淺析國內(nèi)水泥回轉(zhuǎn)窯筒體表面余熱回收利用現(xiàn)狀
時間:2023-04-17 17:09:21
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來源:洛陽建材建筑設(shè)計研究院有限公司
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,經(jīng)濟(jì)增長速率逐步減緩,其中我國經(jīng)濟(jì)的增長很大程度上受制于資源和環(huán)境。我國目前8個高能耗行業(yè)的單位產(chǎn)品能耗平均比世界水平高47%,而這8個行業(yè)的能源消費占工業(yè)部門能源消費總量的73%。[1]
而水泥行業(yè)是我國單位產(chǎn)品能耗高、污染高的典型代表。就新型干法水泥窯來說,和世界水平相比,單位熟料熱耗高80kcal/kg左右,單位水泥電耗高12kW?h/t左右。[2]水泥行業(yè)的節(jié)能減排迫在眉睫。回轉(zhuǎn)窯作為水泥生產(chǎn)設(shè)備的重要組成部分,其能耗占整個生產(chǎn)線能耗的85%以上,具有新型干法水泥生產(chǎn)線“心臟之稱”[3],因此水泥行業(yè)節(jié)能減排的核心就在回轉(zhuǎn)窯。
1. 國內(nèi)水泥回轉(zhuǎn)窯筒體表面余熱利用現(xiàn)狀
目前,我國水泥回轉(zhuǎn)窯余熱利用技術(shù)主要集中在窯爐尾氣發(fā)電,針對水泥回轉(zhuǎn)窯筒體表面輻射余熱回收利用的相關(guān)研究還比較少,但已有部分水泥廠在水泥回轉(zhuǎn)窯筒體表面余熱資源的回收利用方面進(jìn)行了嘗試,還有一部分科研人員申請了相關(guān)的幾項。
文獻(xiàn)[4]介紹了河南義馬煤業(yè)集團(tuán)水泥有限責(zé)任公司成功利用5000t/d回轉(zhuǎn)窯筒體輻射熱解決了職工洗澡問題。該水泥公司在窯尾預(yù)熱器框架及第二層平臺(就在筒體下方)800mm處安裝了熱交換裝置,如下圖1.1所示。經(jīng)實測,該裝置將10t水從20℃加熱到80℃只需要5h,每年可節(jié)約原煤用量146.7t,按義馬煤SO2含量1.5%、灰分含量28%計算,與旋風(fēng)收塵干排廢渣鍋爐相比,可減少向大氣排放SO23.055t,煙塵7.3t,少排粉煤灰和廢渣33t。
文獻(xiàn)[5]介紹了山東泉興水泥有限公司對φ4.0m×60m的回轉(zhuǎn)窯的輻射熱回收情況:該公司在回轉(zhuǎn)窯表面加裝換熱罩,換熱罩由保溫材料和無縫鋼管做成的蛇形管組成,換熱罩用鋼架結(jié)構(gòu)做支撐罩在窯筒體上半個圓周上。該工程總投資90萬,滿足了全公司4400m2辦公樓、7600m2公寓樓的供暖、600多人的洗浴及引用熱水的需要。節(jié)省了購置1臺2t水暖鍋爐及鍋爐房建設(shè)費用30萬元,以及整個供暖期可節(jié)省燃煤360t,供暖期外節(jié)省洗浴、飲用水鍋爐燃煤135t。綜上,該工程節(jié)省費用在75萬元以上,1-2年即可回收全部投資。
文獻(xiàn)[6]介紹了魯潤水泥制造有限公司通過采用箱體組合結(jié)構(gòu),具體結(jié)構(gòu)如圖1.2所示,通過間歇式供水,同時滿足公司職工浴室用水及飲用水的使用要求。該裝置材料費和人工費合計約3.5萬元,投入運行后,年可節(jié)約煤炭300t左右,節(jié)省費用13萬元。該余熱供水裝置既改善了職工的工作、生活條件,又減少了SO2等有害氣體的排放,具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
整合各方面的資料來看,我國目前對水泥回轉(zhuǎn)窯筒體表面輻射熱的回收利用還處于較落后階段,回轉(zhuǎn)窯筒體余熱利用裝置的設(shè)計缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膫鳠岱治龊蜔峁ぴO(shè)計方法,從而導(dǎo)致余熱回收利用裝置的回收效率較低。在實際生產(chǎn)過程中,還缺乏系統(tǒng)的余熱回收裝置的安裝與維護(hù)準(zhǔn)則,因此此類裝置還未得到廣泛的應(yīng)用。
2. 水泥回轉(zhuǎn)窯余熱回收的相關(guān)
經(jīng)有關(guān)資料查詢,近年來關(guān)于水泥回轉(zhuǎn)窯表面余熱回收的裝置如下:號200510019833.3[7]提出了一種干法回轉(zhuǎn)窯表面余熱利用的方法及裝置,如圖2.1所示。該裝置由包圍在回轉(zhuǎn)窯表面的密封中空外殼構(gòu)成的N個取熱裝置組成,其主要機(jī)理是通過輻射和對流方式利用回轉(zhuǎn)窯表面的熱能。
號200710114828.X[8]提出了一種回轉(zhuǎn)窯表面余熱利用裝置,如圖2.2所示。該裝置由多個換熱器單元組成弧形管排結(jié)構(gòu),通過電子溫控器自動測量水溫并且按照設(shè)定的溫度自動控制水泵運轉(zhuǎn)。該發(fā)明可以回收利用回轉(zhuǎn)窯窯體表面向外散發(fā)的熱量,提供溫度穩(wěn)定的熱水。
號201320602002.9[9]提出了一種用于水泥廠高溫爐體的余熱回收裝置,如圖2.3所示,該裝置主要由集熱裝置,反射層,保溫層組成,集熱管為U型管,該發(fā)明重在收集回轉(zhuǎn)窯窯體的熱能。
以上水泥回轉(zhuǎn)窯筒體表面的余熱回收相關(guān),在結(jié)構(gòu)與原理上優(yōu)于現(xiàn)有企業(yè)所采用的方案,但是關(guān)于強(qiáng)化集熱效率是否會對水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部反應(yīng)產(chǎn)生影響目前還沒有統(tǒng)一定論,另外成本問題也值得商榷。
參考文獻(xiàn)
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[9]吳金星,聶要輝等。一種用于水泥廠高溫爐體的余熱回收裝置:中國,201320602002.9[P].2014,04,09.