1.本实用新型专利涉及余热回收及节能低碳领域，尤其涉及一种高温固体排料余热回收系统。
背景技术：
2.在工业生产过程中存在着大量的高温固体排料余热，如燃煤发电的电站锅炉、轻烧氧化镁煅烧窑、水泥熟料煅烧窑等的高温排料，其排料温度甚至高达900℃以上。因此，回收并高效利用这些高温固体排料的余热成为企业节能并减少碳排放的重要内容之一。
3.目前，对高温固体排料的冷却方法主要有水冷滚筒、流化床风水冷冷渣器、篦冷机等。水冷滚筒只能产生低压的热水或蒸汽，达不到高温余热的高效利用；流化床风水冷冷渣器虽然可以产生高温高压蒸汽，但一般采用单级冷却方式，排料温度一般较高，一般高于300℃，难以实现高温固体排料余热的充分回收；水泥工业常用的篦冷机来冷却高温熟料，并利用余热锅炉来回收余热，但由于篦冷机上部空间的联通作用，造成冷却风在篦冷机上部空间内高、低温区内进行部分掺混，使得篦冷机余热回收发电的高温区的排气温度一般在450℃左右，尚未实现余热发电的高效利用。
4.对于采用余热锅炉回收烟气余热的余热回收发电系统，余热锅炉产生的过热蒸汽的压力与温度参数越高，系统的发电效率越高。但余热锅炉蒸汽过热的吸热量、水蒸发吸热量、预热吸热量的分配是与余热锅炉的给水温度、过热蒸汽的温度与压力密切相关的；因此，在尽可能的提高进入余热锅炉的烟气温度的前提下，同时使得进入余热锅炉过热器前、蒸发器前、省煤器前的烟气温度必须与相对应的受热面的吸热量相匹配，才可以实现余热回收的高效利用。
技术实现要素：
5.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高温固体排料余热回收系统，采用分段、梯级冷却方式回收高温固体排料的热量，以实现高温固体排料余热的高效回收利用。
6.为解决现有技术问题，本实用新型公开了一种高温固体排料余热回收系统，包括：循环风机、除尘器、余热锅炉、高温过热器、蒸发器、省煤器、余热锅炉排气口、省煤器前低温区的进气口、蒸发器前中温区的进气口、高温过热器前高温区的进气口、高温气粉分离装置、高温排料冷却装置、中温排料冷却装置、低温排料冷却装置、除尘器的进气口、除尘器的排气口、中温气粉分离装置和低温气粉分离装置；
7.高温排料冷却装置、中温排料冷却装置和低温排料冷却装置均设有进料口、排料管、返料口、进气口和排气口；
8.高温气粉分离装置、中温气粉分离装置和低温气粉分离装置均设有进气口、排气口和排料管；
9.高温排料冷却装置的进料口用于输入高温固体粉料，高温排料冷却装置的排料管
连接中温排料冷却装置的进料口，高温排料冷却装置的返料口连接高温气粉分离装置的排料管，高温排料冷却装置的排气口连接高温气粉分离装置的进气口；
10.中温排料冷却装置的排料管连接低温排料冷却装置的进料口，中温排料冷却装置的返料口连接中温气粉分离装置的排料管，中温排料冷却装置的排气口连接中温气粉分离装置的进气口；
11.低温排料冷却装置的排料管连接料仓，低温排料冷却装置的返料口连接低温气粉分离装置排料口，低温排料冷却装置的排气口连接低温气粉分离装置的进气口；
12.高温过热器、蒸发器和省煤器由上至下依次设于余热锅炉内；高温气粉分离装置的排气口通过高温过热器前高温区的进气口连接高温过热器；中温气粉分离装置的排气口通过蒸发器前中温区的进气口连接蒸发器；低温气粉分离装置的排气口通过省煤器前低温区的进气口连接省煤器；余热锅炉设有余热锅炉排气口和用于连接料仓的排料口，余热锅炉排气口通过除尘器的进气口连接除尘器，除尘器设有用于连接料仓的排料口，除尘器通过除尘器的排气口连接循环风机的进气口，循环风机的出气口分别通过管道连接高温排料冷却装置、中温排料冷却装置和低温排料冷却装置的进气口。
13.进一步地，循环风机的出气口与高温排料冷却装置进气口连接的管道上设有高温段风量调节阀。
14.进一步地，循环风机的出气口与中温排料冷却装置进气口连接的管道上设有中温段风量调节阀。
15.进一步地，循环风机的出气口与低温排料冷却装置进气口连接的管道上设有低温段风量调节阀。
16.进一步地，高温排料冷却装置、中温排料冷却装置和低温排料冷却装置的下部设有与进气口相连接的风室和气化布风板。
17.进一步地，高温排料冷却装置、中温排料冷却装置和低温排料冷却装置的排料管设有排料控制阀。
18.进一步地，高温气粉分离装置、中温气粉分离装置和低温气粉分离装置为旋风气固分离器或惯性气固分离器。
19.相应地，一种高温固体排料余热回收系统的控制方法：
20.高温固体粉料经过高温排料冷却装置的进料口被送入高温排料冷却装置中进行第一级冷却；高温排料冷却装置产生的高温排气进入高温气粉分离装置进行气固初步分离，高温气粉分离装置的高温排气通过高温过热器前高温区的进气口进入余热锅炉的高温过热器前的高温区，随后顺序流过高温过热器、蒸发器与省煤器，依次对过热蒸汽、饱和水与给水进行加热；高温气粉分离装置分离下来的高温排料通过高温排料冷却装置的返料口返送回高温排料冷却装置内部进行循环；
21.高温排料冷却装置的排料通过排料管被送入中温排料冷却装置中进行第二级冷却；中温排料冷却装置产生的中温排气进入中温气粉分离装置进行气固初步分离，中温气粉分离装置的中温排气通过蒸发器前中温区的进气口进入余热锅炉的蒸发器前的中温区，随后顺序流过蒸发器与省煤器，依次对饱和水与给水进行加热；中温气粉分离装置分离下来的中温排料通过中温排料冷却装置的返料口返送回中温排料冷却装置内部进行循环；
22.中温排料冷却装置的排料通过排料管被送入低温排料冷却装置中进行第三级冷
却；低温排料冷却装置产生的低温排气进入低温气粉分离装置进行气固初步分离，低温气粉分离装置的低温排气通过省煤器前低温区的进气口进入余热锅炉（3）的省煤器前的低温区，随后流过省煤器，对给水进行加热；低温气粉分离装置分离下来的低温排料通过低温排料冷却装置的返料口返送回低温排料冷却装置内部进行循环；
23.低温排料冷却装置的排料通过排料管排出，然后被输送至料仓储存；
24.余热锅炉的排气经过除尘器的进气口被送入除尘进行除尘，除尘器的排气通过除尘器的排气口进入循环风机，通过循环风机的增压后分别送入高温排料冷却装置、中温排料冷却装置、低温排料冷却装置的进风室，进行冷却风量的循环，通过风量循环及热量的循环利用，充分回用排气含有的余热。
25.本实用新型具有的有益效果：
26.本实用新型采用分段、梯级冷却方式回收高温固体排料的热量，并以此分别控制送入余热锅炉高温过热器前高温区、蒸发器前中温区、省煤器前低温区的气流温度；在尽可能的提高进入余热锅炉的烟气温度的前提下，同时使得进入余热锅炉过热器前、蒸发器前、省煤器前的烟气温度与相对应的受热面的吸热量相匹配，实现余热回收的高效利用。同时采用烟气内循环措施，充分回收烟气的余热，实现高温固体排料余热回收的最大化。
附图说明
27.图1是本实用新型结构布置示意简图。
28.图2是本实用新型实施例1所提供的排料冷却装置结构示意简图；
29.图3是本实用新型实施例1所提供的旋风气固分离装置结构示意简图；
30.附图标记：
31.图1中：1、循环风机，2、除尘器，3、余热锅炉，4、高温过热器，5、蒸发器，6、省煤器，7、余热锅炉排气口，8、省煤器前低温区的进气口，9、蒸发器前中温区的进气口，10、高温过热器前高温区的进气口，11、高温气粉分离装置，12、高温排料冷却装置，13、中温排料冷却装置，14、低温排料冷却装置，15、高温段风量调节阀，16、中温段风量调节阀，17、低温段风量调节阀，18、除尘器的进气口，19、除尘器的排气口，20、中温气粉分离装置，21、低温气粉分离装置。
32.图2中：30、排料冷却装置本体，30-1、排气口，30-2、进料口，30-3、风室进气口，30-4、风室，30-5、返料口，30-6、气化布风板，30-7、排料控制阀，30-8、排料管。
33.图3中：40、旋风气粉分离装置本体，40-1、排气口，40-2、进气口，40-3、排料管。
实施方式
34.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
35.如图1所示，本实用新型的一种高温固体排料余热回收系统，包括：循环风机1、除尘器2、余热锅炉3、高温过热器4、蒸发器5、省煤器6、余热锅炉排气口7、省煤器前低温区的进气口8、蒸发器前中温区的进气口9、高温过热器前高温区的进气口10、高温气粉分离装置11、高温排料冷却装置12、中温排料冷却装置13、低温排料冷却装置14、除尘器的进气口18、除尘器的排气口19、中温气粉分离装置20和低温气粉分离装置21；
36.高温排料冷却装置12、中温排料冷却装置13和低温排料冷却装置14均设有进料口、排料管、返料口、进气口和排气口；
37.高温气粉分离装置11、中温气粉分离装置20和低温气粉分离装置21均设有进气口、排气口和排料管；
38.高温排料冷却装置12的进料口用于输入高温固体粉料，高温排料冷却装置12的排料管连接中温排料冷却装置13的进料口，高温排料冷却装置12的返料口连接高温气粉分离装置11的排料管，高温排料冷却装置12的排气口连接高温气粉分离装置11的进气口；
39.中温排料冷却装置13的排料管连接低温排料冷却装置14的进料口，中温排料冷却装置13的返料口连接中温气粉分离装置20的排料管，中温排料冷却装置13的排气口连接中温气粉分离装置20的进气口；
40.低温排料冷却装置14的排料管连接料仓，低温排料冷却装置14的返料口连接低温气粉分离装置21排料口，低温排料冷却装置14的排气口连接低温气粉分离装置21的进气口；
41.高温过热器4、蒸发器5和省煤器6由上至下依次设于余热锅炉3内；高温气粉分离装置11的排气口通过高温过热器前高温区的进气口10连接高温过热器4；中温气粉分离装置20的排气口通过蒸发器前中温区的进气口9连接蒸发器5；低温气粉分离装置21的排气口通过省煤器前低温区的进气口8连接省煤器6；余热锅炉3设有用于连接料仓的排料口和余热锅炉排气口7，余热锅炉排气口7通过除尘器的进气口18连接除尘器2，除尘器2通过除尘器的排气口19连接循环风机1的进气口，循环风机1的出气口分别通过管道连接高温排料冷却装置12、中温排料冷却装置13和低温排料冷却装置14的进气口。
42.在本实施例中，高温固体排料为外燃窑煅烧水泥生料产生的950℃的固体半熟料。950℃的高温固体排料经过所述高温排料冷却装置12的进料口被送入高温排料冷却装置12中进行第一级冷却；高温排料冷却装置12产生的温度为750~800℃高温排气进入高温气粉分离装置11进行气固初步分离，高温气粉分离装置11的高温排气通过高温过热器4前高温区的进气口10进入余热锅炉3的高温过热器4前的高温区，随后顺序流过高温过热器4、蒸发器5与省煤器6，依次对过热蒸汽、饱和水与给水进行加热；高温气粉分离装置11分离下来的700~750℃高温排料通过高温排料冷却装置12上部的返料口返送回高温排料冷却装置12内部进行循环。在本实施例中，为了充分回收余热并获得更高的发电效率，余热锅炉采用高温高压，其高温过热器4出口的过热蒸汽参数为9.8mpa、540℃。
43.高温排料冷却装置12的700~750℃排料通过排料管被送入中温排料冷却装置13中进行第二级冷却；中温排料冷却装置13产生的温度为600~650℃中温排气进入中温气粉分离装置20进行气固初步分离，中温气粉分离装置20的中温排气通过蒸发器5前中温区的进气口9进入余热锅炉3的蒸发器5前的中温区，随后顺序流过蒸发器5与省煤器6，依次对饱和水与给水进行加热；中温气粉分离装置20分离下来的350~400℃中温排料通过中温排料冷却装置13上部的返料口返送回中温排料冷却装置13内部进行循环。
44.中温排料冷却装置13的350~400℃排料通过排料管被送入低温排料冷却装置14中进行第三级冷却；低温排料冷却装置14产生的温度为300~350℃低温排气进入低温气粉分离装置21进行气固初步分离，低温气粉分离装置21的低温排气通过省煤器6前低温区的进气口8进入余热锅炉3的省煤器6前的低温区，随后流过省煤器6，对给水进行加热；低温气粉
分离装置21分离下来的100~150℃低温排料通过低温排料冷却装置14上部的返料口返送回低温排料冷却装置14内部进行循环。
45.低温排料冷却装置14的100~150℃排料通过排料管排出，然后被输送至料仓储存。
46.余热锅炉3的排气经过除尘器2的进气口18被送入除尘2进行除尘，除尘器2的排气通过排气口19进入循环风机1，通过循环风机1的增压后分别送入高温排料冷却装置12、中温排料冷却装置13、低温排料冷却装置14的进风室，进行冷却风量的循环。通过风量循环及热量的循环利用，可以充分回用排气含有的余热，提高系统的余热利用效率。
47.在循环风机1的出气口分别通过分支管道与高温排料冷却装置12、中温排料冷却装置13、低温排料冷却装置14的进风室相连，分支管道上分别安装有高温段风量调节阀15、中温段风量调节阀16、低温段风量调节阀17，用来分别调整进入高温排料冷却装置12、中温排料冷却装置13、低温排料冷却装置14的循环风量，进而调整各自的排气气温度，使其满足余热锅炉3内各受热面吸热的适当比例要求。
48.在本实施例中，高温排料冷却装置12、中温排料冷却装置13及低温排料冷却装置14，为流态化或半流态化气固冷却装置，为如图2所示的排料冷却装置，包括进料口30-2、排气口30-1、返料口30-5、气化布风板30-6、风室进气口30-3、风室30-4、排料管30-8、排料控制阀30-7。
49.排料冷却装置30的冷却流化风通过风室进气口30-3送入风室30-4，然后向上流经气化布风板30-6，对气化布风板30-6上的物料进行流态化或半流态化的冷却，冷却风随后穿过料层界面通过排气口30-2排出排料冷却装置30。需要被冷却的固体粉料通过进料口30-2送入排料冷却装置30内。在排料管30-8上设置有排料控制阀30-7，控制排出床层物料的流量，用以控制料层的高度，进而可以调控通过排气口30-2排出的排气温度以及料层中固体物料的温度。
50.在本实施例中，高温气粉分离装置11、中温气粉分离装置20、低温气粉分离装置21，为旋风气固分离器，为如图3所示的旋风气固分离装置，包括进气口40-2、排气口40-1、排料管40-3。
51.排料冷却装置30的排气通过进气口40-2送入旋风气固分离装置40中，进行旋风气固分离，排气通过排气口40-1排出，分离下来的固体粉料通过排料管40-3及与之连接的排料冷却装置30的返料口30-5，回送至排料冷却装置30中进行循环。旋风气固分离装置用来分离排料冷却装置排气中含有的部分细颗粒固体粉料，可以减弱余热锅炉受热面的积灰，提高余热锅炉的吸热效率。
52.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须
具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。且在本实用新型的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。
53.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。