一种水泥预分解窑用多级预热系统的制作方法

本实用新型涉及水泥生产技术领域，具体涉及一种水泥预分解窑用多级预热系统。

背景技术：

在新型干法水泥生产线中，生料入窑前，首先会进入预热系统，目的在于使生料与回转窑及分解炉出来的热烟气进行充分换热，吸收烟气中含有的大量热能，提高生料的入窑分解率，在这个换热的过程中，由于换热过程的动力是温度差，随着生料温度的上升和烟气温度的下降，换热速率会明显下降，理论上当温差为零时，换热就会停止。因此，要想生料吸收到更多的热量，降低热量耗损，也就是要使气体温度降得更低，生料温度升得更高，必须采用多级换热的方法，将上一级换热后的生料分离出来，与下一级更高温度的烟气再次进行热交换。

现有水泥预分解窑用多级预热系统主要由多级旋风预热器和换热管道连接而成，旋风预热器的主要作用是将生料和高温气流分离，生料和高温气流的换热主要是在换热管道内进行。在实际生产过程中，常因生料分散不均，与高温气流混合不均匀，导致部分生料达不到预热效果，有些预热系统中增加了撒料器，用以打散生料，但由于撒料器长期处于900℃左右高温气体和炽热生料的冲击，其环境条件十分恶劣，使用寿命较短，且维护和更换困难，不利于预热系统的运行，另外，在换热管道内，生料分散在高温气流中换热的时间较短，换热效果不佳，生料预热效果不好。因此，研制开发一种操作方便，生料分散均匀，预热效果好的水泥预分解窑用多级预热系统是客观需要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种操作方便，生料分散均匀，预热效果好的水泥预分解窑用多级预热系统。

本实用新型的目的是这样实现的，包括分解炉、窑尾烟室和多级旋风预热器，旋风预热器的顶部设置有出风口，侧部设置有进风口，底部设置有出料口，出料口处设置有出料管，多级旋风预热器包括结构相同且上下布置的一级旋风预热器、二级旋风预热器、三级旋风预热器、四级旋风预热器和五级旋风预热器，上一级旋风预热器的进风口与下一级旋风预热器的出风口之间通过换热管道连接，且在一级旋风预热器和二级旋风预热器之间的换热管道上设置有生料进口，一级旋风预热器、二级旋风预热器和三级旋风预热器的出料管下端与下一级旋风预热器的换热管道连接，四级旋风预热器的出料管下端与分解炉侧壁上的生料进口连通，分解炉顶部的排烟口通过连接管道与五级旋风预热器的进风口连通，分解炉底部的进烟口与窑尾烟室连通，五级旋风预热器的出料管下端与窑尾烟室连通。

换热管道从下到上依次包括缩口段、撒料段和弯管段，缩口段与撒料段之间、撒料段与弯管段之间均通过法兰连接，缩口段的下端与旋风预热器顶部的出风口连通，弯管段的上端与上一级旋风预热器的进风口连通，缩口段的内部设置有缩口，缩口段的外侧沿圆周至少设置有2根出风支管，出风支管的下端与旋风预热器的顶部连通，上端与缩口段的侧壁切向连接，且连接位置处于缩口的上方。

撒料段的侧壁上设置有第一撒料机构，第一撒料机构包括撒料锥和设置在撒料锥内部的分流锥，撒料锥的大端与撒料段的侧壁连接，小端与出料管的下端连通，分流锥的锥尖朝向出料管的出料端口。

进一步的，法兰的内部设置有防护罩，防护罩为中部直径小两端直径大的腰形筒体，防护罩包括上部和下部，上部和下部之间通过相互配合的环形凸起和环形凹槽活动连接。

进一步的，换热管道的外壁上设置有一层保温层。

进一步的，与第一撒料机构相对的撒料段侧壁上设置有第二撒料机构，第二撒料机构与第一撒料机构的结构相同，出料管上设置有分流支管，分流支管的出料端与第二撒料机构中撒料锥的小端连通。

进一步的，出料管的下部包括竖直管和斜插管，斜插管的出料端与撒料锥的小端连接，分流锥的锥尖上设置有连杆，连杆的端部沿斜插管的中心轴线延伸至竖直管的外部，连杆的端部设置有固定块，固定块与竖直管外壁之间的连杆上设置有弹簧。

进一步的，斜插管内部的连杆上设置有定位块，定位块与斜插管的内壁滑动连接。

本实用新型中，高温烟气从窑尾烟室进入分解炉，再从分解炉的顶部进入五级旋风预热器，然后逐级上升，最后从一级旋风预热器的出风口排出，而生料从生料进口进入换热管道，在上升的高温烟气作用下进入一级旋风预热器，然后逐级下降，最后从五级旋风预热器的出料管进入到回转窑中，本实用新型在运行时，高温烟气在换热管道内上升，同时从出风支管中也会切向进入一部分高温烟气，两种高温烟气相互混合，形成旋转上升的高温气流，生料进入换热管道后，迅速分散在高温烟气中，随同高温气流一同旋转上升，可一定程度上增加生料与高温烟气接触换热的时间，提高换热效率，其次，当生料进入撒料锥时，与分流锥发生碰撞，随后回弹到撒料锥的内壁上，再分散到高温烟气中，在这个过程中，生料得到充分的碰撞和分散，均匀的混合在高温烟气中，可提高生料的吸热效率，达到生料的预热效果；另外，换热管道分为了缩口段、撒料段和弯管段，几段之间通过法兰活动连接，安装和维护、更换都较为方便。本实用新型操作方便，生料分散均匀，预热效果好，具有显著的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中换热管道9的结构示意图；

图3为本实用新型中撒料段13的结构示意图；

图中：1-分解炉，2-窑尾烟室，3-出料管，4-一级旋风预热器，5-二级旋风预热器，6-三级旋风预热器，7-四级旋风预热器，8-五级旋风预热器，9-换热管道，10-生料进口，11-连接管道，12-缩口段，13-撒料段，14-弯管段，15-法兰，16-缩口，17-出风支管，18-分流锥，19-防护罩，20-保温层，21-分流支管，22-竖直管，23-斜插管，24-连杆，25-固定块，26-弹簧，27-定位块，28-回转窑，29-撒料锥。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1～3所示，本实用新型包括分解炉1、窑尾烟室2和多级旋风预热器，旋风预热器的顶部设置有出风口，侧部设置有进风口，底部设置有出料口，出料口处设置有出料管3，多级旋风预热器包括结构相同且上下布置的一级旋风预热器4、二级旋风预热器5、三级旋风预热器6、四级旋风预热器7和五级旋风预热器8，上一级旋风预热器的进风口与下一级旋风预热器的出风口之间通过换热管道9连接，且在一级旋风预热器4和二级旋风预热器5之间的换热管道9上设置有生料进口10，一级旋风预热器4、二级旋风预热器5和三级旋风预热器6的出料管3下端与下一级旋风预热器的换热管道9连接，四级旋风预热器7的出料管3下端与分解炉1侧壁上的生料进口连通，分解炉1顶部的排烟口通过连接管道11与五级旋风预热器8的进风口连通，分解炉1底部的进烟口与窑尾烟室2连通，五级旋风预热器8的出料管3下端与窑尾烟室2连通。

换热管道9从下到上依次包括缩口段12、撒料段13和弯管段14，缩口段12与撒料段13之间、撒料段13与弯管段14之间均通过法兰15连接，缩口段12的下端与旋风预热器顶部的出风口连通，弯管段14的上端与上一级旋风预热器的进风口连通，缩口段12的内部设置有缩口16，缩口段12的外侧沿圆周至少设置有2根出风支管17，出风支管17的下端与旋风预热器的顶部连通，上端与缩口段12的侧壁切向连接，且连接位置处于缩口16的上方。高温烟气经缩口段12的缩口16时，会产生喷腾效应，可加强生料与高温烟气的混合，并增大固气停留时间比，延长生料在换热管道9中的绝对停留时间，而从出风支管17中进入缩口段12的气流则会在缩口段12中形成旋转气流，会同上升的高温烟气气流形成上升的旋流，生料混入其中后会随旋流进行螺旋上升，这样可再次延长生料在换热管道9内的绝对停留时间，从而提高气固间的换热效果。

撒料段13的侧壁上设置有第一撒料机构，第一撒料机构包括撒料锥29和设置在撒料锥29内部的分流锥18，撒料锥29的大端与撒料段13的侧壁连接，小端与出料管3的出料端连通，分流锥18的锥尖朝向出料管3的出料端口。生料从出料管3的出料端冲出并与分流锥18产生碰撞，碰撞后生料再反弹到撒料锥29的内壁上再次产生碰撞，生料被彻底的分散开，可均匀的混入高温烟气中，提高生料的预热效果。

本实用新型中，高温烟气从窑尾烟室2进入分解炉1，再从分解炉1的顶部进入五级旋风预热器8，然后逐级上升，最后从一级旋风预热器4的出风口排出，而生料从生料进口10进入换热管道9，在上升的高温烟气作用下进入一级旋风预热器4，然后逐级下降，最后从五级旋风预热器8的出料管3进入到回转窑28中，本实用新型在运行时，高温烟气在换热管道9内上升，同时从出风支管17中也会切向进入一部分高温烟气，两种高温烟气相互混合，形成旋转上升的高温气流，生料进入换热管道9后，迅速分散在高温烟气中，随同气流一同旋转上升，可一定程度上增加生料与高温烟气接触换热的时间，提高换热效率，其次，当生料进入撒料锥29时，与分流锥18发生碰撞，随后回弹到撒料锥29的内壁上，再分散到高温烟气中，在这个过程中，生料得到充分的碰撞和分散，均匀的混合在高温烟气中，可提高生料的吸热效率，达到生料的预热效果；另外，换热管道9分为了缩口段12、撒料段13和弯管段14，几段之间通过法兰15活动连接，安装和维护、更换都较为方便。

法兰15的内部设置有防护罩19，防护罩19为中部直径小两端直径大的腰形筒体，防护罩19包括上部和下部，上部和下部之间通过相互配合的环形凸起和环形凹槽活动连接。腰形筒体具有两个作用，一是将高温烟气和生料的混合物与法兰密封隔开，确保法兰密封的密封性能，二是腰形筒体的中部直径小，可起到一个缩口16的作用。

为防止高温烟气中含有的热量从换热管道9的管壁上散发出去，造成能量的浪费，换热管道9的外壁上设置有一层保温层20。

与第一撒料机构相对的撒料段13侧壁上设置有第二撒料机构，第二撒料机构与第一撒料机构的结构相同，出料管3上设置有分流支管21，分流支管21的出料端与第二撒料机构中撒料锥29的小端连通。通过设置两个撒料机构，一方面是将出料管3中的生料分流，使得生料更容易被分散开，另一方面，也可以加大系统的生料进给量，提高生料的预热效率。

出料管3的下部包括竖直管22和斜插管23，斜插管23的出料端与撒料锥29的小端连接，分流锥18的锥尖上设置有连杆24，连杆24的端部沿斜插管23的中心轴线延伸至竖直管22的外部，连杆24的端部设置有固定块25，固定块25与竖直管22外壁之间的连杆24上设置有弹簧26，在生料出料时，会与分流锥18产生碰撞，分流锥18受到一个推力，这个推力沿连杆24传给弹簧26，弹簧26会产生收缩，推力越大，弹簧26的收缩量越多，分流锥18与斜插管23出料端的距离越远，通过这样的设置，可以自动调节分流锥18与斜插管23之间的距离，以便适应生料的下料流量。

斜插管23内部的连杆24上设置有定位块27，定位块27与斜插管23的内壁滑动连接。定位块27对连杆24起到支撑和限位作用，防止分流锥18晃动。