[发明专利]基于隧道窑的余热回收系统、余热发电系统及实现方法

说明书

技术领域

 本发明属于节能减排技术领域，具体的说，是涉及一种基于隧道窑的余热回收系统、余热发电系统及实现方法。

背景技术

隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备，广泛应用于陶瓷、砖瓦的焙烧生产。隧道窑的结构是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶或吊顶，窑车在底部铺设的轨道上运行，燃烧段设在隧道窑的中部，构成固定的预热带—高温带—烧成带—冷却带四部分。燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟道或引风机的作用下，沿着隧道窑向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，此段构成了隧道窑的预热带，在隧道窑的窑尾进入冷风，冷却隧道窑内后一段的烧结砖，此段构成了隧道窑的冷却带，进入的冷风经冷却带和高温带而被加热后，再抽出送入干燥室作为干燥生砖坯的热源。隧道窑烧结制砖工艺以产量大、能耗低、自动化程度高、产品质量稳定、窑炉烧成参数可控等特点，已成为当今国际上最先进的制砖工艺之一。

目前，隧道窑消耗的一次能源（煤），除炉窑散热、产品水分蒸发、烧结等必须消耗的能量以外，约70％的能量是随烟道排烟和产品冷却损失而浪费。现有技术中，对隧道窑余热的利用方式主要有以下两种方式：一、利用上述余热干燥砖坯，该种方式仅能利用余热的20％左右，而剩余的余热并没有得到充分的利用，此外，直接利用高品位余热干燥砖坯，易导致干燥窑热量过盛，同时大大地降低余热的利用价值；二、将900℃以下的热量通过冷却段自动降温，然后用于烧热水以供职工洗浴，该种方式的缺陷在于损失了大量高品位余热，导致余热再利用的经济指标降低，余热利用效率较低，并没有得到充分的利用，同时，也造成了大量的能源浪费和热源污染。

进一步的，公开号为“CN101545725”的发明专利：隧道窑余热发电工艺，提供了一种利用隧道窑高品味余热发电的技术方案，该专利技术虽然较之传统的隧道窑余热利用，在一定程度上有所增进，但是，采用上述工艺必须在隧道窑的预热段和冷却带同时按照换热装置，方可有效地收集隧道窑的余热，这样必然会影响到隧道窑预热段的温度，降低生砖坯的预热效果，以至于影响整个砖坯制品的质量。如上述公开的技术方案，其在收集隧道窑余热时，一般做法是在隧道窑的上部设置换热装置，如：换热管，该种设置方式仅能收集隧道窑上部余热，而不能对隧道窑两侧的余热进行有效地收集，且隧道窑上部的余热量远小于隧道窑两侧，进而导致无法充分利用隧道窑的余热。

如何将隧道窑高品位余热收集转化为价值更高的蒸汽能源或电力能源，而品位较低、余热锅炉利用价值不高的余热再利用与砖坯干燥，即满足生产需求，又不影响砖坯的正常烧制，充分利用隧道窑余热，提高隧道窑余热回收利用的效率和价值，就成为了本领域技术人员的重点研发内容。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种对隧道窑的余热利用率高、投资、运行成本低、节能环保的基于隧道窑的余热回收系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于隧道窑的余热回收系统，包括位于隧道窑冷却带且具有饱和蒸汽出口的蒸汽聚集器，通过给水泵为蒸汽聚集器供水的软化水供给装置，以及与蒸汽聚集器连通、用于收集隧道窑余热的换热管路系统；其中，蒸汽聚集器内设有水汽分离装置。饱和蒸汽出口所产蒸汽即为隧道窑余热的载体，其可用于发电、供暖、生产加气砖或需要蒸汽的产品。

其中，所述换热管路系统包括位于隧道窑内部两侧并沿隧道窑轴向设置的中转换热管，沿隧道窑两侧壁设置的预热给水管，以及位于隧道窑内部两侧并通过中转换热管与预热给水管连通的余热收集管；该余热收集管还与蒸汽聚集器连通。

进一步的，所述中转换热管至少为三根，其中至少两根中转换热管分别位于隧道窑底部的两侧，至少一根中转换热管位于隧道窑的上部。

在一种实施方案中，所述中转换热管为四根，其中两根位于隧道窑一侧并分别设置在该侧的上下两端，另外两根位于隧道窑的另一侧并分别设置在该侧的上下两端。在理解本发明所公开的技术方案原理的前提下，本领域技术人员还可对上述中转换热管的数量作出部分改进或润色，如：隧道窑两侧底部至少各设一根中转换热管，用于连通预热给水管，根据隧道窑的规格，隧道窑两侧底部的中转换热管还可设两根、三根、四根甚至更多；与此同时，在隧道窑上部设置的中转换热管数量及位置可与隧道窑两侧底部的中转换热管相对应，也可在不影响隧道窑正常作业的前提下任意设置，如：设置在隧道窑顶部的中间位置处、或靠近隧道窑顶部的中间位置。在上述的实施方案中，四根中转换热管在隧道窑内部呈对角分布。