專利名稱：水泥窯窯頭能級匹配利用的余熱利用系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及余熱利用領域，尤其涉及水泥窯窯頭能級匹配利用的余熱利用系 統(tǒng)。
背景技術：
在以前的工業(yè)生產中，比如水泥生產、鋼鐵冶金生產中，生產過程中產生的大量的 熱量都被直接排放到周圍環(huán)境中，沒有對其加以利用。這不僅造成了能源浪費，而且污染了 周圍環(huán)境。為了對工業(yè)生產中產生的余熱進行利用，近年來出現(xiàn)了一些對余熱利用的系統(tǒng)。 以下結合水泥生產對該余熱利用系統(tǒng)進行說明。水泥工業(yè)是能源和原材料密集型產業(yè)，屬于能耗大戶。水泥生產幾乎完全依靠煤 炭、電力及礦產資源，并產生大量的廢氣余熱。為了綜合利用這部分余熱資源，通常采用新 型干法水泥生產線對余熱進行利用，比如利用余熱發(fā)電。圖1是現(xiàn)有技術中水泥窯的一種余熱利用系統(tǒng)100的示意圖。該系統(tǒng)100包括窯 頭101、箅冷機102、余熱利用裝置103、煤磨機104。窯頭101的一側與水泥制造系統(tǒng)連接。 該水泥制造系統(tǒng)是現(xiàn)有技術中常用的系統(tǒng)，因此不在此詳細描述。窯頭101中是燒制的水 泥熟料。箅冷機102和窯頭101連接。燒制成的水泥熟料送入箅冷機102中進行冷卻和輸 送。在箅冷機102下方設置有鼓風機，鼓風機向箅冷機102中吹入空氣以冷卻水泥熟料并 從箅冷機102中產生熱風。在箅冷機102的上方設置有第一取熱口 105、第二取熱口 105’ 和第三取熱口 106。第一取熱口 105和第二取熱口 105’位于箅冷機102的前端，第三取熱 口 106位于箅冷機102的后端。其中靠近窯頭101的第一取熱口 105和第二取熱口 105， 的溫度較高，遠離窯頭101的第三取熱口 106溫度較低。從第三取熱口 106排出的熱風溫 度較低(大約在150°C左右)，對該較低溫度的熱風的利用比較困難，因此該部分熱風直接 通過第一除塵裝置107除塵后通過第一排氣裝置(例如煙@) 108排出。而第一取熱口 105 和第二取熱口 105’排出的熱風的溫度較高(大約在360°C至420°C左右)，該部分熱風是 進行余熱利用的對象。從第二取熱口 105’排出的熱風，通過輸送管道進入沉降室，除去煙 氣中大部分固體顆粒，然后供應給余熱利用裝置103 (比如AQC余熱鍋爐)，供應給余熱利用 裝置103的熱風在余熱利用裝置103中被利用(比如產生蒸汽以發(fā)電)后排出，排出的熱 風經過第一除塵裝置107除塵后，通過第一排氣裝置108排出。對于煤磨機104來說，由于煤磨機104中采用的熱風溫度不能太高，該溫度可以根 據(jù)煤粉的水分含量確定，通常大約在200°C-30(TC之間，而從第一取熱口 105流向煤磨機 104的熱風的溫度大約在300°C至500°C左右，由于其溫度較高，因此該部分熱風不能滿足 煤磨機104的需要，要對該部分熱風進行處理。一般來說，處理的方法是設置冷風補風口， 在該部分熱風進入煤磨機104之前在熱風中加入冷風，以將溫度較高的熱風降低到適合煤 磨機104的溫度。降溫后的熱風在經過煤磨機104的利用后通過第二除塵裝置107’由第 二排氣裝置108，排出。在另一種現(xiàn)有技術中，第一取熱口 105和第二取熱口 105’可以是同一個取熱口，從中取出的熱風一部分通過輸送管道供應給余熱利用裝置103 (比如AQC余熱鍋爐)，另一 部分通過輸送管道供應給煤磨機104。對于上述補入冷風的做法，從整個熱力系統(tǒng)分析，摻入的冷介質(比如冷風)吸收 了系統(tǒng)的熱介質的熱量，增大了系統(tǒng)的熵產，無疑降低了系統(tǒng)的余熱利用效率。當采用該余 熱利用裝置來發(fā)電時，也降低了發(fā)電效率?，F(xiàn)有技術中的另外一些煤磨機取風的工藝同樣存在以上問題，其實質都是用熱介 質來加熱冷介質，這樣該部分高溫熱介質的品質就被降低使用。從整個系統(tǒng)看，摻入冷介質 增大了系統(tǒng)的熵產，減少了熱量利用，從而降低了整個系統(tǒng)的余熱利用效率。因此，需要一種新的水泥窯窯頭能級匹配利用的余熱利用系統(tǒng)以解決上述問題。

實用新型內容為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了一種水泥窯窯頭能級匹配利用 的余熱利用系統(tǒng)，該余熱利用系統(tǒng)包括余熱產生裝置、第一熱量利用裝置和第二熱量利用 裝置，該第一熱量利用裝置利用的熱介質的第一溫度高于該第二熱量利用裝置利用的熱介 質的第二溫度，該余熱產生裝置上設置有第一取熱口，該第一取熱口排出具有該第一溫度 的熱介質，該余熱產生裝置的該第一取熱口與該第一熱量利用裝置連接，該第一熱量利用 裝置上還設置有第一排熱口，該第一排熱口排出具有該第二溫度的熱介質，該第一排熱口 與該第二熱量利用裝置連接。 進一步地，該第一熱量利用裝置上還設置有第二排熱口和進熱口，該第二排熱口 排出該第一熱量利用裝置利用后的熱介質，該進熱口與該第一取熱口連接。進一步地，該第二排熱口和該進熱口分別設置在該第一熱量利用裝置的兩端。進一步地，該第一排熱口設置在該進熱口和該第二排熱口之間且在該第一熱量利 用裝置的中部。進一步地，在該第一取熱口和該第二熱量利用裝置之間還設置有備用管道。進一步地，該余熱利用系統(tǒng)與水泥窯連接，該余熱產生裝置為箅冷機，該第一熱量 利用裝置為AQC鍋爐，該第二熱量利用裝置為煤磨機。進一步地，在該AQC鍋爐和該箅冷機之間還設置有沉降室。進一步地，該AQC鍋爐上還設置有第二排熱口和進熱口，該第二排熱口排出該AQC 鍋爐利用后的熱介質，該進熱口與該第一取熱口連接。進一步地，該第二排熱口與除塵裝置連接。進一步地，該第二排熱口和該進熱口分別設置在該AQC鍋爐的兩端。進一步地，該第一排熱口設置在該進熱口和該第二排熱口之間，且在該AQC鍋爐 的中部。進一步地，在該第一取熱口和該煤磨機之間還設置有備用管道。進一步地，該煤磨機與該備用管道通過煤磨機主管道連接，且該煤磨機主管道上 還設置有冷風補入裝置。通過本實用新型的余熱利用系統(tǒng)，使得余熱產生裝置產生的余熱能夠充分利用， 避免了在進入第二熱量利用裝置前補入大量冷介質以降低熱介質溫度的做法，使得熱介質 的分配更加合理和優(yōu)化，對余熱進行了充分的利用，也因此提高了整個系統(tǒng)的效率。
4[0024]在實用新型內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式
部分 中進一步詳細說明。本實用新型內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案 的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。
以下結合附圖，詳細說明本實用新型的優(yōu)點和特征。

圖1是現(xiàn)有技術中一種余熱利用系統(tǒng)的示意圖；圖2A是根據(jù)本實用新型一個實施例的余熱利用系統(tǒng)的框圖；圖2B是根據(jù)本實用新型一個實施例的余熱利用系統(tǒng)的示意圖；圖3是根據(jù)本實用新型另一實施例的余熱利用系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式
在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本實用新型更為徹底的理 解。然而，對于本領域技術人員來說顯而易見的是，本實用新型可以無需一個或多個這些細 節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本實用新型發(fā)生混淆，對于本領域公知的一些 技術特征未進行描述。為了徹底了解本實用新型，將在下列的描述中提出詳細的結構。顯然，本實用新型 的施行并不限定于本領域的技術人員所熟習的特殊細節(jié)。本實用新型的較佳實施例詳細描 述如下，然而除了這些詳細描述外，本實用新型還可以具有其他實施方式。參考圖2A，是根據(jù)本實用新型一個實施例的水泥窯窯頭能級匹配利用的余熱利用 系統(tǒng)200A的框圖。該余熱利用系統(tǒng)200A包括余熱產生裝置210A、第一熱量利用裝置220A 和第二熱量利用裝置230A，該第一熱量利用裝置220A利用的熱介質的第一溫度高于該第 二熱量利用裝置230A利用的熱介質的第二溫度，該余熱產生裝置210A上設置有第一取熱 口 211A，該第一取熱口 211A排出具有該第一溫度的熱介質，該余熱產生裝置210A的該第一 取熱口 211A與該第一熱量利用裝置220A連接，該第一熱量利用裝置220A上還設置有第一 排熱口 221A，該第一排熱口 221A排出具有第二溫度的熱介質，該第一排熱口 221A與該第二 熱量利用裝置230A連接。上述第一排熱口 221A的設置使得上述第二溫度與第二熱量利用裝置230A所能利 用的熱介質的溫度相匹配。較佳的，上述的第一熱量利用裝置220A上還設置有第二排熱口 222k和進熱口 223A。該第二排熱口 222A排出第一熱量利用裝置220A利用后的熱介質，該進熱口 223A與 該第一取熱口 211A連接。該第二排熱口 222A和進熱口 223A分別設置在第一熱量利用裝 置220A的兩端。較佳地，第一排熱口 221A設置在進熱口 223A和第二排熱口 222A之間且在該第一 熱量利用裝置220A的中部。較佳的，在第一排熱口 221A和第二熱量利用裝置230A之間還連接有備用管道 240A。備用管道240A的作用將在下面詳細描述。下面具體結合水泥窯中的余熱利用系統(tǒng)對本實用新型的實施例作進一步詳細說 明。[0038]參考圖2B，是根據(jù)本實用新型一個實施例的余熱利用系統(tǒng)200的示意圖。圖中的 箭頭表示出了熱介質流動的方向。系統(tǒng)200包括箅冷機210、余熱利用裝置220和煤磨機 230。其中箅冷機210即為上述的余熱產生裝置的一個例子，余熱利用裝置220即為上述的 第一熱量利用裝置的一個例子，煤磨機230即為上述第二熱量利用裝置的一個例子。在本 實施例中，箅冷機210與窯頭連接，用以產生熱介質，比如熱風，但是該熱介質不限于熱風， 比如也可以是熱液體等。對于窯頭以及與窯頭連接的水泥制造系統(tǒng)已為本領域內的技術人 員所熟知，因此在此不再贅述。在箅冷機210的下方設置鼓風機，以將箅冷機210中的熱介質以熱風的形式吹出。 在箅冷機210上設置有第一取熱口 211和第二取熱口 212。其中第一取熱口 211設置在箅 冷機210上靠近窯頭的一端，第二取熱口 212設置在箅冷機210上遠離窯頭的一端。由于第 一取熱口 211靠近窯頭，因此，其中排放出的熱風的溫度較高，該部分熱風具有第一溫度， 該第一溫度比如可以大約在300°C至500°C之間，較佳的在360°C至420°C之間，當然也可以 超過上述溫度。而第二取熱口 212排出的熱風溫度較低(大約在150°C左右)，因此該部分 熱介質直接通過第一除塵裝置240除塵后通過第一排放裝置(例如煙@) 250排出。此時， 系統(tǒng)200還包括該第一除塵裝置240和第一排放裝置250。對于從第一取熱口 211排出的具有第一溫度的熱介質(比如熱風)來說，其首先 通過輸送管道221由余熱利用裝置220的進熱口 223進入余熱利用裝置220進行利用。余 熱利用裝置220比如可以為AQC余熱鍋爐。熱介質可以在該余熱利用裝置220中進行換熱 以進行利用。比如說通過該熱介質產生蒸汽以發(fā)電。另外，在輸送管道221上可以設置沉 降室260，以對熱風中的雜質進行沉降。這種除塵可以采用多種方法進行，比如可以選擇重 力除塵、慣性力加重力除塵、旋風除塵等多種方式。在余熱利用裝置220上設置有第一排熱口 222。經過余熱利用裝置220利用后的 熱介質，當其溫度下降到適合煤磨機230利用的第二溫度時(比如200°C至300°C之間)， 將具有該第二溫度的熱介質從第一排熱口 222中抽出，以將其提供給煤磨機230。該抽出 的熱介質可以是余熱利用裝置220中具有該第二溫度的熱介質的一部分，只需要保證煤磨 機230的正常運轉即可。剩余的熱介質繼續(xù)在余熱利用裝置220中進行利用，最后經過余 熱利用裝置220的第二排熱口 224將低溫的熱介質排出。該抽出的具有第二溫度的熱介質 和煤磨機230所需要的溫度相匹配。為了保護周圍環(huán)境，從余熱利用裝置230的第二排熱 口 224排出的低溫熱介質首先進入第一除塵裝置240進行除塵，在除塵后經過第一排放裝 置250排放。第一除塵裝置240可以利用現(xiàn)有的多種除塵技術，比如電除塵等。可以選擇合適的余熱利用裝置220的第一排熱口 222，以實現(xiàn)從第一排熱口 222 中獲取具有第二溫度的熱介質的目的。比如，當采用上述的AQC余熱鍋爐時，在第一取熱口 211的溫度穩(wěn)定的情況下，AQC余熱鍋爐的不同位置對應不同溫度的熱介質，因此可以首先 獲得AQC鍋爐中不同位置處的溫度，然后在溫度為200°C至300°C之間的位置處開設第一排 熱口 222。當熱介質從鍋爐的上部的進熱口 223進入，而從鍋爐下部的第二排熱口 224排出 時，即上述進熱口 223和第二排熱口 224分別設置在該鍋爐的兩端時，所述第一排熱口 222 較佳地設置在該鍋爐的中部。這樣可以獲得較佳的適合煤磨機230的第二溫度的熱介質。從余熱利用裝置220中抽出進入到煤磨機230的熱風，在煤磨機230中利用后被 排出。排出的熱介質通過第二除塵裝置240’后通過第二排放裝置250’排放到周圍環(huán)境
6中。可以理解的是第一除塵裝置240、第一排放裝置250和第二除塵裝置240’、第二排放裝 置250，相同或相似。參考圖3，是根據(jù)本實用新型另一實施例的余熱利用系統(tǒng)300的示意圖。圖中的箭 頭表示出了熱介質流動的方向。系統(tǒng)300包括箅冷機310、余熱利用裝置320、煤磨機330、 第一除塵裝置340、第二除塵裝置340，、第一排放裝置350、第二排放裝置350，和沉降室 360。在箅冷機310上設置有第一取熱口 311和第二取熱口 312。余熱利用裝置320上還 開設有第一排熱口 322、第二排熱口 324和取熱口 323。在箅冷機310和余熱利用裝置320 之間通過輸送管道321連接。系統(tǒng)300的這些部件和上述的系統(tǒng)200中的相應部件相同或 者相似，因此在此不再贅述。系統(tǒng)300不同與系統(tǒng)200的地方在于，在箅冷機310的第一取 熱口 311和煤磨機330之間連接有備用管道331。煤磨機330與備用管道331通過煤磨機 主管道332連接。備用管道331—般處于關閉狀態(tài)。熱介質仍然按照結合圖2的描述進行 流轉。設置備用管道331的好處在于，當需要對余熱利用裝置320進行維修時，可以利用 備用管道331使煤磨機330繼續(xù)保持工作。此時，備用管道331的工作方式和現(xiàn)有技術中 的相同和相似。當余熱利用裝置320維修完畢后，可以關閉備用管道331而仍然使熱介質 通過余熱利用裝置320。這樣也不需要對現(xiàn)有系統(tǒng)中的管道進行拆除，只需將其設置為備用 管道即可?？梢岳斫獾氖?，當對余熱利用裝置320進行檢修而采用該備用管道時，在熱介質 進入煤磨機330之前且在該煤磨機330的主管道332上還設置有冷風補入裝置，以使進入 煤磨機330的熱介質的溫度適合煤磨機330的使用。該備用管道331的另一好處在于，當 從余熱利用裝置320的第一排熱口 322抽出的熱介質的溫度較低時，可以開啟該備用管道 331，以補充熱介質到煤磨機330中。另外，在連接上述部件的管道上，可以設置有閥裝置。通過閥裝置可以對上述管道 進行開啟和關閉的操作，這樣可以方便地對每段管道進行維修。通過本實用新型的水泥窯窯頭能級匹配利用的余熱利用系統(tǒng)，使得余熱產生裝置 產生的余熱能夠充分利用，避免了在進入第二熱量利用裝置前補入大量冷空氣以降低熱風 溫度的做法，使得熱介質的分配更加合理和優(yōu)化，對余熱進行了充分的利用，也因此提高了 整個系統(tǒng)的效率。以上述的水泥窯余熱利用系統(tǒng)為例，整個系統(tǒng)的余熱利用效率提高了 5%左右。本實用新型已經通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是 用于舉例和說明的目的，而非意在將本實用新型限制于所描述的實施例范圍內。此外本領 域技術人員可以理解的是，本實用新型并不局限于上述實施例，根據(jù)本實用新型的教導還 可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本實用新型所要求保護的范圍以 內。本實用新型的保護范圍由附屬的權利要求書及其等效范圍所界定。
權利要求1.一種水泥窯窯頭能級匹配利用的余熱利用系統(tǒng)，所述余熱利用系統(tǒng)包括余熱產生裝 置、第一熱量利用裝置和第二熱量利用裝置，所述第一熱量利用裝置利用的熱介質的第一 溫度高于所述第二熱量利用裝置利用的熱介質的第二溫度，所述余熱產生裝置上設置有第 一取熱口，所述第一取熱口排出具有所述第一溫度的熱介質，其特征在于，所述余熱產生裝 置的所述第一取熱口與所述第一熱量利用裝置連接，所述第一熱量利用裝置上還設置有第 一排熱口，所述第一排熱口排出具有所述第二溫度的熱介質，所述第一排熱口與所述第二 熱量利用裝置連接。
2.按照權利要求1所述的余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述第一熱量利用裝置上還設 置有第二排熱口和進熱口，所述第二排熱口排出所述第一熱量利用裝置利用后的熱介質， 所述進熱口與所述第一取熱口連接。
3.按照權利要求2所述的余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述第二排熱口和所述進熱口 分別設置在所述第一熱量利用裝置的兩端。
4.按照權利要求3所述的余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述第一排熱口設置在所述進 熱口和所述第二排熱口之間且在所述第一熱量利用裝置的中部。
5.按照權利要求1所述的余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一取熱口和所述第二 熱量利用裝置之間還設置有備用管道。
6.按照權利要求1中所述的余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱利用系統(tǒng)與水泥窯 連接，所述余熱產生裝置為箅冷機，所述第一熱量利用裝置為AQC鍋爐，所述第二熱量利用 裝置為煤磨機。
7.按照權利要求6所述的余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，在所述AQC鍋爐和所述箅冷機之間還設置有沉降室。
8.按照權利要求6所述的余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述AQC鍋爐上還設置有第二排 熱口和進熱口，所述第二排熱口排出所述AQC鍋爐利用后的熱介質，所述進熱口與所述第一取熱口連接。
9.按照權利要求8所述的余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述第二排熱口與除塵裝置連接。
10.按照權利要求8所述的余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述第二排熱口和所述進熱口 分別設置在所述AQC鍋爐的兩端。
11.按照權利要求10所述的余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述第一排熱口設置在所述 進熱口和所述第二排熱口之間，且在所述AQC鍋爐的中部。
12.按照權利要求6所述的余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一取熱口和所述煤磨 機之間還設置有備用管道。
13.按照權利要求12所述的余熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述煤磨機與所述備用管道 通過煤磨機主管道連接，且所述煤磨機主管道上還設置有冷風補入裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種水泥窯窯頭能級匹配利用的余熱利用系統(tǒng)，包括余熱產生裝置、第一熱量利用裝置和第二熱量利用裝置，該第一熱量利用裝置利用的熱介質的第一溫度高于該第二熱量利用裝置利用的熱介質的第二溫度，該余熱產生裝置上設置有第一取熱口，該第一取熱口排出具有該第一溫度的熱介質，該余熱產生裝置的該第一取熱口與該第一熱量利用裝置連接，該第一熱量利用裝置上還設置有第一排熱口，該第一排熱口排出具有該第二溫度的熱介質，該第一排熱口與該第二熱量利用裝置連接。通過本實用新型的余熱利用系統(tǒng)，使得熱介質的分配更加合理和優(yōu)化，提高了整個系統(tǒng)的效率。
文檔編號F27D17/00GK201787820SQ20102028566
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權日2010年8月9日
發(fā)明者史曉云, 彭杰, 李晨飛, 肖衍黨, 邢玉民, 雷琰, 韓濤 申請人:西安思安新能源有限公司