Φ4.Om×60m回轉(zhuǎn)窯輻射熱的應用

　　水泥廠回轉(zhuǎn)窯筒體內(nèi)砌筑了耐火磚隔熱，但仍有部分熱通過筒體以輻射的形式散失到大氣中，吸收利用這部分輻射熱也是一項節(jié)能減排的舉措。本文介紹我公司對該輻射熱的有效利用，以供同行參考。

　　1 窯筒體輻射熱的情況

　　我公司兩條2500t／d生產(chǎn)線均配置Φ4.0m×60m回轉(zhuǎn)窯，正常運行中窯燒成帶長度約22m、筒體溫度在250℃左右，過渡帶前中端長度約25m、筒體表面溫度平均在300℃左右。僅上述范圍就是一個數(shù)量可觀且能量集中的熱源。

　　2 輻射熱的應用

　　2．1第一次熱交換——窯輻射熱的吸收及初利用

　　用無縫鋼管及管件做成蛇形管，將其固定在彎成一定曲度的鋼板上并敷以保溫材料，做成面積不等的換熱罩，換熱罩用鋼架結(jié)構(gòu)做支撐罩在窯筒體上半圓周上，見圖1。每條窯上安裝了4個42m²和1個24m²的換熱罩，根據(jù)使用熱量的多少可靈活改變換熱罩面積。

　　圖1  窯體換熱罩示意圖

　　工作時自來水經(jīng)過軟化設備進入蛇形管吸收窯輻射熱后變?yōu)?5℃以上的熱水(甚至含有蒸汽)，通過離心泵及閥門控制系統(tǒng)強制循環(huán)；經(jīng)過管道輸送進入循環(huán)水箱，完成了第一次熱交換(見圖2)。循環(huán)水箱的熱水經(jīng)過增壓泵，一部分輸送到辦公樓及公寓樓的暖氣片供暖，一部分進入換熱水箱的蛇形管進一步換熱并循環(huán)。

　　圖2  窯體輻射熱綜合利用系統(tǒng)示意

　　2．2通過幾次熱交換，置換出不同品質(zhì)的熱水

　　換熱水箱通過內(nèi)部的蛇形管完成第二次熱交換，置換出90℃以上的熱水。絕大部分的熱水由換熱水箱通過自然落差進入溫水箱，并與自來水進一步熱交換調(diào)配成可以洗浴的溫水，供公司員工洗浴使用。一小部分通過微型離心泵進入飲水箱內(nèi)蛇形管循環(huán)，并與飲水箱內(nèi)的自來水進行第三次熱交換，置換出85℃的溫熱水。考慮到飲用水的特殊要求，飲水箱內(nèi)安裝了不銹鋼加熱器及溫控器。對水箱的溫熱水采取自動溫控加熱的方式，在一定范圍內(nèi)保持恒溫，避免了水不開或長時間煮沸的現(xiàn)象。

　　3  投資及效果

　　3．1工程投資

　　加工換熱罩及水箱的鋼材費用總計63萬元，循環(huán)泵及標準件6萬元，保溫材料8萬元，制作安裝費10萬元，其它費用3萬元，總計90萬元。

　　3．2運行效果

　　整個工程調(diào)試后運行比較正常，滿足了4400m²辦公樓、7600m²公寓樓的供暖、600多人的洗浴及飲用熱水的需要。

　　4 效益

　　4．1經(jīng)濟效益

　　該工程滿足了公司的供暖需要，節(jié)省了購置1臺2t水暖鍋爐及鍋爐房建設費用約30萬元。另外，整個供暖期可節(jié)省燃煤360t；供暖期外節(jié)省洗浴及飲用水鍋爐燃煤l35t。按當?shù)厝济簝r格計算每年節(jié)省費用近40萬元。同時，每年可省人工費3～5萬元，節(jié)省運行維護維修費用5～6萬元。

　　綜上所述，該工程節(jié)省費用在75萬元以上，1～2年即可收回全部投資。

　　4．2環(huán)保效益

　　該工程每年節(jié)省了燃煤近500t，因此每年可向大氣少排放CO₂800多t、SO₂近10t；另外該工程無需用地建機房，節(jié)省了土地資源。

　　5  幾點說明

　　5．1對窯筒體溫度的影響

　　因該換熱罩是由鋼架結(jié)構(gòu)做支撐罩在筒體上的，整個罩子與筒體的間距約250mm，所以對筒體的散熱幾乎沒有影響。通過掃描儀及手持式紅外測溫儀對筒體改造前后測量發(fā)現(xiàn)，溫度沒有明顯變化。

　　5．2對窯筒體紅外測溫儀的影響

　　換熱罩整體罩在筒體的上半圓周，并不隨筒體旋轉(zhuǎn)。窯筒體紅外測溫儀探頭安裝在與筒體徑向中心線水平的位置，因此改造后對紅外測溫儀沒有影響，不需作任何的調(diào)整。

　　5．3  對工藝操作的影響

　　改造前后窯筒體溫度沒有明顯變化，因此改造后對窯的工藝操作沒有任何的不良影響；相反，在雨季該罩避免了窯筒體直接受雨水淋刷，減少了窯在雨季長厚長窯皮的現(xiàn)象，有利于工藝操作。