[发明专利]水泥窑高温烟气换热装置

说明书

本发明属于能源回收技术领域，具体涉及水泥窑高温烟气换热装置，包括壳体和位于壳体内的换热机构，壳体上开有烟气进口、烟气出口、流体进口和流体出口；换热机构包括气体流动通道和多个相互连通的换热管单元，多个换热管单元形成换热通道，换热通道位于气体流动通道内；换热通道的一端与流体进口连通，另一端与流体出口连通；气体流动通道的一端与烟气进口连通，另一端位于壳体内；高温烟气的流动方向与待加热流体的流动方向相反；换热管单元的一端均连接有伸出壳体外的排水管，排水管上设有阀门。使用本方案能够根据实际需要调节流体的换热效率，使流体的温度更加符合使用需求。

技术领域

本发明属于能源回收技术领域，具体涉及水泥窑高温烟气换热装置。

背景技术

在水泥熟料生产过程中，水泥窑的窑头和窑尾会产生大量高温烟气，这些高温烟气的温度大概在350度左右，能够占熟料烧成总热耗35％左右。为了有效的回收利用这部分资源，通常会在水泥窑的窑头和窑尾安装换热装置。换热装置是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。

安装在水泥窑窑头、窑尾的换热装置将高温烟气的热量传递给冷流体，能使冷流体升温到固定的温度。现有的高温烟气换热装置虽然能够较好的回收热能，但是一旦成型后，换热的效率都是恒定的，不能够根据实际情况自由调节。

发明内容

本发明意在提供一种水泥窑高温烟气换热装置，以解决现有的高温烟气换热装置不能根据实际情况调节换热效率的问题。

为了达到上述目的，本发明的方案为：水泥窑高温烟气换热装置，包括壳体和位于壳体内的换热机构，壳体上开有烟气进口、烟气出口、流体进口和流体出口；换热机构包括气体流动通道和多个相互连通的换热管单元，多个换热管单元形成换热通道，换热通道位于气体流动通道内；换热通道的一端与流体进口连通，另一端与流体出口连通；气体流动通道的一端与烟气进口连通，另一端位于壳体内；高温烟气的流动方向与待加热流体的流动方向相反；换热管单元的一端均连接有伸出壳体外的排水管，排水管上设有阀门。

本方案的工作原理及有益效果在于：温度较低的流体(水为常用的流体，以水作为本方案的流体进行说明)通过流体进口进入换热通道中，在换热通道中进行流动。高温烟气通过烟气进口进入气体流动通道中，此时的高温烟气环绕在换热通道的外壁，能通过换热通道的外壁将热量传递给换热通道内的水，对水进行加热，使其温度升高。不同换热管单元中的水温是不同的，换热管单元所处位置越靠近流体出口温度越高，当水一直沿着换热通道流动，最后从流体出口排出时，由于在这个过程中水的流动通道足够长，能充分的与高温烟气进行热传递，流出的水温度最高。当需要排出的水温度大概在某个温度范围时，可根据不同换热管单元中的水温合理确定打开某个排水管上的阀门(其余排水管上的阀门保持关闭)，此时从流体进口流进的水一部分通过该排水管排出，另一部分继续沿着换热通道中流动。从排水管排出的水温度符合实际使用需求，而继续向前流动的水充分利用高温烟气进行热传递，温度持续升高，避免高温烟气的热量得不到充分利用而造成资源浪费。

在本方案中，可以根据实际需要的水温控制部分水的流动路程，控制该部分水的换热效率，使水的排出温度符合使用需求。但是无论需要的水温是多少，整个换热通道始终保持有水流动的状态，避免部分换热管单元由于没有水而使得高温烟气的热量无法被充分利用，导致浪费能源。

从烟气进口进入气体流动通道的高温烟气会沿着气体流动通道流动，然后在气体流动通道的末端排出进入壳体内，该部分高温烟气在壳体内流动最后通过烟气出口排出。从气体流动通道排出的高温烟气温度高于外界空气，将该部分高温烟气先通入壳体内而非直接排入外界，可以使壳体内部保持一个相对较高的温度，具有保温的作用。

可选地，壳体的内壁上设有环绕壳体内壁分布的预热管；换热通道与流体进口通过预热管连通。