一种用于水泥纯低温余热发电的篦冷机蒸汽过热器的制作方法

本实用新型属于水泥领域，尤其涉及一种用于水泥纯低温余热发电的篦冷机蒸汽过热器。

背景技术：

目前，在水泥纯低温余热发电技术中由于水泥生产工艺的波动，运行中窑头废气温度随之波动会导致余热发电主蒸汽参数的较大波动。虽然余热电站汽轮机系统可以滑压运行，但主蒸汽参数的较大波动会导致汽轮机系统偏离最佳运行点，引起平均发电量的下降。

为提高水泥窑系统余热利用水平，新型的余热发电方案中一般独立设置过热器，窑头、窑尾余热锅炉的饱和蒸汽均引入窑头过热器过热。独立设置的过热器有两种形式：第一种是设置在窑头，从篦冷机二段取高温风对主蒸汽进行过热，但由于该过热器主要热源为二段高温风，生产工艺波动时高温风波动较快，使得蒸汽过热温度波动也较快，影响余热发电的稳定运行，增加运行人员操作难度；第二种是设置在窑尾预热器C2内设置过热器对主蒸汽进行过热，但存在与预热系统争抢余热的问题，会影响原料预热效果及降低熟料产量。

此外，国家为化解水泥行业产能严重过剩矛盾，避免水泥熟料生产排放与取暖锅炉排放叠加，减轻采暖期大气污染，要求水泥企业冬季错峰生产，导致水泥企业在生产期为了降低综合成本普遍超负荷生产，进而造成现有篦冷机冷却能力不足，使得出篦冷机的熟料温度超过“65℃+环境温度”的设计要求。

技术实现要素：

针对现有水泥纯低温余热发电运行情况，本实用新型的目的是提供一种用于水泥纯低温余热发电的篦冷机蒸汽过热器，通过该过热器的特殊结构设计，可用来对窑头、窑尾余热锅炉产生的饱和蒸汽进行过热，同时增加篦冷机的冷却能力、提升熟料骤冷效果及减少篦冷机内壁磨损，综合优势明显。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于水泥纯低温余热发电的篦冷机蒸汽过热器，其特征在于：由安装在篦冷机一段内壁1的蒸汽换热管组构成，所述蒸汽换热管安装于侧壁内侧及顶壁下侧。

进一步的，所述的蒸汽换热管组包括蒸汽换热器5、特制涡流板4，所述蒸汽换热器5焊接在一起为密排形式，在与蒸汽换热器5相垂直的方向上每隔一定距离焊接一条特制涡流板4。

进一步的，所述的蒸汽换热管组包括蒸汽换热器5、特制涡流板4及间隔膜式壁6，蒸汽换热器5、间隔膜式壁6焊接在一起组成一个组件，在与该组件相垂直的方向上每隔一定距离焊接一条特制涡流板4。

进一步的，所述的特制涡流板采用普通钢或耐热钢，并对表面进行高温防磨处理。

本实用新型的特点是通过一种用于水泥纯低温余热发电的篦冷机蒸汽过热器，该过热器换热管组包含一种特制涡流板，在篦冷机一段热风被窑尾高温风机抽走形成为二次风、三次风时，由于特制涡流板的干扰作用在过热器换热管外侧形成一定厚度的热风涡流区。热风涡流区域满布在过热器换热管外侧，也即篦冷机内壁。涡流区内热风风速大幅度降低，在篦冷机内壁外侧形成一层保护层，避免了高温热风对篦冷机内壁的快速磨损。

本实用新型的有益效果在于：

在篦冷机一段设置蒸汽过热器，用来对窑头、窑尾余热锅炉产生的饱和蒸汽进行过热，既能满足提高水泥窑系统余热利用水平的要求，同时还能带来以下好处：

1)蒸汽过热器增加篦冷机冷却能力，确保出篦冷机熟料温度＜65℃+环境温度；

2)蒸汽过热器吸收篦冷机高温段出窑熟料辐射热，提升熟料骤冷效果，改善熟料质量；

3)蒸汽过热器替代现有篦冷机一段浇注料，其结构进行特殊设计，人为制造空气涡旋层，起到保温、防磨作用，减少篦冷机内壁维护费用。

附图说明

图1为本实用新型的装置安装示意图；

图2为本实用新型的密排管形式细部结构图；

图3为本实用新型的膜式壁形式细部结构图。

其中，1-篦冷机一段、2-侧壁过热器、3-顶壁过热器、4-特制涡流板、5-蒸汽换热器、6-间隔膜式壁。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型的具体实施方案作详细的阐述。这些具体实施方式仅供叙述而并非用来限定本实用新型的范围或实施原则，本实用新型的保护范围仍以权利要求为准，包括在此基础上所作出的显而易见的变化或变动等。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种用于水泥纯低温余热发电的篦冷机蒸汽过热器，本蒸汽过热器由侧壁过热器2和顶壁过热器3组成，其中侧壁过热器2安装在篦冷机一段1的侧壁内侧，顶壁过热器3安装在篦冷机一段1的顶壁下侧。对于窑头、窑尾余热锅炉产生的饱和蒸汽可以在该蒸汽过热器处进行过热，因为该过热器吸收的热量为落在篦冷机一段的熟料红料的辐射热，辐射热的大小只与出料量、熟料黑度和熟料温度有关，在出料量不变的情况下该辐射热基本维持不变；相对于随生产工艺波动比较大的烟气流量和温度来讲，吸收辐射的蒸汽过热器能保证给饱和蒸汽提供稳定的蒸汽过热度，维持余热发电机组相对稳定运行。

本实用新型提出的蒸汽过热器有两种形式：如图2所示的蒸汽换热管为密排管形式，其中蒸汽换热器5焊接在一起为密排形式，在与蒸汽换热器5相垂直的方向上每隔一定距离焊接一条特制涡流板4，通过特制涡流板4的作用形成热风涡流区域，在篦冷机内壁外侧形成一层保护层，避免了高温热风对篦冷机内壁的快速磨损并起到温室保温作用；如图3所示的蒸汽换热管为膜式壁形式，其中蒸汽换热器5间隔膜式壁6焊接在一起组成一个个组件，在与该组件相垂直的方向上每隔一定距离焊接一条特制涡流板4，通过特制涡流板4的作用形成热风涡流区域，在篦冷机内壁外侧形成一层保护层，避免了高温热风对篦冷机内壁的快速磨损并起到温室保温作用。

对本实用新型的主要担心是设置在篦冷机一段的蒸汽过热器会多吸走原本由二次风、三次风带走的热量。从换热角度进行分析：本实用新型所述的篦冷机蒸汽过热器只吸收了出窑熟料的辐射热。因为特制涡流板产生了涡流区，该区域紊乱的气流形成接近静止的空间，阻断了热风与篦冷机内壁的对流换热；静止的空气导热系数又非常小，是热的绝缘体，阻断了热风与内壁的热传导。而出窑熟料的辐射热原本就不能被二次风、三次风带走，原因是辐射热对气体起作用主要是三原子分子，而篦冷机鼓风机鼓入的是空气，主要是氧气和氮气等二原子分子，对于出窑熟料的辐射热是透明。可见，本实用新型提出的篦冷机一段蒸汽过热器类似于一个温室保温系统，只吸收篦冷机出料红矿的辐射热，对二次风、三次风的风温没有影响。