CN101430087B - 一种水泥窑余热发电窑头锅炉蒸发器换热管的布置结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于水泥窑纯低温余热发电系统的余热发电窑头锅炉蒸发器换热管布置结构，换热管(3)设置为与水平面成夹角的结构，换热管(3)两头同联箱(8)相连，两道以上的换热管(3)形成平行向上排列的结构，换热管(3)与水平面夹角角度的最佳值设置为3°，每道换热管(3)设置为延伸至锅炉本体左侧(4)的一端高于延伸至锅炉本体右侧(5)的一端，换热管(3)全部采用鳍片管，本发明的技术方案，能有效降低锅炉本体高度，减小锅炉投入成本，便于检修，能控制汽水管路及废气风温及风压，有效的提高锅炉的运行效率；同时，采用本发明技术方案的锅炉换热效果好，废气出入口温度控制和设计吻合，汽包波动较小，便于系统控制。
Description
技术领域
本发明涉及水泥窑纯低温余热发电系统，更具体地说，本发明是属于一种水泥窑余热发电窑头锅炉蒸发器换热管布置结构。
背景技术
水泥行业是能源消耗大户也是能源浪费大户，近两年国家持续宏观调控，节能降耗成了水泥行业必须完成的课题，水泥窑纯低温余热发电技术能很好地解决节能降耗的问题。在水泥窑纯低温余热发电技术领域，余热锅炉的设计是非常关键的一个环节，它不仅关系到整个水泥窑余热发电系统对水泥生产线余热的回收效率，而且关系到余热发电系统能否长期稳定的运行。余热发电窑头锅炉主要由省煤器、蒸发器、过热器组成。省煤器是利用通过蒸发器的出口废气余热加热锅炉给水，加热后的给水通过汽包进入蒸发器，产生饱和蒸汽，饱和蒸汽通过过热器再次加热，产生过热蒸汽进汽轮机做功。窑头锅炉蒸发器也是一种间壁式热交换设备，管内流体是汽水混合物，管外壁是水泥窑废气，通过利用降水管中的水与上升管中的汽水混合物的密度差作为推动力，建立起工质循环流动。目前，在国内水泥窑纯低温余热发电系统中，窑头锅炉基本采用的都是立式锅炉，这种结构的锅炉，其蒸发器换热管倾斜角度较大，主要存在如下弊端：1、锅炉高度较大，不便于检修；2、没有考虑锅炉内部的温度场，降低了锅炉蒸发器出口废气热焓，使省煤器热量不足，造成省煤器出口水温低，锅炉给水进入汽包后内部水位波动较大，不便于控制；3、蒸发器水循环流速大，降低了传热效率和蒸发器的寿命，并且出蒸发器的废气温度较低，便于系统对废气温度的控制。因此，有效的控制锅炉蒸发器换热管的倾斜角度，降低锅炉本体的高度，减小锅炉投入的成本，便于巡检人员检修，控制汽水管路及废气风温及风压的控制，提高锅炉的运行效率就成为一个急需解决的技术问题。
发明内容
本发明一种水泥窑余热发电窑头锅炉蒸发器换热管的布置结构，其所要解决的技术问题是：提供一种主要通过确定余热锅炉蒸发器换热管的倾斜角度，在保证蒸发器循环情况下，从而合理的控制省煤器出口温度，稳定汽包水位，降低锅炉成本的投入，同时能降低锅炉高度。
本发明为一种水泥窑余热发电窑头锅炉蒸发器换热管的布置结构，包括：蒸发器，蒸发器的换热管(蒸发器由换热管组成)，所述的换热管设置为与水平面成夹角的结构，换热管的两头同联箱相连，两道以上的换热管形成平行向上排列的结构。
所述的换热管与水平面夹角角度尤其在0°到10°之间。
所述的换热管与水平面夹角角度尤其在2°到6°之间。
所述的换热管与水平面夹角角度的最佳值设置为3°。
所述的每道换热管设置为延伸至锅炉本体左侧的一端高于延伸至锅炉本体右侧的一端。
所述的换热管中的介质流向为从锅炉本体右侧一端流向锅炉本体左侧一端。
所述的换热管全部采用鳍片管。
采用本发明技术方案的蒸发器换热管的布置结构，能有效地控制锅炉蒸发器换热管的倾斜角度，可以有效的降低锅炉本体的高度，减小锅炉投入的成本，便于巡检人员检修，能控制汽水管路及废气风温及风压，有效提高锅炉的运行效率；同时，采用本发明技术方案锅炉换热效果好，废气出入口温度控制和设计吻合，汽包波动较小，便于系统控制。
附图说明
下面对本发明的说明书中各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明一种水泥窑余热发电窑头锅炉蒸发器换热管的布置结构的结构剖视示意图；
图2为本发明的局部放大结构剖视示意图；
图中标记为：1、锅炉本体；2、蒸发器；3、换热管；4、锅炉本体左侧；5、锅炉本体左侧；6、过热器；7、省煤器；8、联箱。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
对照附图1，本发明为一种水泥窑余热发电窑头锅炉蒸发器换热管的布置结构，包括：蒸发器2，蒸发器的换热管3，所述的换热管3设置为与水平面成夹角的结构，换热管3的两头同联箱8相连，两道以上的换热管3形成平行向上排列的结构。
所述的换热管3与水平面夹角角度尤其在0°到10°之间。
所述的换热管3与水平面夹角角度尤其在2°到6°之间。
所述的换热管3与水平面夹角角度的最佳值设置为3°。
所述的每道换热管3设置为延伸至锅炉本体左侧4的一端高于延伸至锅炉本体右侧5的一端。
所述的换热管3中的介质流向为从锅炉本体右侧5一端流向锅炉本体左侧4一端。
所述的换热管3全部采用鳍片管。
窑头锅炉蒸发器也是一种间壁式热交换设备，换热管3内流体是汽水混合物，换热管3外壁是水泥窑废气，通过利用降水管中的水与上升管中的汽水混合物的密度差作为推动力，建立起工质循环流动，通过沿管内介质流向的方向，向上倾斜3°，既能保证自然循环的推动力，又能将有效的控制锅炉的投入成本，保证系统的热量交换在合理的范围内，有效的提高锅炉的运行效率。
本发明的窑头锅炉结构型式采用为立式自然循环汽包炉，受热面换热管3全部采用鳍片管，有效增大了换热面积。锅炉自上而下依次设置过热器、蒸发器和省煤器，均为逆流式布置。
过热器与省煤器均为水平布置，蒸发器通过锅炉本体右侧5的进口联箱与锅炉本体左侧4的出口联箱的高度差，来保证其沿介质流向向上倾斜3°。这样的设计既能保证自然循环的推动力，又能将有效的控制锅炉的投入成本，保证系统的热量交换在合理的范围内，有效的提高锅炉的运行效率。
锅炉本体右侧5的进口联箱与锅炉本体左侧4的出口联箱均与锅炉配管连接到汽包，达到锅炉自然循环的目的，蒸发器换热管3进行交错排列，有效改变废气的流向，增加废气在锅炉内部停留的时间，增大了锅炉的换热效率。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述具体方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改动而将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均落入本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种水泥窑余热发电窑头锅炉蒸发器换热管的布置结构，包括：蒸发器(2)，蒸发器的换热管(3)，所述的换热管(3)设置为与水平面成夹角的结构，换热管(3)的两头同联箱(8)相连，两道以上的换热管(3)形成平行向上排列的结构，所述的每道换热管(3)设置为延伸至锅炉本体左侧(4)的一端高于延伸至锅炉本体右侧(5)的一端；所述的换热管(3)中的介质流向为从锅炉本体右侧(5)一端流向锅炉本体左侧(4)一端；所述的换热管(3)全部采用鳍片管，其特征在于：所述的换热管(3)与水平面夹角设置为3°。
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