[发明专利]一种用于旋风预热器的喷腾型换热风管

说明书

技术领域

本发明属于热工设备技术领域，涉及一种用于旋风预热器的换热风管，特别涉及一种用于水泥生产线窑尾旋风预热器的喷腾型换热风管。

背景技术

自20世纪80年代以来，悬浮预热预分解工艺已经在水泥生产中得到普及，水泥生产热耗随之大幅降低。以带五级旋风预热器的5000t/d水泥熟料生产线为例，目前较为先进的熟料热耗水平约为3000kJ/kg熟料，但其窑尾废气温度在310℃以上，普通生产线的正常废气温度约330℃，而五级旋风预热器的理论废气温度应在280℃以下。因此，提高窑尾旋风预热器系统的换热效率尚有潜力可挖。

为了进一步降低水泥生产线的窑尾旋风预热器排出废气的温度，主要的思路包括：1）适当增加旋风预热器的级数；2）提高每级换热单元的换热效率；3）改善分解炉的燃烧效果，适当降低分解炉出口的废气温度，等等。由理论计算可知，随着预热器级数的增加，其排出的废气温度相应降低。但预热器的级数愈多，每增加一级所能降低的废气温度愈少；同时，增加换热级数将提高预热器系统阻力，从而提高系统电耗；此外，增加预热器级数势必增加塔架高度，从而增加了投资。改善分解炉的燃烧效果，适当降低分解炉出口的废气温度，也是目前普遍追求的技术措施，但该技术目前已达到了较高的水平，进一步优化的难度较大。因此，提高每级换热单元的换热效率将是各研发和设计单位努力采取的技术措施和方向。

旋风预热器系统的每级换热单元由旋风筒、换热风管、下料管、锁风阀以及撒料装置等组成。由于在换热风管中，生料与热气流之间的温差、相对速度及接触面积都较大，热交换剧烈，因此理论计算及实践均证明，生料与气流的热交换主要（约80%以上）在换热风管内进行。优化设计换热风管的结构和运行风速，对提高预热器每级换热单元的换热效率起着至关重要的作用。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于旋风预热器的喷腾型换热风管，该风管能够显著改善气固换热效果，提高预热器每级换热单元的换热效率。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于旋风预热器的喷腾型换热风管，包括从下至上依次设置的风管进口段、风管柱体段和风管出口段，所述风管进口段与下一级旋风筒的出风口相连接，所述风管出口段与上一级旋风筒的进风口相连接，所述风管柱体段上设有生料进口，所述生料进口处装有撒料装置，所述风管进口段内设有一个缩径段。

所述风管柱体段内设有至少一个缩径段。

所述风管柱体段内所设的缩径段的管径与所述风管进口段内所设的缩径段的管径相同。

所述风管进口段内所设的缩径段与其下方的下一级旋风筒出风口连接，并通过进口锥体段与所述风管柱体段相连接；所述风管柱体段内所设的每个缩径段均通过上方锥体段和下方锥体段与相邻管段相连接。

所述进口锥体段的锥角不小于60°，所述上方锥体段的锥角不小于60°，所述下方锥体段的锥角为30～45°。

该换热风管的外形上设有与其内部所设的缩径段相应的缩径段。

该换热风管内部所设的缩径段是通过改变其内部耐火内衬的厚度来实现的。

本发明具有的优点和积极效果是：1）来自下一级旋风筒的高温气流为旋转气流，经过风管内的一个或多个缩径段会产生喷腾效应，使含生料的高温气流形成涡流，回落的物料可与上升气流形成多次逆流换热，旋喷结合的流态可强化生料与热气流的混合，并增大固气停留时间比，延长生料在风管中的绝对停留时间，大大提高风管内的固气比，从而改善气固间的换热效果；2）换热风管所设置的缩径段内风速较高，不仅可以避免生料短路直接进入下一级旋风筒，而且有利于料粉的打散，并可强化气、料之间的对流换热；3）以五级旋风预热器为例，采用本发明提供的换热风管，出预热器废气温度可控制在290℃以下，水泥烧成系统的热耗随之大幅降低。

综上所述，本发明通过在现有风管内增加一个或多个用于形成气流喷腾效应的缩径段，并通过优化风管内风速，提高了预热器每级换热单元的换热效率，降低了旋风预热器排出的废气温度，从而实现了烧成系统的节能降耗。本发明解决了公知技术中存在的水泥窑尾预热器排出的废气温度偏高，预热器每级换热单元的换热效率偏低的问题，且可用于一切需要采用气固悬浮换热的工业领域。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是采用本发明的水泥预分解系统结构示意图。