水泥窑蒸汽余热锅炉的制作方法

本实用新型涉及水泥窑蒸汽余热锅炉，属于锅炉余热资源利用领域。

背景技术：

随着我国经济的不断增长，资源相对不足的矛盾日益突出。开展资源综合利用，积极响应国家的节能减排政策，创建节能型、环保型企业，并通过余热回收利用降低生产成本，提高企业效益。

我国水泥生产企业遍布各地，规模大小不一，生产条件、设备条件也各不相同。虽然很多企业安装窑头、窑尾余热回收发电系统，以降低生产成本、节能减排。但是窑筒体表面余热回收，始终不受人们关注，然而它的回收价值非常可观。

一般情况窑筒体内部工况温度为900-1700℃，在采用各种隔热措施后，窑筒体表面温度沿轴向分布变化范围为250-350℃，平均温度为300℃左右,窑筒体表面温度较高部分，还需使用风机冷却，年耗电量很大。回转窑筒体表面散热占系统表面散热的比重较大，此处的热量损失比较集中，相对易于回收。

水泥窑蒸汽余热锅炉，通过在回转窑筒体上安装弧形受热面的水泥窑蒸汽余热锅炉，充分吸收回转窑筒体表面的热量产生低压蒸汽，用于发电，是一项环保、节能、增效减排的工程，其经济效益、社会效益显著。

按照简洁可靠、方便检修维护的原则，合理配置余热利用系统方案，优化系统设计。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种水泥窑蒸汽余热锅炉。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

水泥窑蒸汽余热锅炉，所述水泥窑蒸汽余热锅炉包括锅炉给水管、连接管ⅰ、窑尾下部受热面、连接管ⅱ、窑尾上部受热面、连接管ⅲ、热水管ⅰ、汽包、下降管、连通管、连接管ⅳ、窑中下部受热面、连接管ⅴ、中间集箱、连接管ⅵ、窑中上部受热面、连接管ⅶ、上升管、窑头上部受热面、窑头下部受热面、饱和蒸汽引出管、上集箱、鳍片管、护板、下集箱、受热面的下降管、保温保护层、受热面与窑体间隙、窑体筒扫区域、窑体风机冷却区域、受热面钢结构及固定装置和水泥窑筒体，

锅炉给水从锅炉给水管通过连接管ⅰ引入窑尾下部受热面，加热后的水通过连接管ⅱ引入窑尾上部受热面，窑尾上部受热面中的热水通过连接管ⅲ引入热水管ⅰ，热水管ⅰ中的热水输送到汽包中，汽包中的热水通过下降管进入连通管，连通管中的热水通过连接管ⅳ引入窑中下部受热面和窑头下部受热面，窑中下部受热面和窑头下部受热面中的热水加热后由连接管ⅴ引入中间集箱，中间集箱的热水由连接管ⅵ引入窑中上部受热面和窑头上部受热面，热水在窑中上部受热面和窑头上部受热面中汽化，形成汽水混和物，汽水混和物由连接管ⅶ引入上升管，上升管将汽水混和物输送到汽包，汽水混和物在汽包内进行汽水分离，没有汽化的水通过下降管送回到连通管，汽化形成的饱和蒸汽通过饱和引出管送进水泥厂原有发电用的窑头窑尾余热锅炉；

锅炉的受热面采用模块化设计，受热面沿筒体分为四部分，上部受热面和下部受热面各分为两组，每组受热面为一个模块，每个模块由上集箱、鳍片管、护板、下集箱和保温保护层组成且上部受热面设置有受热面下降管，每组受热面的上端设置有上集箱、受热面的下端设置有下集箱，受热面内的鳍片管和受热面下降管上下两端分别与上集箱及下集箱焊接，焊好后管束两侧设置护板，受热面的外侧设置有保温保护层；受热面模块固定在受热面钢结构及固定装置上；

连接管ⅰ、连接管ⅱ、连接管ⅲ、连通管、连接管ⅳ、连接管ⅴ、中间集箱、连接管ⅵ、连接管ⅶ设置在水泥窑筒体四周，水泥窑筒体周向的受热面模块采用c型布置，受热面模块布置时预留窑体筒扫区域、检修人孔、轮带及窑体风机冷却区域，受热面模块在窑体顶部留有开口；受热面模块内表面和水泥窑筒体外表面之间留出受热面与窑体间隙。

本实用新型水泥窑蒸汽余热锅炉，所述鳍片管采用开齿式鳍片管或者螺旋式鳍片管。

本实用新型水泥窑蒸汽余热锅炉，所述每组受热面模块为四分之一圆弧结构，沿水泥窑筒体圆周弧形布置。

本实用新型水泥窑蒸汽余热锅炉，所述每组上部受热面的受热面下降管单独保温。

本实用新型水泥窑蒸汽余热锅炉，每组受热面为独立模块，模块间采用多组并联，每个模块用阀门单独控制，可以随时关闭任何一个模块。

本实用新型水泥窑蒸汽余热锅炉，所述保温保护层采用整体设计，用方管制作同尺寸的标准骨架，内填充保温岩棉。

本实用新型水泥窑蒸汽余热锅炉，是典型的余热资源利用的锅炉,水泥窑蒸汽余热锅炉结合水泥生产线,充分利用在筒体周围布置环形受热面,吸收水泥回转窑表面的辐射热，减少了水泥窑筒体的表面热损失，降低了水泥窑的原煤消耗，同时又减少了窑筒体的辐射热损失对环境造成的热污染；本专利水泥窑蒸汽余热锅炉达到了节能减排，产生相当大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型水泥窑蒸汽余热锅炉的结构示意图。

图2为图1中a-a剖面图。

图3为图1中b-b剖面图。

图4为图1中c-c剖面图。

图5为本实用新型中窑体上部受热面示意图。

图6为本实用新型中窑体上部受热面的开齿鳍片管剖面放大图。

图7为本实用新型中窑体上部受热面的螺旋鳍片管的放大图。

图8为本实用新型中窑体上部受热面的下降管示意图。

图9为本实用新型中窑体下部受热面示意图。

图10为本实用新型中窑体下部受热面的开齿鳍片管剖面放大图。

图11为本实用新型中窑体下部受热面ⅰ处的螺旋鳍片管的放大图。

图12为本实用新型中窑体下部受热面的鳍片管的示意图。

图13为本实用新型的受热面安装图。

图中附图标记有：1为锅炉给水管；2为连接管ⅰ；3为窑尾下部受热面；2为连接管ⅱ；5为窑尾上部受热面；6为连接管ⅲ；7为热水管ⅰ；8为汽包；9为下降管；10为连通管；11为连接管ⅳ；12为窑中下部受热面；13为连接管ⅴ；14为中间集箱；15为连接管ⅵ；16为窑中上部受热面；17为连接管ⅶ；18为上升管；19为窑头上部受热面；20为窑头下部受热面；21为饱和蒸汽引出管；22为上集箱；23为鳍片管；24为护板；25为下集箱；26为受热面下降管；27为保温保护层；28为受热面与窑体间隙；29为窑体筒扫区域；30为窑体风机冷却区域；31为受热面钢结构及固定装置；32为水泥窑筒体。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。

实施例一：如图1-13所示，本实施例所涉及的水泥窑蒸汽余热锅炉，包括锅炉给水管、连接管ⅰ、窑尾下部受热面、连接管ⅱ、窑尾上部受热面、连接管ⅲ、热水管ⅰ、汽包、下降管、连通管、连接管ⅳ、窑中下部受热面、连接管ⅴ、中间集箱、连接管ⅵ、窑中上部受热面、连接管ⅶ、上升管、窑头上部受热面、窑头下部受热面、饱和蒸汽引出管、上集箱、鳍片管、护板、下集箱、受热面的下降管、保温保护层、受热面与窑体间隙、窑体筒扫区域、窑体风机冷却区域、受热面钢结构及固定装置和水泥窑筒体，

锅炉给水从锅炉给水管通过连接管ⅰ引入窑尾下部受热面，加热后的水通过连接管ⅱ引入窑尾上部受热面，窑尾上部受热面中的热水通过连接管ⅲ引入热水管ⅰ，热水管ⅰ中的热水输送到汽包中，汽包中的热水通过下降管进入连通管，连通管中的热水通过连接管ⅳ引入窑中下部受热面和窑头下部受热面，窑中下部受热面和窑头下部受热面中的热水加热后由连接管ⅴ引入中间集箱，中间集箱的热水由连接管ⅵ引入窑中上部受热面和窑头上部受热面，热水在窑中上部受热面和窑头上部受热面中汽化，形成汽水混和物，汽水混和物由连接管ⅶ引入上升管，上升管将汽水混和物输送到汽包，汽水混和物在汽包内进行汽水分离，没有汽化的水通过下降管送回到连通管，汽化形成的饱和蒸汽通过饱和引出管送进水泥厂原有发电用的窑头窑尾余热锅炉；

锅炉的受热面采用模块化设计，受热面沿筒体分为四部分，上部受热面和下部受热面各分为两组，每组受热面为一个模块，每个模块由上集箱、鳍片管、护板、下集箱和保温保护层组成且上部受热面设置有受热面下降管，每组受热面的上端设置有上集箱、受热面的下端设置有下集箱，受热面内的鳍片管和受热面下降管上下两端分别与上集箱及下集箱焊接，焊好后管束两侧设置护板，受热面的外侧设置有保温保护层；受热面模块固定在受热面钢结构及固定装置上；

连接管ⅰ、连接管ⅱ、连接管ⅲ、连通管、连接管ⅳ、连接管ⅴ、中间集箱、连接管ⅵ、连接管ⅶ设置在水泥窑筒体四周，水泥窑筒体周向的受热面模块采用c型布置，受热面模块布置时预留窑体筒扫区域、检修人孔、轮带及窑体风机冷却区域，受热面模块在窑体顶部留有开口；受热面模块内表面和水泥窑筒体外表面之间留出受热面与窑体间隙。

水泥窑筒体周向的受热面模块采用c型布置，布置时预留窑体筒扫区域，不影响正常水泥窑筒体的温度扫描。

受热面模块沿水泥窑筒体圆周弧形布置，制造方便，在运行过程中，局部产生的汽泡不会积聚，随着水流自然向上移动，最终汇集到集箱内排出，运行稳定安全；受热面模块沿筒体分四部分，模块间在窑体顶部留有开口，受热面与窑体间隙内空气在自生通风力的作用下，自下而上的流动，加强对流换热。

现场制作受热面钢结构及固定装置，将受热面固定在钢结构上，如图13所示。

锅炉给水从窑尾进入到窑尾下部受热面，由于锅炉中窑尾温度较低，水在窑尾下部受热面中进行初步加热后变成热水，热水经过管束到达窑中下部受热面和窑头下部受热面进行二次加热，由于窑头和窑中温度较高，可以对水的温度进行大幅度的提高，热水传输到窑头上部受热面和窑中上部受热面进行汽化。本专利充分利用了锅炉窑头到窑尾的不同段的温度，避免浪费。

本专利水泥窑蒸汽余热锅炉采用无人执守的自动化控制系统，所量监测点数据引入到水泥厂原有中控室，方便观察和监测，减少了设备运行操作和维护工作量。

水泥窑蒸汽余热锅炉在余热回收过程中不产生任何污染，该技术符合国家产业政策的绿色发电节能技术，是一种环保的、节能减排的，符合可持续发展要求的循环经济技术，经济效益非常显著，水泥窑蒸汽余热锅炉可产符合原发电系统中余热锅炉所需饱和蒸汽，将该饱和蒸汽引入原余热锅炉，增加发电量。

实施例二：如图5-7和9-11所示，本实施例所涉及的水泥窑蒸汽余热锅炉，所述鳍片管采用开齿式鳍片管或者螺旋式鳍片管。

实施例三：如图1-5和9所示，本实施例所涉及的水泥窑蒸汽余热锅炉，所述每组受热面模块为四分之一圆弧结构，沿水泥窑筒体圆周弧形布置。

每组受热面模块为四分之一圆弧结构，沿水泥窑筒体圆周弧形布置，留出间隙一方面防止受热面模块与水泥窑筒体表面发生接触，对水泥窑产生影响；另一方面是受热面对流传热的通道。受热面模块是通过辐射和对流两种传热方式吸收水泥窑筒体表面余热的。

实施例四：如图8所示，本实施例所涉及的水泥窑蒸汽余热锅炉，所述每组上部受热面的受热面下降管单独保温。

为了保证水泥窑筒体受热面运行稳定，在每组上部受热面模块中设置若干根受热面的下降管，受热面的下降管单独保温，保证水循环运行平稳，下部受热面均不设置受热面下降管。

实施例五：如图1-4所示，本实施例所涉及的水泥窑蒸汽余热锅炉，每组受热面为独立模块，模块间采用多组并联，每个模块用阀门单独控制，可以随时关闭任何一个模块。

水泥窑蒸汽余热锅炉的每组受热面为独立模块，模块间采用多组并联，每个模块用阀门单独控制上，可以随时关闭任何一个模块。维修或出现故障时，每个模块可以单独进行更换和修理，不影响其它模块正常使用

实施例六：如图5和9所示，本实施例所涉及的水泥窑蒸汽余热锅炉，所述保温保护层采用整体设计，用方管制作同尺寸的标准骨架，内填充保温岩棉。

在窑体上部所有受热面整体保温上均设置可随时开启的冷却门，当水泥窑筒体出现局部温度过高时，拆除冷却门使窑体降温，保证窑体温度在合理范围内，水泥窑正常运行，水泥窑蒸汽余热锅炉也可以正常使用。当水泥窑筒体温度正常后，原有拆除的冷却门可以很方便的进行安装，不会对生产造成任何影响。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本实用新型整体构思下的不同实现方式，而且本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

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