CN101614389B - 一种倾斜式锅壳余热锅炉 - Google Patents

Abstract

一种倾斜式锅壳余热锅炉，含有进口烟道、设置在进口烟道上的膨胀节、下降管、锅壳、锅筒、上升管、出口烟道、换热烟管。锅壳倾斜放置，中心轴线与水平方向的夹角α为15～85度，锅壳内设换热烟管，与锅壳倾斜方向平行布置；换热烟管上设置导流隔板；锅壳最低处设置排污装置；锅筒内设置半圆隔板，与锅筒前端的距离l为(0.8～3)D；进口烟道与前管板连接处内砌有耐火防磨层；排污装置包括排污管及排污弧形板，排污弧形板的切线与水平方向的夹角β为5～60度。换热烟管为两根以上，换热烟管距离锅壳上顶部的最小距离L为(1/3～1/2)R。锅壳可以设置两个或两个以上，并列布置。本发明具有密封性好、水循环安全和减少积灰等优点。

Description

一种倾斜式锅壳余热锅炉

技术领域

本发明涉及一种余热利用倾斜式锅壳锅炉，具体的说是一种适用于矿热炉等产生的高含尘量烟气余热利用的倾斜式锅壳余热锅炉。

背景技术

目前占主导地位的水管式余热锅炉，无论在蒸发量、压力上都能够做得足够大，但由于其存在系统密封不严，漏风严重，尤其在烟气含尘量高的时候，容易出现受热面积灰，且受热面积灰后不好清理，致使锅炉风机电耗增加，出力下降，甚至锅炉系统无法正常运行。另外受热面需要大量的钢架来支撑，使得锅炉总的占地面积及总的耗钢量都比较大，相应所需要的保温材料的数量也很大。

常规锅壳锅炉中，高温烟气直接冲刷入口端前管板外侧，而管板内侧是低温饱和水，两侧过大的温差，致使前管板在应力作用下产生裂纹；高速烟气在进入换热烟管时，烟气中的尘粒子会对管端产生严重的磨损，这都是常规锅壳锅炉所没有能够解决的难题。而且卧式锅壳锅炉在烟气含尘量高的时候会出现严重积灰，锅炉系统不能正常运行。而立式锅壳锅炉能够解决积灰的问题，但其水循环不够安全，会经常出现爆管，且受热管不能做得太高，蒸发量受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种能解决上述积灰问题并能安全正常运行的锅壳式余热锅炉，合理设计汽水循环，保证水循环的安全性。

本发明的技术方案如下：

一种倾斜式锅壳余热锅炉，其特征在于：所述余热锅炉含有进口烟道、设置在进口烟道上的膨胀节、下降管、锅壳、锅筒、上升管、出口烟道、换热烟管；所述锅壳倾斜放置，中心轴线与水平方向的夹角α为15～85度，锅壳两端分别焊接前管板和后管板；锅壳内设有换热烟管，固定在锅壳前管板和后管板上，与锅壳倾斜方向平行布置；在换热烟管上设置导流隔板；锅壳最低处设置排污装置；锅筒设置在锅壳上方，通过下降管和上升管与锅壳连接；锅筒内设置半圆隔板，半圆隔板与锅筒前端的距离l为锅筒直径D的0.8～3倍，即0.8D≤l≤3D；所述进口烟道设置在锅壳前端，上设膨胀节；锅壳后端连接出口烟道。所述进口烟道与前管板连接处砌筑有耐火防磨层，耐火防磨层厚度为40～100mm；换热烟管穿过耐火防磨层与进口烟道连通。排污弧形板焊接在锅壳后管板上，排污弧形板的切线与水平方向的夹角β为5～60度。

上述技术方案中，换热烟管为两根以上，换热烟管距离锅壳上顶部的最小距离L为锅壳半径R的1/3～1/2。

上述技术方案中，换热烟管上的导流隔板可以设置两个或两个以上。

上述技术方案中，锅壳可以设置两个或两个以上，并列布置。

本发明与现有技术相比，倾斜布置的锅壳可以有效减少积灰，换热烟管的布置方式和所设置的直立隔板可以减少锅壳内蒸汽在锅壳顶端的累积，进一步增加水循环安全；进口烟道内锅壳前管板设置的耐火防磨层，既可以防止含尘烟气中尘粒子对锅壳前管板和换热烟管管端的磨损，又可以降低烟气冲刷锅壳前管板的温度，对锅壳前管板和换热烟管起到很好的保护作用，从而使本发明具有密封性好、水循环安全和减少积灰等优点。

附图说明

图1为本发明所涉及的倾斜式锅壳余热锅炉示意总图。

图2为本发明所涉及的单锅壳式倾斜式锅壳余热锅炉俯视示意图。

图3为本发明所涉及的双锅壳式倾斜式锅壳余热锅炉俯视示意图。

图4为本发明所涉及的倾斜式锅壳余热锅炉排污装置示意图。

图5为本发明所涉及的倾斜式锅壳余热锅炉锅壳内烟管布置意图。

图中：1-进口烟道；2-膨胀节；3-耐火防磨层；4-下降管；5-半圆隔板；6-锅壳；7-锅筒；8-上升管；9-出口烟道；10-换热烟管；11-前管板；12-后管板；13-导流隔板；14-排污管；15-排污弧形板。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的具体结构、工作原理及实施方式：

本发明包括进口烟道1、设置在进口烟道上的膨胀节2、下降管4、锅壳6、锅筒7、上升管8、出口烟道9、换热烟管10。

如图1所示，锅壳6倾斜放置，其中心轴线与水平方向的夹角α为15～85度，锅壳6两端分别焊接前管板11和后管板12；锅壳6内设换热烟管10，固定在锅壳6前管板11和后管板12上，与锅壳6倾斜方向平行布置。进口烟道1设置在锅壳6前端，上设膨胀节2，以缓冲管道的热胀冷缩；锅壳6后端连接出口烟道9。高含尘的余热烟气，流经进口烟道1，进入换热烟管10与锅壳6中的水进行换热，锅壳6中的水吸热后温度升高，产生蒸汽，由于蒸汽与液相水之间的密度差，蒸汽在锅壳6内上升。为了防止蒸汽过度累积到锅壳顶部，造成锅壳顶部上管板过热，换热烟管10上设置导流隔板13。锅筒7设置在锅壳6上方，通过下降管4和上升管8与锅壳6连接。上升的蒸汽通过导流隔板13隔出的通道，沿各自通道上升，经过上升管8到达锅筒7内，继续上升的蒸汽通过锅筒7内的汽水分离装置分离后，品质合格的饱和蒸汽通过蒸汽管道送往过热器继续加热到所需温度或者直接送往用热设备。为了加强蒸汽的导向性，导流隔板13可以在换热烟管10上设置两个或两个以上。

锅筒7内设置半圆隔板5，半圆隔板5与锅筒7前端的距离l为锅筒直径D的0.8～3倍，即0.8D≤l≤3D。锅炉给水通过余热锅炉给水装置送入半圆隔板5隔出的锅筒7前部，锅筒内温度最低的给水沿设在锅筒7前部的下降管4进入锅壳6内，对换热烟管10进行有效冷却，并补充由于吸热蒸发而减少的锅壳6内的水分。在锅筒内的半圆隔板的作用下，冷水只能在锅筒前端下降，从而对换热烟管受热强的部分进行有效充分冷却。换热后的烟气经出口烟道9排出余热锅炉，进行后续换热或除尘。

进口烟道1与锅壳前管板6连接处设置耐火防磨层3，厚40～100mm，以耐火防磨浇筑料砌筑在锅壳6前管板11上，既可以防止含尘烟气中尘粒子对锅壳前管板11和换热烟管10管端的磨损，又可以降低烟气冲刷锅壳前管板11的温度，对锅壳前管板11和换热烟管10起到很好的保护作用。换热烟管10穿过耐火防磨层3与进口烟道1连通。

倾斜设置的锅壳可以有效解决水平放置锅壳锅炉变工况时积灰的问题，由于含尘烟气中尘粒子的结构尺寸不同、大小重量不一，在小尺寸、重量轻的尘粘附于换热烟管管壁上时，大尺寸、重量大的尘粒子能够通过碰撞，把粘附于管壁的尘粒子撞下来，被烟气带走，形成了倾斜式锅壳锅炉的自清灰功能，可以保证烟气含尘量高时管壁上不积灰。

由于锅壳式余热锅炉换热量较大，通常换热烟管10为两根以上。由于蒸汽在锅壳内上行，容易在锅壳顶部形成蒸汽区，如果换热烟管设置在此区域，则会使换热烟管过热而破损，从而影响余热锅炉的安全，因此最上一根或最上一排换热烟管10与锅壳6上顶部的距离L，即换热烟管10与锅壳6上顶部的最小距离L为锅壳半径R的1/3～1/2，即 $L=(\frac{1}{3}~\frac{1}{2})R$ (如图5所示)。

在卧式或者直立式锅壳中，排污装置通常设置在锅壳的底部。但在倾斜式锅壳6中最低点在锅壳后管板12上，由于该位置是不允许开孔的，为了解决在锅炉系统最低点设排污装置的问题，本发明在锅壳6底部最低处设置一弧形板15，弧形板15的切向角，即连接处切线与水平方向的夹角β为5～60度，弧形板15焊接在锅壳6后管板上，重新构造出一最低点，紧邻弧形板15设置排污管14，构成本发明的排污装置。

根据锅壳余热锅炉的尺寸，锅壳6可以并列布置两个或两个以上，含尘高温烟气通过均布设置的进口烟道1分别进入到不同锅壳6的换热烟管10中。

Claims (6)

1.一种倾斜式锅壳余热锅炉，其特征在于：所述余热锅炉含有进口烟道(1)、设置在进口烟道上的膨胀节(2)、下降管(4)、锅壳(6)、锅筒(7)、上升管(8)、出口烟道(9)、换热烟管(10)；所述锅壳(6)倾斜放置，中心轴线与水平方向的夹角α为15～85度，锅壳(6)两端分别焊接前管板(11)和后管板(12)；锅壳(6)内设有换热烟管(10)，换热烟管的两端分别固定在前管板(11)和后管板(12)上，与锅壳(6)倾斜方向平行布置，在换热烟管(10)上设置导流隔板(13)；在锅壳(6)的最低处设置排污装置；所述锅筒(7)设置在锅壳(6)上方，通过下降管(4)和上升管(8)与锅壳(6)连接；锅筒(7)内设置半圆隔板(5)，半圆隔板(5)与锅筒(7)前端的距离l与锅筒(7)直径D的关系为0.8D≤l≤3D。

2.根据权利要求1所述的倾斜式锅壳余热锅炉，其特征在于：所述排污装置由排污管(14)及排污弧形板(15)组成，排污弧形板焊接在锅壳(6)后管板(12)上，排污弧形板的切线与水平方向的夹角β为5～60度。

3.根据权利要求1所述的倾斜式锅壳余热锅炉，其特征在于：所述进口烟道(1)与前管板(11)连接处砌筑有耐火防磨层(3)，耐火防磨层厚度为40～100mm；换热烟管(10)穿过耐火防磨层(3)与进口烟道(1)连通。

4.根据权利要求1、2或3所述的倾斜式锅壳余热锅炉，其特征在于：所述换热烟管(10)为两根以上，换热烟管(10)距离锅壳(6)上顶部的最小距离L为锅壳半径R的1/3～1/2。

5.根据权利要求1、2或3所述的倾斜式锅壳余热锅炉，其特征在于：所述导流隔板(13)为两个或两个以上。

6.根据权利要求1、2或3所述的倾斜式锅壳余热锅炉，其特征在于：所述锅壳(6)为两个或两个以上，并列布置。

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