CN101033403B - 高温高压自然循环干熄焦余热锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，包括省煤器，蒸发器，膜式水冷壁，蒸汽过热器，锅炉水平及尾部烟道，其特点是：前墙水冷壁在锅炉进口处设有凝渣管，用于提高前墙水冷壁的吸热量和前墙水冷壁水循环的安全性；锅炉水平及尾部烟道设有悬挂结构形式的膜式水冷壁；锅炉下面水平设置沸腾式省煤器，省煤器的沸腾率≥10％；省煤器上面水平设置汽水循环形式为自然循环的蒸发器。本发明与中温中压复合循环干熄焦余热锅炉相比较，其热力循环效率能提高5％，发电效率提高10％～15％，且解决了高温高压自然循环干熄焦余热锅炉在低热负荷下后烟道的水冷壁水循环安全性问题。

Description

高温高压自然循环干熄焦余热锅炉
技术领域
本发明涉及一种干熄焦余热锅炉，尤其是一种高温高压自然循环干熄焦余热锅炉。
背景技术
干熄焦技术是近十年来国外黑色冶金联合企业和炼焦企业迅速发展起来的最引人注目的节能与环保新型技术之一，具有较好的社会效益和经济效益，各国有关企业都竞相采用。干熄焦余热锅炉作为干熄焦装置系统的重要组成部分，起着联系连接干熄焦系统各个子系统、回收系统余热、减轻干熄焦操作对环境污染等作用。据统计，我国现有大小焦化厂140余家，500余座焦炉，其中大中型焦炉160余座年产焦炭5000余万吨，拥有可回收的余热蒸汽约2500万吨，若用于发电，年可发电65亿kw·h，价值29亿元。同时干熄焦技术经济价值高，干熄焦锅炉可回收热能，省去湿法熄焦的水泵、水处理费用，运行费用低，设备不受腐蚀，使用寿命长等等。可见，余热锅炉潜在的效益是巨大的，干熄焦技术在国内现有焦化厂的改造中将有很大的市场潜力，干熄焦余热锅炉的探索和研究是亟待解决的课题。
目前国内干熄焦锅炉均为国外技术，且蒸发量小，热效率低，不能适应日益发展的干熄焦装置的要求。
发明内容
本发明是要解决现有干熄焦余热锅炉蒸发量小，热效率低的技术问题，而提供一种高温高压自然水循环干熄焦余热锅炉，该锅炉热力循环效率可提高5％，发电效率可提高10-15％。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，包括省煤器，蒸发器，膜式水冷壁，锅炉水平及尾部烟道，其特点是：
(1)前墙水冷壁在锅炉进口处设有凝渣管，用于提高前墙水冷壁的吸热量和前墙水冷壁水循环的安全性；
(2)锅炉水平及尾部烟道设有悬挂结构形式的膜式水冷壁；
(3)锅炉尾部烟道内水平布置沸腾式省煤器，省煤器的沸腾率≥10％；
(4)省煤器上面水平布置汽水循环形式为自然循环的蒸发器；
(5)悬吊管为独立的自然循环回路系统。
余热锅炉的各个受热面为悬挂式结构受热面，其上设置密封结构的穿墙管；悬挂结构由独立的水汽循环系统的悬吊管构成，其中汽水循环形式为自然循环；余热锅炉进口燃烬室内的悬吊管和膜式水冷壁上面均设有防磨不锈钢挡板；余热锅炉进口燃烬室内的凝渣管和第二级过热器前四排管子由金属喷涂管制成。
本发明的余热锅炉的汽水循环方式是自然循环，它由膜式水冷壁、凝渣管、蒸汽过热器、全水平式蒸发器和高沸腾率省煤器等受热面组成，上述各个锅炉受热面采用整体悬挂结构，悬吊管系统也采用独立自然循环系统。其运行参数：配干熄焦能力为75t/h～150t/h，蒸汽压力为4.6MPa～9.82MPa，过热蒸汽温度为450℃～540℃，蒸汽产量位46～86t/h。在同样的循环烟气参数与中温中压复合循环干熄焦余热锅炉相比较，其热力循环效率能提高5％，发电效率提高10％～15％。可回收利用红焦显热的83％左右，使炼焦过程的热效率提高10个百分点以上，相当于平均每熄1吨焦炭可回收热量可产3.9MPa，450℃蒸汽0.45t～0.6t左右。同时焦炭的质量得到改善，焦炭产率得到提高，优化了高炉生产。本发明解决了高温高压自然循环干熄焦余热锅炉在低热负荷下后烟道的水冷壁水循环安全性问题、高压自然循环水平蒸发管中水动力特性安全性问题和后烟道中附加受热面与烟气容积辐射性之间计算方法，使高温高压自然循环干熄焦余热锅炉的设计水平和工艺技术水平超过当前同类产品国际先进水平。
附图说明
图1是本发明的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉结构图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明，
如图1所示，本发明的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，包括凝渣管1，膜式水冷壁2，沸腾式省煤器3，水平管蒸发器4，穿墙管5，悬吊管6不锈钢挡板7，金属喷镀管8等。
(1)前墙水冷壁在锅炉进口处设有凝渣管1，用于提高前墙水冷壁的吸热量，改善前墙水冷壁水循环的安全性；
(2)在锅炉水平及尾部烟道内设置膜式水冷壁2，用于提高锅炉的密封性，并采用悬挂结构；
(3)采用了高沸腾率(沸腾率≥10％)的水平布置鳍片式省煤器1。对此受热面布置设计时，使省煤器1出口约有10％的沸腾率，提高省煤器的出口工质焓值，减少锅筒内工质欠焓，这一措施不仅使得水冷壁受热面内水的起沸点高度降低，改善了蒸发器脉动性、多值性，同时对蒸发器受热面布置也是十分有利；
(4)蒸发器4为水平布置，汽水循环形式为自然循环。在高温高压自然循环干熄焦锅炉中采用全水平蒸发器4对锅炉整体受热面的布置更为方便，同时制造工作量也大为减小；
(5)锅炉各个受热面穿墙管5采用密封结构；
(6)余热锅炉的各个受热面为悬挂式，组成悬挂系统的悬吊管6采用独立的水汽循环系统，汽水循环形式为自然循环；
(7)余热锅炉进口燃烬室内的悬吊管6和后墙膜式水冷壁2均采用防磨不锈钢挡板7；
(8)余热锅炉进口燃烬室内的凝渣管1、二级过热器前四排管子采用合金钢喷镀管8；
(9)为了防止省煤器出口处管束的低温腐蚀，在此处管束材料中添加了锌铜元素，提高省煤器低温段的抗低温腐蚀的能力。

Claims (6)

1.一种高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，包括省煤器(3)，蒸发器(4)，膜式水冷壁(2)，蒸汽过热器，锅炉水平及尾部烟道，其特征在于，前墙水冷壁在锅炉进口处设有凝渣管(1)，用于提高前墙水冷壁的吸热量和前墙水冷壁水循环的安全性；锅炉水平及尾部烟道设有悬挂结构形式的膜式水冷壁(2)；锅炉尾部烟道内水平布置沸腾式省煤器(3)，省煤器(3)的沸腾率≥10％；省煤器(3)上面水平布置汽水循环形式为自然循环的蒸发器(4)。
2.根据权利要求1所述的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，其特征在于，所述余热锅炉的各个受热面为悬挂式结构受热面，其上设置密封结构的穿墙管(5)。
3.根据权利要求1所述的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，其特征在于，所述锅炉水平及尾部烟道设有的膜式水冷壁(2)上设有防磨不锈钢挡板(7)。
4.根据权利要求1所述的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，其特征在于，所述前墙水冷壁在锅炉进口处设有的凝渣管(1)和第二级过热器前四排管子由金属喷涂管(8)制成。
5.根据权利要求2所述的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，其特征在于，所述悬挂结构由独立的水汽循环系统的悬吊管(6)构成，其中汽水循环形式为自然循环。
6.根据权利要求5所述的高温高压自然循环干熄焦余热锅炉，其特征在于，所述余热锅炉进口燃烬室内的悬吊管(6)上设有防磨不锈钢挡板(7)。
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