[其他]高温燃油竖窑一次风预热装置

说明书

本发明涉及高温竖窑中用冷却带排出热风预热一次风的装置。

目前国内外高温竖窑均采用底部高压鼓风定量鼓入空气与镁砂换热后，一部分进入烧结带做燃烧二次风，多余部分由冷却带中部热风口排入大气。进入竖窑腰部烧嘴雾化重油及助燃的一次风采用压缩空气闭螺杆风机鼓入的高压冷空气，此部分占燃烧空气量的30～50%，因此，利用竖窑生产余热预热一次风能够提高煅烧温度和降低油耗，可以考虑从烟道或冷却带排热风管道设置热交换器来实现，因高温燃油竖窑正常生产时废气温度仅100℃左右，而冷却带排出热风高达1000℃，因此后一方法更可取，但采用该方法有这样的问题，因热风口风压很高，常将窑内镁砂吹入排热风管而将管道堵塞，使换热器失效。目前世界上生产的高温竖窑只有Nichols型和RCE型两种，都有冷却带排放热风设施，但占助燃风量30～50%的一次风均采用冷空气（参考1986年辽宁省耐火材料学术年会资料《国内外高温竖窑介绍》，焦耐院丁振昌1986.10.17）。因此一次风不能预热，底风量不能增加，限制镁砂冷却速度，使出窑镁砂温度很高，影响窑的产量和产品质量。

本发明的目的是要提供一种改进的高温竖窑冷却带排出热风预热一次风装置，能减少吹入排热风管的镁砂，特别是粒度较大的镁砂大大减少，并利用设置在排热风管道中特制的不锈管换热器预热一次风。

根据上述目的，本发明的高温燃油竖窑一次风预热装置，在竖窑腰部以一次风雾化重油并助燃，竖窑底部采用高压鼓风机，定量鼓入空气与镁砂换热后，一部分进入燃烧带做燃烧二次风，多余部分由冷却带中部热风口排出，通过在冷却带热风管道设置的热交换器对一次风进行预热。

在高温竖窑冷却带的中部用于排出热风的孔是沿着圆周均匀分布的。热风孔引出窑外后，均匀分成两组汇合成左右对称，垂直于窑直径引出线的热风管道与换热器相连，这样气流从窑内任一热风口到换热器的路程基本相等，管道形状相似且截面积相等，使每个热风孔排出热风量相等或近似。

冷却带的排热风孔立剖面呈号角形状，即窑内部分截面积大，引出窑外部分的截面积小。这样，窑内高压气流从料隙吹到热风孔内侧的料面上，因截面积较大，使料隙中气流的最大流速小于使料球飞出的临界速度，（约5米/秒），料球不会被吹出，料中碎块可能被吹到风孔内侧的倾斜底面，因底面倾斜角大于镁砂自然休止角，碎块将随连续向下运动的物料又落入窑内。镁砂细粒可能随气流吹到热风孔外侧，因外侧截面积较小，气流速度大，细粒将随气流进入窑外热风管道而很难在热风孔外侧沉积而堵塞热风口。

本发明的换热器采用逆流式不锈钢管，该换热器的特点是，除了换热效能高以外，还对左右管道的热风流量起自动均衡作用，避免偏流。原理如下：虽然汇集到换热器的左右两条热风管道是对称的，但是，实际上两条管道的截面形状不可能完全一致，管内流动热风所受到的阻力也不可能完全一致。假定从左边来的热风受阻力较小，流速较大，从左边来的热风受阻力大，流速小。因从窑冷却带热风孔出来时各孔热风温度基本相等，并且在管道中是逐渐冷却的，因此，流速较大的热风到换热器中温度比流速较小的热风高，又因换热器内热风是被冷却并且向下流动。因此，温度较高的左边管道来热风速度变慢了。这样便起到左右两条管道的热风流量自动均衡作用。

采用本装置，由于在冷却带中部能通畅排出部分热风，因此提高镁砂在冷却带的冷却速度，降低镁砂出窑温度，可以加快出窑，提高窑的有效利用系数。同时由于利用排出热风预热一次风，提高煅烧带的燃烧温度，明显提高高温油窑的产量，质量，降低油耗。

图1是装置的平剖面简图。由图1可见：在高温竖窑冷却带〔1〕的中部，沿圆周均匀分布6个热风孔〔2〕，热风孔引出窑外，每3个为一组汇合成两条左右对称，垂直于窑直径引出线的热风管道与换热器〔6〕连接。

图2是装置的立剖面简图，从图2可见：热风孔〔2〕立剖面形状象是朝窑内吹的号角，内侧截面积大，引出窑外的外侧截面积小，降尘室〔3〕下面连接密封出灰阀〔4〕，在每个直管一端设有带压缩空气引射装置的处理孔〔5〕，管道与不锈钢管换热器〔6〕上部连接，换热器下部连接密封出灰阀〔4〕，换热器热风出口管道连接旋风除尘器〔7〕，除尘器下部连接密封出灰阀〔4〕，除尘器上面管道连接电控蝶阀〔8〕，蝶阀上部是排放管〔9〕，一次风管〔10〕则经换热器内不锈钢管到烧嘴〔11〕。

图3是换热器的结构原理示意图。

该装置使用在营口耐火材料厂新建的4.5M³高温竖窑上，以从冷风带排出600M³/h的热风预热一次风，可使窑的有效利用系数由7提高到10t/m³·d，二次风温提高55℃，一次风温提高290℃，窑温提高77℃，出料温度降低100℃，提高镁砂的体积密度，每天可增加产量13.5吨。