辐射热集热罩及回转窑筒体外表面辐射热量回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及回转窑热量回收技术领域，尤其是涉及回转窑筒体辐射热回收技术，具体涉及一种辐射热集热罩及回转窑筒体外表面辐射热量回收系统。


背景技术：

2.回转窑运行过程中会产生大量热量，为了节约能源，人们利用回转窑的烟气余热来加热原水，使原水水温达到68-70℃，然后将原水送入需方发电系统。众所周知，回转窑系统广泛应用在水泥厂、氧化铝厂、炼油厂、化工厂等拥有高温卧式窑炉的企业，现在许多大型回转窑包括回转窑筒体和连接回转窑筒体后端的后燃室，回转窑筒体为回旋的筒体结构，后燃室为水平静止的筒体结构，在运行过程中，旋转筒体和后燃室筒体的侧壁均会产生热量。例如，某炼油公司回转窑规格型号为φ3.43/4.04*67.06米，窑速0.9r/min，旋转筒体温度270-290℃左右，后燃室规格型号为φ7.01*42.4米，为水平静止状态，炉体温度约180-200℃。旋转筒体以及燃烧室筒体的外壁会产生高于100℃的辐射热，其中旋转筒体的外壁温度会高于后燃室筒体外壁。若能充分利用后燃室筒体和旋转筒体的辐射热将68-70℃继续加热到95℃以上，再输送至发电系统内进行发电，不但能充分利用筒体辐射热，而且能降低发电成本，大大节约能源，实现良好的社会效益。
3.现有技术中并没有能够利用后燃室筒体、旋转筒体辐射热的系统装置，虽然实用新型专利（公告号cn215952252u）公开一种回转窑余热循环利用装置，换热器包括多根并列设置的弧形管，弧形管靠近回转窑筒壁外壁，换热器还包括两根与回转窑筒壁轴线相平行的集管。这种装置的换热管是弧形管，加工困难，弯曲工艺要求严格，且原水是并列进入，换热时间短换热效果差，且只利用旋转筒体辐射热，并没有利用后燃室筒体辐射热，辐射热利用率低。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种辐射热集热罩及回转窑筒体外表面辐射热量回收系统，能够充分利用后燃室筒体、旋转筒体辐射热将原水从68-70℃继续加热到95℃，满足发电系统需求，充分利用回转窑筒体产生的辐射热。
5.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种辐射热集热罩，包括集热器和支撑外壳，所述集热器和支撑外壳均为圆弧面结构，支撑外壳套设在集热器外侧并通过连接件固定所述集热器；
7.所述集热器是沿着圆弧方向延伸的蛇形流道，所述支撑外壳的左右两侧设有支撑架。
8.进一步的，所述集热器是由若干根并列分布的集热管通过多个u形弯管连通为蛇形流道；
9.所述集热管的外壁设有螺旋分布的换热翅片。
10.进一步的，所述支撑外壳为钢板骨架结构，所述支撑外壳的外侧面设有保温层。
11.进一步的，所述集热器的集热进水口和集热回水口位于辐射热集热罩的同一侧。
12.一种回转窑筒体外表面辐射热量回收系统，包括后燃室筒体集热系统、预热水箱、第一循环管路、旋转筒体集热系统、原水供水管、成品水供水管、集热水箱和第二循环管路，所述原水供水管连通所述预热水箱；
13.所述后燃室筒体集热系统和旋转筒体集热系统均包括多个所述的辐射热集热罩，多个辐射热集热罩沿着回转窑的轴线方向分布；
14.第一循环管路由第一供水管路和第一回水管路循环组成，第二循环管路由第二供水管路和第二回水管路循环组成；
15.在后燃室筒体集热系统中，多个辐射热集热罩套设在后燃室筒体外侧壁上，每个辐射热集热罩的集热进水口和集热回水口分别并联在第一供水管路和第一回水管路上，第一供水管路和第一回水管路的首端连通所述预热水箱；
16.在旋转筒体集热系统中，多个辐射热集热罩套设在旋转筒体外侧壁上，每个辐射热集热罩的集热进水口和集热回水口分别并联在第二供水管路和第二回水管路上，第二供水管路和第二回水管路的首端连通所述集热水箱；
17.所述第一回水管路的首端通过第一三通阀分别连通所述预热水箱和集热水箱，所述第二回水管路的首端通过第二三通阀分别连通集热水箱和成品水供水管。
18.进一步的，所述第一供水管路上设有预热循环泵，所述第二供水管路上设有集热循环泵。
19.进一步的，在旋转筒体集热系统中，多个辐射热集热罩与旋转筒体外侧壁具有200m间隙。
20.本实用新型与现有技术相比所取得的有益效果如下：
21.1、本实用新型所述的辐射热集热罩，集热器是沿着圆弧方向延伸的蛇形流道，原水从集热进水口进入集热器内沿着蛇形流道流动最后从集热回水口流出，延长在换热器内的时间，提高换热效果；
22.本实用新型所述的回转窑筒体外表面辐射热量回收系统，先将原水输送至预热水箱内，预热水箱通过第一循环管路与后燃室筒体集热系统循环，充分利后燃室筒体的辐射热将原水预热，当原水预热到合适位置时，通过第一三通阀将预热后的水输送至集热水箱内，集热水箱通过第二循环管路与回转窑筒体集热系统循环，将集热水箱内的原水进一步加热，当达到指定水温后，从成品水供水管输入发电系统；本实用新型充分利用后燃室筒体、旋转筒体有温差的辐射热，能充分利用筒体辐射热，而且能降低发电成本，大大节约能源，实现良好的社会效益；
23.2、集热器是由若干根并列分布的集热管通过多个u形弯管连通为蛇形流道，避免将集热管弯曲加工，降低加工工艺难度，在集热管的外壁设有螺旋分布的换热翅片，能够提高换热效率；
24.3、辐射热集热罩为模块化设计，方便运输和现场安装。
附图说明
25.图1为本实用新型所述辐射热集热罩主视图；
26.图2为本实用新型所述集热器展开平面示意图；
27.图3为本实用新型所述回转窑筒体外表面辐射热量回收系统结构示意图；
28.图4为本实用新型所述后燃室筒体集热系统结构示意图；
29.图5为本实用新型所述旋转筒体集热系统结构示意图；
30.图中：1、集热器，2、支撑外壳，3、支撑架，4、后燃室筒体集热系统，5、预热水箱，6、第一循环管路，7、旋转筒体集热系统，8、原水供水管，9、成品水供水管，10、预热循环泵，11、集热循环泵，12、集热水箱，13、第二循环管路，14、第一三通阀，15、第二三通阀，16、集热管。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明
33.如图1-2所示，本实施例公开一种辐射热集热罩，由集热器1和支撑外壳2组成，为了能够套设在旋转筒体/燃烧室筒体的外侧壁上，集热器1和支撑外壳2均为圆弧面结构，支撑外壳2为钢板骨架结构，在支撑外壳2的外侧面安装有保温层。支撑外壳2的左右两侧安装支撑架3，通过支撑架3固定在回转窑基座上，从而实现支撑外壳2的固定。集热器1是沿着圆弧方向延伸的蛇形流道，将集热器1的外圆周壁通过多个连接件固定在支撑外壳2内侧壁上。在本实施例中，为了方便加工集热器1，集热器1由若干根并列分布的集热管16组成，若干根集热管通过多个u形弯管连通为蛇形流道，为了提高换热效率，在每根集热管的外壁加工有螺旋分布的换热翅片。集热器1的集热进水口和集热回水口位于辐射热集热罩的同一侧，如此设计，方便原水循环经过集热器1。
34.如图3-5所示，本实施例还公开一种回转窑筒体外表面辐射热量回收系统，其主要包括后燃室筒体集热系统4、预热水箱5、第一循环管路6、旋转筒体集热系统7、原水供水管8、成品水供水管9、预热循环泵10、集热循环泵11、集热水箱12和第二循环管路13。
35.后燃室筒体集热系统4和旋转筒体集热系统7均采用多个上述辐射热集热罩拼装而成，多个辐射热集热罩沿着回转窑的轴线方向分布。充分考虑运输和现场安装，将辐射热集热罩进行模块化设计，设定辐射热集热罩纵向长度为2.5m。在本实施例中，根据现场实际位置，旋转筒体集热系统7采用14套辐射热集热罩组成，总长度为35米，换热面积约370m2，为了避免辐射热集热罩干扰回转筒体转动，辐射热集热罩与回转筒体外壁具有200mm间隙；后燃室筒体集热系统4采用12套辐射热集热罩组成，总长度为30米，换热面积约584m2。
36.预热水箱5和集热水箱12均采用50立方的保温水箱，在保温水箱设有水位传感器、温度传感器、放气阀和安全阀等常规装置，满足实际监测需求。第一循环管路6由第一供水管路和第一回水管路循环组成，在后燃室筒体集热系统4中，12套辐射热集热罩套设在后燃室筒体外侧壁上，每个辐射热集热罩的集热进水口和集热回水口位于同一侧而且分别并联
在第一供水管路和第一回水管路上，第一供水管路和第一回水管路的首端连通预热水箱5，原水供水管8连通预热水箱5，将预热循环泵10设置在第一供水管路上。
37.第二循环管路13由第二供水管路和第二回水管路循环组成，在旋转筒体集热系统7中，14套辐射热集热罩套设在旋转筒体外侧壁上，每个辐射热集热罩的集热进水口和集热回水口分别并联在第二供水管路和第二回水管路上，第二供水管路和第二回水管路的首端连通集热水箱12，将集热循环泵11设置在第二供水管路上。
38.为了实现后燃室筒体集热系统4与旋转筒体集热系统7的连通，将第一回水管路的首端通过第一三通阀14分别连通预热水箱5和集热水箱12，第二回水管路的首端通过第二三通阀15分别连通集热水箱12和成品水供水管。
39.采用本实用新型所述的回转窑筒体外表面辐射热量回收系统能够将原水从68-70℃继续加热到95℃，满足发电系统需求，其具体工作过程如下：
40.1、先将68-70℃原水通过原水供水管进入预热水箱内，在预热循环泵作用下通过第一循环管路与后燃室筒体集热系统循环，充分利后燃室筒体的辐射热将原水预热；
41.2、当原水预热到不低于80℃时，通过第一三通阀将预热后的水输送至集热水箱内，在集热循环泵作用下，集热水箱通过第二循环管路与回转窑筒体集热系统循环，将集热水箱内的原水进一步加热；
42.3、当达到指定水温后（一般不低于95℃），从成品水供水管输入发电系统；
43.本实用新型充分利用后燃室筒体、旋转筒体有温差的辐射热，能充分利用筒体辐射热将原水加热到95℃以上，进而送入发电系统进行发电，而且能降低发电成本，大大节约能源，实现良好的社会效益。