马赛克陶瓷窑炉余热发电综合利用系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种窑炉余热利用系统，特别涉及一种陶瓷窑炉余热发电系统。
【背景技术】
[0002]面对日益严峻的环境问题和能源危机，全世界都在大力提倡节能减排。尤其是对于耗能和污染都较严重的工业窑炉相关产业而言，如何进行节能减排改造，已经成为本领域技术人员在设计该类设备时必须要考虑的因素。
[0003]以马赛克陶瓷窑炉为例，其烟气出口处的烟气温度通常会达到360摄氏度左右。如果将这些高温烟气直接排放到环境中，不但会造成能源浪费还会对环境造成一定程度的破坏。
[0004]如中国专利201120245985.6号公开的一种节能马赛克窑炉，其窑炉炉膛上部安装纤维保温棉；窑炉炉膛尾部两侧设置风道，风道由冷板构成，冷板上开有出风孔，其中一侧风道尾端上部安装有风机；窑炉炉膛底部安装有传送辊棒，传送辊棒安装在下方支架上；当开启风机后，冷风进入风道，从冷板上的出风孔均匀出风，达到产品冷却降温的效果。然而，该节能马赛克窑炉未揭示或建议如何回收利用窑炉烟气余热，也未揭示或建议如何回收利用冷却风的余热。
[0005]又如中国专利申请201210217244.6号公开的一种陶瓷窑炉节能改造系统，其炉体的炉膛内依次分为预热带、烧结带和冷却带，烧结带上设置有若干烧嘴；预热带与发电装置连接，引用预热带内高温空气进行发电；发电装置排放烟气导入预热带的炉膛内。然而，该陶瓷窑炉节能改造系统未清楚揭示如何充分利用炉膛内高温烟气发电，也未揭示或建议利用烟气助燃。
[0006]因此，提供一种能够充分利用烟气余热和冷却风余热的马赛克陶瓷窑炉余热发电综合利用系统成为业内急需解决的问题。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种马赛克陶瓷窑炉余热发电综合利用系统，其能够充分回收利用高温烟气和冷却风的余热，并能够利用烟气助燃提高燃烧效率。
[0008]根据本实用新型的一个方面，提供一种马赛克陶瓷窑炉余热发电综合利用系统，包括:炉体，炉体的两端分别设有进料口和出料口，炉体内部包括邻近出料口的冷却区、邻近进料口的烟气回收区、以及位于冷却区与烟气回收区之间的烧结区；以及至少五个混合烧嘴，至少五个混合烧嘴间隔设置在炉体的一侧炉壁上，用于将燃料、助燃空气、助燃烟气混合后喷射到烧结区内燃烧放热。其中，炉体在烟气回收区处的侧壁上连接有烟气总管用于回收高温烟气，烟气总管上连接有第一烟气管路和第二烟气管路，第一烟气管路将部分烟气回流至至少五个混合烧嘴用于助燃，第二烟气管路将剩余烟气排出至烟囱。并且，马赛克陶瓷窑炉余热发电综合利用系统进一步在第二烟气管路中设置余热锅炉，高温烟气流经余热锅炉将水加热成高温蒸汽经由管线输送至汽轮发电机发电。
[0009]其中，余热锅炉可以为本领域常见的用于产生蒸汽的锅炉，比如热管式锅炉，其包括外壳、将外壳内部空间分隔为逆向平行的烟气流路和水汽流路的中隔板、以及穿设在中隔板中的若干热管，其中，若干热管的蒸发端延伸于烟气流路中，若干热管的冷凝端延伸于水汽流路中，流经热管式锅炉的水汽流路的水与流经热管式锅炉的烟气流路的烟气换热后变成高温水蒸汽。其中，热管内的工质可以为萘。
[0010]可选择地，余热锅炉可以采用水火管式锅炉，即，高温烟气从烟气入口进入锅炉内将其中的盘管里流动的水加热成蒸汽后从烟气出口排出。
[0011]其中，汽轮发电机可以是通用的汽轮机驱动的发电机，由余热锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功，使叶片转动而带动发电机发电，做功后的废汽可以经水泵送回余热锅炉循环使用。
[0012]优选地，马赛克陶瓷窑炉余热发电综合利用系统进一步在第二烟气管路中于余热锅炉与烟囱之间设有第一换热器，余热锅炉包括高温烟气入口和中温烟气出口，第一换热器包括中温烟气入口、低温烟气出口、冷水入口以及热水出口，来自炉体的高温烟气由高温烟气入口进入余热锅炉换热后从中温烟气出口流出，烟气再经由中温烟气入口进入第一换热器进一步换热后从低温烟气出口流出至烟囱。
[0013]可选择地，第一换热器可以包括换热室、形成于换热室一侧的中温烟气室、形成于换热室另一侧的低温烟气室，中温烟气入口形成于中温烟气室的端壁上，低温烟气出口形成于低温烟气室的端壁上，冷水入口形成于换热室靠近低温烟气室一端的侧壁上，热水出口形成于换热室靠近中温烟气室一端的侧壁上。
[0014]可选择地，换热室可以包括若干个平行布置的波纹管，烟气从中温烟气室分经波纹管内部流入低温烟气室，水在波纹管的外部与流经波纹管的烟气换热。其中，换热室内可以设置至少三个波纹管，比如五个或五个以上。
[0015]可选择地，可以进一步设有第一螺杆发电机，来自第一换热器的热水出口的热水经由管线输送至第一螺杆发电机发电后回流至第一换热器的冷水入口。
[0016]可选择地，冷却区与烧结区之间可以设有挡火墙，炉体在冷却区的侧壁上于邻近挡火墙处连接有冷却风管，来自冷却风机的冷却风经由冷却风管吹入冷却区内对马赛克陶瓷进行冷却。其中，挡火墙自炉壁向内大致延伸至邻近炉体纵向中心线的位置。
[0017]可选择地，炉体在冷却区的侧壁上于邻近出料口处连接有第三烟气管路，冷却区内的冷却风经由第三烟气管路排出至烟囱。
[0018]优选地，可以进一步包括设置于第三烟气管路中的第二换热器以及通过管线与第二换热器连接的第二螺杆发电机。
[0019]可选择地，每个混合烧嘴可以包括喷嘴本体、设于喷嘴本体一端的喷射口、设于喷嘴本体内部的混合腔、设于喷嘴本体的另一端并与混合腔连通的燃料入口管、设于喷嘴本体的一侧并与混合腔连通的助燃空气入口管、以及设于喷嘴本体的另一侧并与混合腔连通的助燃烟气入口管。
[0020]优选地，每个混合烧嘴进一步包括设置于喷射口与混合腔之间的旋流风机，用于使燃料、助燃空气和助燃烟气充分混合后旋转喷入炉体内，从而提高燃烧效率。
[0021]可选择地，第一烟气管路将烟气总量的20?40%回流到至少五个混合烧嘴用于助燃，优选地将烟气总量的大约30%回流到至少五个混合烧嘴用于助燃。
[0022]可选择地，至少五个混合烧嘴可以为六个或六个以上。
[0023]可选择地，烟气总管内可以设有抽烟风机。
[0024]可选择地，第一烟气管路中可以设有烟气循环风机用于将部分高温烟气引入混合烧嘴助燃。
[0025]可选择地，换热室可以包括至少一个用于改变水汽流动方向以延长换热时间的挡板。
[0026]其中，燃料可以为天然气或煤气。
[0027]其中，烟气总管内约360摄氏度的高温烟气流经余热锅炉后降温至约160摄氏度，再流经第一换热器降温至约80摄氏度后排出至烟囱。第三烟气管路中约180摄氏度的冷却风流经第二换热器降温至约80摄氏度后排出至烟囱。
[0028]本实用新型的有益效果是:(I)、采用余热锅炉和第一换热器对占总量70%左右的高温烟气进行二级回收利用发电，充分提高了烟气余热回收率；(2)、采用第二换热器回收利用冷却风的余热，达到进一步节能减排的效果；(3)、占总量30%左右的高温烟气通过管路输送至混合烧嘴助燃，提高了燃烧效率；(4)、混合烧嘴构造成将空气、烟气及燃料充分混合，并采用旋流风机加强旋转、混合效果，进一步提到了燃烧效率。
【附图说明】
[0029]图1示出了本实用新型的马赛克陶瓷窑炉余热发电综合利用系统的构造示意图。
[0030]图2示出了本实用新型的混合烧嘴的构造示意图。
[0031]图3示出了本实用新型的余热锅炉的构造示意图。
[0032]图4示出了本实用新型的第一换热器的构造示意图。
【具体实施方式】
[0033]请参照图1，根据本实用新型的一种非限制性实施方式，马赛克陶瓷窑炉余热发电综合利用系统包括:炉体100、六个混合烧嘴180、余热锅炉200、汽轮发电机300、第一换热器500、第一螺杆发电机700、第二换热器800、以及烟囱900。
[0034]其中，炉体100的两端分别设有进料口 111和出料口 112，炉体内部包括邻近出料口 112的冷却区102、邻近进料口 111的烟气回收区106、以及位于冷却区102与烟气回收区106之间的烧结区104。马赛克陶瓷工件400通过传送装置(图未示)从进料口 111进入炉体100内进行热处理，依次经历烟气回收区106、烧结区104、冷却区102后经由出料口112离开炉体100。
[0035]六个混合烧嘴180等间隔设置在炉体100的一侧炉壁上，用于将燃料、助燃空气、助燃烟气混合后喷射到烧结区104内燃烧放热。
[0036]炉体100在烟气回收区106处的侧壁上连接有烟气总管130用于回收高温烟气，并且，烟气总管130内设有抽烟风机120。烟气总管130上连接有第一烟气管路133和第二烟气管路135。第一烟气管路133将烟气总量的约30%回流到六个混合烧嘴180用于助燃。第二烟气管路135将剩余烟气历经余热锅炉200、第一换热器500后排出至烟囱900。
[0037]在该非限制性实施方式中