1 窑筒体辐射热的情况
我公司两条2500t/d生产线均配置Φ4.0m×60m回转窑,正常运行中窑烧成带长度约22m、筒体温度在250℃左右,过渡带前中端长度约25m、筒体表面温度平均在300℃左右。仅上述范围就是一个数量可观且能量集中的热源。
2 辐射热的应用
2.1第一次热交换——窑辐射热的吸收及初利用
用无缝钢管及管件做成蛇形管,将其固定在弯成一定曲度的钢板上并敷以保温材料,做成面积不等的换热罩,换热罩用钢架结构做支撑罩在窑筒体上半圆周上,见图1。每条窑上安装了4个42m2和1个24m2的换热罩,根据使用热量的多少可灵活改变换热罩面积。
图1 窑体换热罩示意图
工作时自来水经过软化设备进入蛇形管吸收窑辐射热后变为95℃以上的热水(甚至含有蒸汽),通过离心泵及阀门控制系统强制循环;经过管道输送进入循环水箱,完成了第一次热交换(见图2)。循环水箱的热水经过增压泵,一部分输送到办公楼及公寓楼的暖气片供暖,一部分进入换热水箱的蛇形管进一步换热并循环。
图2 窑体辐射热综合利用系统示意
2.2通过几次热交换,置换出不同品质的热水
换热水箱通过内部的蛇形管完成第二次热交换,置换出90℃以上的热水。绝大部分的热水由换热水箱通过自然落差进入温水箱,并与自来水进一步热交换调配成可以洗浴的温水,供公司员工洗浴使用。一小部分通过微型离心泵进入饮水箱内蛇形管循环,并与饮水箱内的自来水进行第三次热交换,置换出85℃的温热水。考虑到饮用水的特殊要求,饮水箱内安装了不锈钢加热器及温控器。对水箱的温热水采取自动温控加热的方式,在一定范围内保持恒温,避免了水不开或长时间煮沸的现象。
3 投资及效果
3.1工程投资
加工换热罩及水箱的钢材费用总计63万元,循环泵及标准件6万元,保温材料8万元,制作安装费10万元,其它费用3万元,总计90万元。
3.2运行效果
整个工程调试后运行比较正常,满足了4400m2办公楼、7600m2公寓楼的供暖、600多人的洗浴及饮用热水的需要。
4 效益
4.1经济效益
该工程满足了公司的供暖需要,节省了购置1台2t水暖锅炉及锅炉房建设费用约30万元。另外,整个供暖期可节省燃煤360t;供暖期外节省洗浴及饮用水锅炉燃煤l35t。按当地燃煤价格计算每年节省费用近40万元。同时,每年可省人工费3~5万元,节省运行维护维修费用5~6万元。
综上所述,该工程节省费用在75万元以上,1~2年即可收回全部投资。
4.2环保效益
该工程每年节省了燃煤近500t,因此每年可向大气少排放CO2800多t、SO2近10t;另外该工程无需用地建机房,节省了土地资源。
5 几点说明
5.1对窑筒体温度的影响
因该换热罩是由钢架结构做支撑罩在筒体上的,整个罩子与筒体的间距约250mm,所以对筒体的散热几乎没有影响。通过扫描仪及手持式红外测温仪对筒体改造前后测量发现,温度没有明显变化。
5.2对窑筒体红外测温仪的影响
换热罩整体罩在筒体的上半圆周,并不随筒体旋转。窑筒体红外测温仪探头安装在与筒体径向中心线水平的位置,因此改造后对红外测温仪没有影响,不需作任何的调整。
5.3 对工艺操作的影响
改造前后窑筒体温度没有明显变化,因此改造后对窑的工艺操作没有任何的不良影响;相反,在雨季该罩避免了窑筒体直接受雨水淋刷,减少了窑在雨季长厚长窑皮的现象,有利于工艺操作。
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