专利名称：用于余热发电的水泥窑窑头冷却机多级取废气系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水泥窑余热发电系统中的窑头冷却机多级取废气系统，尤其是与水泥窑配套的纯中低温余热发电系统屮的多级取废气系统。
背景技术：
常规的水泥窑熟料冷却机(不带纯中低温余热发电)中的废气余热分布情况由图4可知
出窑进入熟料冷却机5的进料端4的熟料温度约为1350~1400°C。在冷却机内，经冷却机底部鼓风机6鼓入的空气冷却，熟料温度降至约90'C时自出料端7排出冷却机。在冷却机内，熟料温度从进料端4到出料端7基本为线性下降。熟料温度自进料端4的1350 140(TC冷却至4-1点的约600'C时产生的约每公斤熟料0.75 0.80Nn^—100(TC左右的热空气(以下简称"废气)分别通入窑头及窑尾分解炉做为二次风B、三次风D为窑头及分解炉的煤粉提供燃烧所需空气；冷却机内熟料温度自4-1点的600。C冷却至出料端7点的90'C时产生的约每公斤熟料1.1~1.36 Nn^—280。C左右的废气，经喷水(S部位处)降温至220'C左右后排出冷却机，并通过废气排放口 9和管道进入收尘器10，经收尘器收尘后的废气由风机11及烟囱12排入大气。
目前的水泥窑纯中低温余热发电系统所采用的熟料冷却机的结构及废气取热方式由图3可知出窑进入熟料冷却机(冷却机进料端4)的熟料温度仍约为1350~1400°C，在冷却机内经冷却机底部鼓风机鼓入的空气冷却后，熟料温度降至约90°C时仍自冷却机出料端排出冷却机。在冷却机内，熟料温度自进料端4的1350 140(TC冷却至4-1点的约60(TC时产生的每公斤熟料0.75-0.8 Nn^—100(TC左右的废气，仍通入窑头及窑尾分解炉作为煤粉燃烧用二次风B、三次风D;冷却机内，熟料温度自4-1点的60(TC继续冷却至约4-5点的约190。C时产生的每公斤熟料0.8 0.85NmS—39(TC废气，由冷却机中部的抽废气口 8抽出后，通过管道H输往窑头余热锅炉用于发电，抽废气口规格根据水泥窑规模及冷却机设备规格确定；冷却机内，熟料温度自4-5点的190。C继续冷却至出料端7的90。C时产生的每公斤熟料0.3 0.52 Nm3—ll(TC左右的废气，仍由自冷却机出料端废气排放口 9排出后进入收尘器，经收尘器10收尘后的废气再由风机11及烟囱12排入大气。
以上所述熟料冷却机的用于发电的废气取气方式存在的问题是根据冷却机内熟料温度的分布及熟料冷却过程，熟料冷却机内熟料温度自4-1点的60(TC冷却至4-5点的1卯'C时产生的废气温度不同。随着熟料温度的降低，废气温度也随之降低熟料温度为4-1点的600'C时，4-1点产生的废气温度可达550'C;当熟料温度降低至4-3点的45(TC时，4-3点产生的废气温度约为390'C;当熟料温度降低至4-5点的19(TC时，4-5点产生的废气温度降至约150°C;熟料温度自4-1点的约600'C降低至4-5点的190'C时产生的55(TC至150。C废气总量约为每公斤熟料0.8 0.85Nm3。目前水泥窑纯中低温余热发电系统中窑头冷却机的用于发电的废气取气方式，将冷却机内自4-1点至4-5点产生的55(TC至15(TC废气混合后，自冷却机中部所设置的一个抽废气口 8抽出，其抽出的混合废气温度仅为390°C。这种方式是将冷却机内4-1点至4-3点产生的390 550'C中温废气与4-3点至4-5点产生的150 390'C低温废气混合，使390 550。C的废气温度全部降至390°C、 150~390°C的废气温度全部升至39CTC 。这样对于390 55(TC相对高温的废气来讲，未能有效利用其温度即作功能力。由于废气混合后其温度的限制(仅为39(TC左右)，使废气余热仅能生产低压低温蒸汽和热水，从而不能充分发挥余热的发电能力。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种水泥窑窑头冷却机取废气系统的改进，该系统应能将水泥窑窑头冷却机所产生的废气按其温度的不同分级取出，以便用于余热发电后生产更高压力和温度等级的蒸汽，大幅度提高余热发电能力。
本实用新型提供的技术方案是用于余热发电的水泥窑窑头冷却机多级取废气系统，包括水
泥窑窑头熟料冷却机、设置在水泥窑窑头熟料冷却机上的抽废气口以及将抽废气n与窑头余热
锅炉连通以输送废气的废气管道；其特征在于所述的水泥窑窑头熟料冷却机的顶板或侧壁上设
置有两个以上的用于发电的抽废气口，这些抽废气口分别通过各自的废气管道接通余热发电系
统中的窑头余热锅炉，所述的抽废气口是靠近进料端部位的用于抽取400 60(TC温度废气的抽废气口，以及其它部位用于抽取150 40(TC温度废气的抽废气口。
所述的其它部位的抽废气口通过一个合并的废气管道接通余热发电系统中的余热锅炉。所述的每一个抽废气口 ，在其位于熟料冷却机顶板内腔端口或侧壁内腔端口的附近均设置有废气档板。
所述的废气档板分别位于熟料冷却机顶板内腔靠近进料端、出料端以及每二个抽废气口之间。
由于本实用新型在熟料冷却机顶板或侧壁上分别设有两个以上的用于发电的抽废气口，使得不同温度的废气自各自的抽出口抽出后再去进行余热发电，从而避免了相对高温的废气与低温废气的混合，也即避免了相对高温废气的温度损失，为实现热量根据其温度进行梯级利用的原理创造了条件，相应地使冷却机废气余热由原来的仅能生产低压低温蒸汽和热水调整为可同时生产次中压中温或中压中温蒸汽、低压低温蒸汽及热水，大幅度提高了余热发电能力(可提高15~30%)。此外，本实用新型所设置的废气档板，可明显改善冷却机内腔的气流状况，在有效保证所抽出的废气温度相对稳定、提高余热发电能力的同时，不影响水泥窑的生产运行。
图1是本实用新型与水泥窑冷却机的相互位置关系示意图。
图2是图1中的熟料冷却机的结构放大示意图。
图3是现有的配备余热发电系统的水泥窑的示意图。
图4是现有不带余热发电设备的水泥窑示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，为不影响水泥熟料热耗及水泥窑的生产，出回转窑2进入(箭头A方向)熟料冷却机的1350 140CTC熟料，在冷却机内被冷却至4-l点的600'C时产生的每公斤0.75 0.8Nr^—100(TC左右的废气仍入窑及分解炉作为煤粉燃烧用二次风B、三次风D。熟料冷却机内，熟料温度自4-1点的60(TC冷却至4-5点的1卯'C时产生的废气则被抽取进行余热发电；根据熟料及废气温度分布情况及余热发电系统中窑头余热锅炉设置情况，其抽出方式有如下多种
第一种抽出方式分为两部分
第一部分，熟料自4-1点约600。C冷却至4-2点的约500。C时产生的450 550。C废气由靠近冷却机热端(进料端)即熟料温度为600'C至50(TC区间设置的抽废气口 18抽出，通过管道E2输往余热锅炉用于发电。该抽出废气口位于冷却机的顶板或侧壁上，具体位置及开口尺寸根据水泥窑规模、熟料冷却机鼓风机配置、冷却机设备情况等具体情况而定。
第二部分，熟料自4-2点的约50(TC冷却至4-5点的约19(TC时产生的150 450。C废气由靠近冷却机冷端(出料端)即熟料温度为50(TC至190'C区间设置的抽废气口 16和17 (或将16和17两个抽废气口合并为一个抽废气口)抽出，分别通过废气管道G、 El (或将G、 El两条废气管道合并为一条废气管道)输往余热锅炉用于发电。该抽废气口位于冷却机的顶板或侧壁上，具体位置及开口尺寸也同样根据水泥窑规格、熟料冷却机鼓风机配置、冷却机设备等具体情况而定。抽出的两部分废气总量仍保持不变， 一般仍为每公斤熟料0.8 0.85Nm3。第二种抽出方式分为三部分
第一部分，熟料自4-1点约60(TC冷却至4-2点的约50(TC时产生的450 550'C废气由靠近冷却机热端(进料端)即熟料温度为600'C至50(rC区间设置的抽废气口 18抽出，通过管道E2输往余热锅炉用于发电。该抽出废气口位于冷却机的顶板或侧壁上，具体位置及开口尺寸根据水泥窑规模、熟料冷却机鼓风机配置、冷却机设备情况等具体情况而定。
第二部分，熟料自4-2点的约50(TC冷却至4-4点的约35(TC时产生的300 45(TC废气由熟料温度为50(TC至35CTC区间设置的抽废气口 17抽出，通过废气管道El输往余热锅炉用于发电。该抽出废气口位于冷却机的顶板或侧壁上，具体位置及开口尺寸也同样根据水泥窑规格、熟料冷却机鼓风机配置、冷却机设备等具体情况而定。
第三部分，熟料自4-4点的约35(TC冷却至4-5点的约19CTC时产生的150 300'C废气由熟料温度为35(TC至19(TC区间设置的抽废气口 16抽出，通过废气管道G输往余热锅炉用于发电。该抽出废气口位于冷却机的顶板或侧壁上，具体位置及开口尺寸也同样根据水泥窑规格、熟料冷却机鼓风机配置、冷却机设备等具体情况而定。上述抽出的三部分废气总量仍保持不变， 一般仍为每公斤熟料0.8-0.85 Nm3。
以上两种方式中，为保持所抽废气温度的相对稳定，提高抽气效果，这些抽废气口的位于熟料冷却机顶板或侧壁内腔端口的附近还设置有若干废气挡板。由图2可知，废气挡板分别设置在该冷却机顶板内腔的不同部位，靠近进料端设置有废气挡板20-4、靠近出料端设置有废气挡板20-l，其余每二个抽废气口之间也均设置有废气挡板(如图1中的废气挡板20-2及废气挡板20-3),废气挡板的下垂长度一般根据不同规格冷却机的具体情况而定。
第三种抽出方式分为四部分或多于四部分抽出方式
这种方式的原理及具体实施方式
与第二种抽出方式相同，只是根据熟料及废气温度分布情况及余热发电系统中窑头余热锅炉设置情况设置多于三个的抽废气口分别抽出不同温度的废气，再通过相应的管道输往余热锅炉用于发电。
图中还有生料喂料口 P、喷煤管19和1、喂料室15、分解炉14、预热器13、三次风管3以及各级旋风筒C1、 C2、 C3、 C4和C5， F为通往高温风机或增湿塔或窑尾余热锅炉方向。
权利要求1、用于余热发电的水泥窑窑头冷却机多级取废气系统，包括水泥窑窑头熟料冷却机(5)、设置在水泥窑窑头熟料冷却机上的抽废气口以及将抽废气口与窑头余热锅炉连通以输送废气的废气管道；其特征在于所述的水泥窑窑头熟料冷却机的顶板或侧壁上设置有两个以上的用于发电的抽废气口，这些抽废气口通过各自的废气管道接通余热发电系统中的余热锅炉；所述的抽废气口是靠近进料端部位的用于抽取400～600℃温度废气的抽废气口(18)，以及其它部位用于抽取150～400℃温度废气的抽废气口(16、17)。
2、 根据权利要求1所述的用于余热发电的水泥窑窑头冷却机多级取废气系统，其特征 在于所述的其它部位的抽废气口 (16、 17)通过一个合并的废气管道接通余热发电系统中的 余热锅炉。
3、 根据权利要求1或2所述的用于余热发电的水泥窑窑头冷却机多级取废气系统，其 特征在于所述的每一个抽废气口，在其位于熟料冷却机顶板内腔端口或侧壁内腔端口的附近 均设置有废气档板。
4、 根据权利要求3所述的用于余热发电的水泥窑窑头冷却机多级取废气系统，其特征 在于所述的废气档板分别位于熟料冷却机顶板内腔靠近进料端、出料端以及每二个抽废气口 之间。
专利摘要本实用新型涉及一种水泥窑余热发电系统中的窑头冷却机多级取废气系统。目的是提供的系统应能将水泥窑窑头冷却机所产生的废气按其温度的不同分级取出，以生产更高压力和温度等级的蒸汽，大幅度提高余热发电能力。技术方案是用于余热发电的水泥窑窑头冷却机多级取废气系统，包括水泥窑窑头熟料冷却机、设置在水泥窑窑头熟料冷却机上的抽废气口以及输送废气的废气管道；水泥窑窑头熟料冷却机的顶板或侧壁上设置有两个以上的抽废气口，这些抽废气口分别通过各自的废气管道或合并的一个废气管道接通窑头余热锅炉；抽废气口是靠近进料端部位的用于抽取400～600℃温度废气的抽废气口，以及其它部位用于抽取150～400℃温度废气的抽废气口。
文档编号F27D17/00GK201302383SQ20082016771
公开日2009年9月2日 申请日期2008年11月11日 优先权日2008年11月11日
发明者唐金泉 申请人:唐金泉