖系统得到的热量24×120=1946016(kg)≈1946(t)E=η×V×[t1×c1-t2×c2×(1+"%)](1)2.3换热器特点=0.9×150000×[170×1.3
7、06-100×1.301×1.03]此换热器具体说来就是高温流体与低温流体=11882295(kJ/h)之间的热交换装置。从设计角度和使用角度来选式中:E—换热器得到的热量(kJ/h);择,采用复合式换热装置。这种换热装置的优点是:η—换热器的散热损失系数(0.9);当其他条件相同时,复合式的流体温度差比较均3V—进入换热器的风量(Nm/h);匀,复合式的流体传热量也比较高,传热效率可以t1—进入换热器的废气温度(℃);达到30%以上。另外,当
