窑头余热利用系统的制作方法

本技术涉及水泥生产，具体而言，涉及一种窑头余热利用系统。

背景技术：

1、对于水泥厂的超低排放改造，源头的空气消耗和末端的废气排放同等重要，只有控制好空气消耗，才能从根本上降低废气排放。如果排除设备漏风问题，回转窑熟料煅烧的空气来源有两处即篦冷机冷却风机和燃烧器，如何减少两处的用风量是减少空气消耗的根本出发点，水泥生产和设计当中应该在此基础上再去研究热量回收或余热利用的问题。

2、当前，燃烧器带入的空气全部进入窑炉以供煤粉燃烧使用，篦冷机带入的空气则一部分进入窑炉以供煤粉燃烧使用，其余则全部外排。外排风分为三部分，一是进入煤磨系统以烘干煤粉，经收尘器净化处理后单独设置烟囱进行外排，烟气温度60-80℃，风量约占总供风量的6％-10％；二是进入余热发电以回收热量，经窑头收尘器净化后进行外排，烟气温度90-150℃，风量约占总供风量的15％-20％；三是余风，和余热发电来风汇合后，直接外排，烟气温度90-150℃，风量约占总供风量的25％-30％。也就是说占比50％左右的空气资源被浪费掉，其中伴随的热量也被排放掉，这部分热能折合吨熟料5kg标煤，5000t/d熟料生产线实际产能约6000t/d，按年运行天数300天计算，相当于一年燃烧掉9000吨标煤。

3、中国专利公开号为“cn111792859 a”的发明专利，公开了“一种减少窑筒体表面热损失和无窑头热焓损失的水泥生产系统”，单就烟气循环来讲，它是存在两路循环，一是将煤磨系统的排风当做一次风全部进入窑头燃烧器，可称之为煤磨用风循环；二是将余热发电用风和余风全部回用于篦冷机，或分一部分回煤磨系统，可称之为余热发电用风循环。该专利取消了煤磨烟囱和窑头烟囱，仅设置应急排空管道，正常生产下是无任何外排风量，那么就存在以下问题：(1)煤磨用风主要目的是烘干原煤中的水分，避免水分入窑，减少由于水分蒸发吸热和升温带来的热量损失。而该专利煤磨烘干后的烟气作为一次风入窑，将会把水分带入窑头燃烧器内，并未消除水分会带来的热量损失，等同于煤磨的烘干目的没有实现。(2)余热发电用风回用于篦冷机中温段进行冷却熟料，相比之下，篦冷机入口烟气温度上升，熟料温度也随之上升，为保证出窑熟料温度不上升且余热发电进口温度不降低，必然需要在篦冷机低温段加大冷风掺入量，也就说必然存在余风外排，烟气不可能无限闭路循环，窑头烟囱就无法取消，热焓也无法完全回收。

4、中国专利公开号为“202121990447.x”的实用新型专利，公开了“一种余风全循环篦冷机余热回收系统”，严格意义上讲它是余热发电用风循环系统，而未考虑煤磨用风循环，也存在篦冷机低温段须加大冷风量的问题，必然存在余风外排，不能实现余风全循环的目的。

5、综上所述，余热发电用风不可能全部回收利用，而在此基础上考虑如何充分利用烟气循环来实现降低空气消耗、减少废气排放和回收废气余热是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种窑头余热利用系统，旨在解决如何降低空气消耗、减少废气排放和回收废气余热的问题。

2、本技术的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本技术的实践而习得。

3、根据本技术的第一方面，提供一种窑头余热利用系统，包括回转窑、篦冷机、煤磨系统、余热锅炉和煤粉输送单元，所述回转窑包括筒体、窑头燃烧器和分解炉，所述篦冷机内部根据气体与熟料换热后气温划分有为中温段和低温段，；

4、所述窑头余热利用系统还包括煤磨循环用风单元和余热发电用风循环单元，所述窑头余热利用系统取消煤磨废气外排煤磨烟囱；

5、所述煤磨循环用风单元连接于所述煤磨系统与所述篦冷机的所述中温段之间；所述煤磨循环用风单元设置为，进入所述煤磨系统的气体经所述煤磨循环用风单元后进入所述篦冷机内循环使用；

6、所述余热发电用风循环单元至少包括第一余热发电用风子循环单元，所述第一余热发电用风子循环单元设置为，进入所述余热锅炉的气体一部分经所述第一余热发电用风子循环单元进入所述篦冷机内循环使用。

7、在本技术的一种示例性实施例中，所述煤磨循环用风单元包括煤磨收尘器、煤磨排风机、煤磨用风循环风阀和连接管件，所述煤磨收尘器、所述煤磨排风机和所述煤磨用风循环风阀通过连接管件依次连接于所述煤磨系统和所述篦冷机之间。

8、在本技术的一种示例性实施例中，流经所述煤磨系统的气体含有煤粉和水分；所述煤磨循环用风单元的所述煤磨收尘器能够过滤所述气体中的部分煤粉，剩余煤粉经所述煤磨排风机、煤磨用风循环风阀和相应连接管件后进入所述篦冷机内部循环利用；所述水分经所述煤磨排风机、煤磨用风循环风阀和相应连接管件后进入所述篦冷机的所述中温段用于换热。

9、在本技术的一种示例性实施例中，所述余热发电用风循环单元还包括第二余热发电用风子循环单元和第三余热发电用风子循环单元；

10、所述第二余热发电用风子循环单元设置为，进入所述余热锅炉的气体一部分经所述第二余热发电用风子循环单元进入所述煤粉输送单元后随煤粉分别进入所述回转窑和所述分解炉；

11、所述第三余热发电用风子循环单元设置为，进入所述余热锅炉的气体一部分经所述第三余热发电用风子循环单元进入所述窑头燃烧器作为一次风所使用。

12、在本技术的一种示例性实施例中，所述第一余风发电用风子循环单元包括窑头收尘器、窑头排风机、余热发电用风循环风阀和连接管件，所述窑头收尘器、窑头排风机和余热发电用风循环风阀通过连接管件依次连接于所述余热锅炉的出口和所述篦冷机的入口之间。

13、在本技术的一种示例性实施例中，所述第二余风发电用风子循环单元连接于所述窑头排风机和窑头燃烧器之间；

14、所述第二余风发电用风子循环单元包括空气进气阀、煤粉输送进气阀、煤粉输送汇风箱、窑尾煤粉鼓风机、窑头煤粉鼓风机和连接管件，所述空气进气阀连接于所述煤粉输送汇风箱的入口，所述煤粉输送进气阀一端通过连接管件连接于所述窑头排风机的出口，另一端连接于所述煤粉输送汇风箱的入口，所述窑尾煤粉鼓风机一端通过连接管件连接于所述煤粉输送汇风箱的出口，另一端通过连接管件经窑尾煤粉称连接于所述分解炉，所述窑头煤粉鼓风机一端通过连接管件连接于所述煤粉输送汇风箱的出口，另一端通过连接管件经窑头煤粉称连接于所述窑头燃烧器。

15、在本技术的一种示例性实施例中，所述第三余风发电用风子循环单元连接于所述窑头排风机和窑头燃烧器的一次风入口之间；

16、所述第三余风发电用风子循环单元包括窑头一次风机和连接管件，所述窑头一次风机一端通过连接管件连接于所述窑头排风机的出口，另一端通过连接管件连接于所述窑头燃烧器的一次风入口。

17、在本技术的一种示例性实施例中，还包括余热发电用风外排系统，所述余热发电用风外排系统包括接窑头烟囱和连接管件，所述窑头烟囱通过连接管件与所述窑头排风机相连接；

18、进入所述余热锅炉的气体经所述第一余热发电用风子循环单元、第二余热发电用风子循环单元和所述第三余热发电用风子循环单元分配后的剩余气体进入所述窑头烟囱外排。

19、在本技术的一种示例性实施例中，所述篦冷机的所述低温段开设出口，所述低温段的低温气体通过出口和连接管件与所述余热锅炉出口的气体汇合后进入所述窑头收尘器。

20、在本技术的一种示例性实施例中，还包括熟料输送单元，所述熟料输送单元包括熟料输送机、熟料库和连接管件，所述篦冷机内部熟料与气体换热后，熟料落至所述熟料输送机，由所述熟料输送机运至熟料库储存；所述熟料在所述熟料输送机运送过程中温度降低，所述连接管件位于所述熟料输送机的上方，位于所述熟料输送机上方的连接管件与所述余热锅炉的出口的连接管件相连接。

21、本技术示例性实施例可以具有以下部分或全部有益效果：

22、1.在本技术示例实施方式所提供的一种窑头余热利用系统中，通过将篦冷机中温段的气体一部分导入至余热锅炉中形成供其使用的余热发电用风，还有一部分导入至煤磨系统中形成供其使用的煤磨用风，从而使该窑头余热利用系统可以充分利用篦冷机中温段的热量，当余热锅炉将使用后的气体排出后，余热发电用风循环单元中的第一余热发电用风子循环单元可以将余热锅炉使用后排出的部分气流重新循环至篦冷机内；而煤磨循环用风单元可以将煤磨系统使用后的煤磨用风全部循环至篦冷机内。具体而言，煤磨用风在烘干原煤时所携带的水分将会被回收至篦冷机内，水分在篦冷机内蒸发吸热将会进一步加快熟料的降温，从而提高了篦冷机中温段降温的效率，相比于现有技术来说，并未将水分带入窑头燃烧器内，从而不会对窑头燃烧器内温度造成热损失。在本技术中，将煤磨用风导入至篦冷机内，不仅不会对窑头燃烧器的造成热损失，还会有利于提高篦冷机对熟料的降温效率。因此，通过本技术中的窑头余热利用系统实现了降低空气消耗、减少废气排放和回收废气余热的效果；

23、2.在本技术示例实施方式所提供的一种窑头余热利用系统中，当煤磨用风从煤磨系统中导出时，煤磨用风将会携带有水分和煤粉；在煤磨用风经过煤磨收尘器时，煤磨收尘器将会过滤掉煤磨用风中大部分的煤粉，但从煤磨收尘器中排出的气体中仍会含有少量的煤粉和水分，未被煤磨收尘器过滤掉的煤粉与水分混合将形成潮湿的煤粉，这部分潮湿的煤粉将会随着回收的煤磨用风一同进入篦冷机的中温段，潮湿的煤粉在篦冷机的中温段内随着气流的流动不断上升，在上升的过程中，水分不断蒸发，使煤粉逐渐干燥，并能够吸收熟料大量的热量，提高对熟料的降温效果；当煤粉上升至进入余热锅炉和煤磨系统之前，篦冷机内的温度将会导致煤粉发生燃烧，从而提高进入余热锅炉和煤磨系统中气体的温度。通过上述结构，一方面可以避免未被煤磨收尘器过滤掉的煤粉直接排入至大气中对环境造成污染；另一方面，还可以利用水分提高篦冷机对熟料的降温效果，利用煤粉升高进入余热锅炉和煤磨系统中气体的温度，从而提高热利用率；

24、3.在本技术示例实施方式所提供的一种窑头余热利用系统中，通过余热发电用风循环单元中的第二余热发电用风子循环单元，第二余热发电用风子循环单元可以将部分余热锅炉使用排出后的部分气流输送至煤粉输送单元，并将煤粉分别输送给窑头燃烧器和分解炉，与现有技术中采用外界空气输送煤粉的方式相比，余热发电用风将具有一定的热量，从而在进入窑头燃烧器和分解炉时，可以起到热量回收并利用的效果；

25、4.在本技术示例实施方式所提供的一种窑头余热利用系统中，通过余热发电用风循环单元中的第三余热发电用风子循环单元，第三余热发电用风子循环单元可以将部分余热锅炉使用排出后的部分气流导入至窑头燃烧器作为一次风使用，从而更近一步地提高了该系统的热利用率。

26、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。