[实用新型]立筒预热器内强化换热装置

说明书

本实用新型涉及一种换热装置，特别是一种用于立筒预热器内的强化换热装置。

现有的立筒预热器，多数是由一个立筒和一级旋风筒组成。立筒内分为四个中空的钵，钵的上、下部均有收缩口。物料在立筒内由上向下运动，由回转窑排出的高温废气由下向上运动，两者逆流进行热交换。根据流体力学原理，气流在立筒钵内运动时，中心部位风速最高，并且由中心向四周逐渐降低，四周边壁部位风速最低。钵内物料细颗粒由于静电引力作用凝成较大的颗粒，以粉雾形式沿钵内风速较低的边壁部分向下沉降，形成物料沿壁沉降现象。物料在通过下部收缩口时，又有一部分被高速气流带回钵内，形成物料再循环现象。由于大部分高温废气从钵内中心部位迅速通过，所以与沿边壁沉降的物料不能很好接触。物料的凝结、沿壁沉降与再循环现象，是造成立筒热效率不高的主要原因。为解决立筒热效率不高的问题，国内做了大量工作。有的对立筒结构进行了改动，如钵内加砌砖拱，收缩口偏心放置，适当缩小收缩口等，但均不能从根本上改变立筒内气流分布状态。还有的采用一个立筒（内分为三个钵）加二级旋风筒的改造措施，由于改造工程很大，所需经费很高，一般厂难以实施。

本实用新型的目的就是提供一种强化换热装置，它可以从根本上改变钵内气流的分布状态，加强高温废气与物料之间的接触与热交换，从而解决立筒预热器热效率不高的问题，进而达到降低能源消耗，提高水泥熟料产量的目的。

本实用新型的任务是这样实现的：在立筒钵内下部收缩口的上方，安装一个强化换热装置。它主要由圆锥体和叶片组成。一组叶片环周安装在一个圆柱体的外壁上，圆柱体的上下端均与圆锥体相接。下锥体起分流作用，叶片起折流作用，上锥体起分料作用。当高温废气由下部收缩口向上高速运动通过该装置时，不再是由钵的中心部位迅速通过，而是被分流锥（下锥体）改变方向，沿着靠近边壁的部位向上运动，同时由于叶片的折流作用，气流发生旋转和强烈的扰动。气流的这种沿壁旋转上升的运动，加强了高温废气与沿壁沉降物料之间的密切接触，并延长了高温废气与物料在钵内热交换的时间，强烈的扰动使大颗粒物料重新分散，增大了换热面积。分流锥还起到分离作用，减少物料的再循环。此外，气流在通过圆柱体四周时，钵内断面风速提高，亦起到延长物料停留时间的作用。因此，本实用新型可有效地提高立筒内高温废气与物料之间的热交换效率。由于该装置上方的部分空间为涡流区，在此处沉降的物料由分料锥（上锥体）排下。

本实用新型结构简单，制造费用低。它可以用耐热钢板或其它耐热材料制成（耐热1000℃），能方便地安装在立筒的钵内，并且对立筒本身结构不需要进行改造。

本实用新型在选用技术参数时，既要首先考虑对热交换过程要有一定强化作用（即加强其分流与折流作用），又要考虑该装置的流体阻力不要太大，还要考虑钵内物料能顺利沉降，要三者兼顾。

本实用新型技术参数的选用范围如下：

分流锥（下锥体）顶角（α）一般为：45°～60°，

分料锥（上锥体）顶角（β）一般为：90°～110°，

圆柱体直径（d）一般为：D／3～D／2（D为立筒内径，米），

圆柱体高度（h）一般为：0.5～1.5米，

叶片与垂直面夹角（γ）一般为：30°～60°，

叶片长度（L）：一般为：（D－d）／2－（0.3～0.6）（米），

叶片数目（n）一般为：4～16个。

当选用的α、n、L、γ、d（尤其是α，n）愈大时，该装置的流体阻力愈大，其效率在一定范围内也愈高；反之，流体阻力小，但其效率亦低些。根据选用参数数值的不同，每个装置的流体阻力一般在100～300Pa之间。因此，在使用本实用新型时，根据选用的个数和参数不同，原窑尾高温排风机应有500～1500Pa的压头储备，若储备不足，则需更换压头较高的排风机。

本实用新型根据分流锥与折流叶片的组合方式不同，基本可以分为三种类型：1.折流叶片安装在分流锥上方；2.折流叶片安装在分流锥下方；3.无折流叶片，只有分流锥。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型作详细描述。

图1是折流叶片安装在分流锥上方的本实用新型结构示意图。

图2是折流叶片安装在分流锥下方的本实用新型结构示意图。

参照图1.该装置折流叶片安装在分流锥上方。它由分流锥（1）、折流叶片（2）、圆柱体（3）和分料锥（4）组成。它由支架（5）固定在下部收缩口的上方。当高温废气经过分流锥（1）和折流叶片（2）时，产生沿壁旋转运动，与沿壁沉降物的物料充分进行热交换。