CN101639212B - 余热锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于低压煤气化装置的余热锅炉，包括立式圆筒型壳体，壳体的上端设置有烟气进口，下端设置有烟气出口和出灰口，壳体内烟气进口的下方依次设置有第一中压蒸发器、过热器、第二中压蒸发器和低压蒸发器，且第一中压蒸发器、第二中压蒸发器、低压蒸发器均为火管式，第一中压蒸发器、第二中压蒸发器和低压蒸发器的两端分别设置有引出管和下降管，第一中压蒸发器上和第二中压蒸发器上的下降管和引出管分别与中压汽包相连，低压蒸发器上的引出管和下降管与低压汽包相连，过热器的一端的过热蒸汽管与中压汽包相连，另一端与蒸汽输出管相连。本发明适用于烟气的热能回收。

Description

余热锅炉
技术领域
本发明涉及锅炉领域，尤其涉及到一种煤化工行业低压煤气化装置余热回收的余热锅炉。
背景技术
余热锅炉是利用前面装置产生的高温烟气中的热能，转化为介质(水或者蒸汽)的热能从而加以利用的设备。
在低压工艺(煤气化炉工作压力≤1.0Mpa，低压工艺煤气化相比壳牌煤气化工艺气化炉压力达3.0Mpa以上而言)的煤气化过程中，从煤气化炉出来的烟气温度达到950℃～1050℃，这部分烟气中含有大量的热能，必须利用余热锅炉来回收利用热量。由于在烟气中含有大量水份，还存在一些二氧化硫、氢氰酸等酸性物质，在低温(烟气露点温度)下容易对金属产生低温腐蚀，同时烟气中又含有大量细粉状的粉尘，由于静电作用，极容易附着在金属表面不容易清理，影响锅炉乃至整套设备的运行。煤气化特有的工艺决定了烟气的压力为0.2Mpa～1.0Mpa的工况，决定了余热锅炉与其他常规锅炉有很大的区别，一般锅炉的烟气压力为微正压或微负压。因此，余热锅炉的设计既要考虑低温腐蚀和防止积灰和烟气的压力，又要保证能在如此恶劣条件下吸收高温烟气中的能量，降低烟温。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于低压煤气化装置的余热锅炉。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：包括立式圆筒型壳体，壳体的上端设置有烟气进口，下端设置有烟气出口和出灰口，壳体内烟气进口的下方依次设置有第一中压蒸发器、过热器、第二中压蒸发器和低压蒸发器，且第一中压蒸发器、第二中压蒸发器、低压蒸发器均为火管式，过热器为水管式，第一中压蒸发器、第二中压蒸发器和低压蒸发器的两端分别设置有引出管和下降管，第一中压蒸发器上和第二中压蒸发器上的下降管和引出管分别与中压汽包相连，低压蒸发器上的引出管和下降管与低压汽包相连，过热器的一端的过热蒸汽管与中压汽包相连，另一端与蒸汽输出管相连。
所述第二中压蒸发器的下方还设置有第三中压蒸发器，第三中压蒸发器上的引出管和下降管与中压汽包相连；
所述第一中压蒸发器呈倾斜设置，且第一中压蒸发器与竖直方向之间的夹角为α，α为5°～7°，第一中压蒸发器上的引出管位于在竖直方向上第一中压蒸发器上的最高处。
本发明的有益效果是：利用火管式蒸发器热容量的特点，能在停炉时较长时间内保持管壁的温度，避免烟气的低温腐蚀。采用双压系统，最大限度的吸收烟气中的能量加以利用。
附图说明
图1是本发明余热锅炉的结构示意图。
图1中：1、壳体，2、烟气进口，3、烟气出口，4、出灰口，5、第一中压蒸发器，6、过热器，7、第二中压蒸发器，8、第三中压蒸发器，9、低压蒸发器，10，中压汽包，11、第一引出管，12、上盖板，13、第二引出管，14、第三引出管，15、第一下降管，16、过热蒸汽管，17、第二下降管，18、第三下降管，19、低压汽包，20、低压引出管，21、低压下降管，22、蒸汽输出管。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明余热锅炉的结构和工作原理作进一步的详细描述。
如图1所示，一种余热锅炉，包括立式圆筒型壳体1，壳体1的上端设置有烟气进口2，下端设置有烟气出口3和出灰口4，壳体1内自上而下依次设置有第一中压蒸发器5、过热器6、第二中压蒸发器7、第三中压蒸发器8和低压蒸发器9，且第一中压蒸发器5、第二中压蒸发器7、第三中压蒸发器8和低压蒸发器9均为火管式(烟气在换热管内流动的为火管式，烟气在换热管外流动的为水管式)，过热器6为水管式，第一中压蒸发器5倾斜设置在壳体1内，且在竖直方向上与壳体1之间的夹角α为7°，在实际生产时也可设置为5°或6°等，在第一中压蒸发器5的最高点设置有与中压汽包10相连的第一引出管11，因为第一中压蒸发器5中产生的蒸汽温度最高，第一中压蒸发器5中产生的气泡的温度也最高，如果让它停留在第一中压蒸发器5的最上端，高温的气泡容易灼烧坏第一中压蒸发器5的上盖板12，导致蒸汽泄露，故将第一中压蒸发器5倾斜设置在壳体1内且在第一中压蒸发器5的最高点设置第一引出管11，及时的将第一中压蒸发器5中产生的气泡引入中压汽包10内，避免了上盖板12长时间被气泡灼烧导致穿孔的情况的发生。第二中压蒸发器7和第三中压蒸发器8的上端分别设置有与中压汽包10相连的第二引出管13和第三引出管14，中压汽包10上设置有分别与第一中压蒸发器5、过热器6、第二中压蒸发器7和第三中压蒸发器8相连的第一下降管15、过热蒸汽管16、第二下降管17和第三下降管18，过热器6上还设置有蒸汽输出管22。第一中压蒸发器5、过热器6、第二中压蒸发器7、第三中压蒸发器8和中压汽包10形成一个中压系统。低压蒸发器9的两端分别设置有与低压汽包19相连的低压引出管20和低压下降管21。低压蒸发器9和低压汽包19形成低压系统。中压系统和低压系统形成双压系统。
本发明的工作原理是：烟气从壳体1上的烟气进口2进入依次经过第一中压蒸发器5、过热器6、第二中压蒸发器7、第三中压蒸发器8和低压蒸发器9，最后从烟气出口3排出。在此过程中，烟气的热量分别与第一中压蒸发器5、第二中压蒸发器7、第三中压蒸发器8、低压蒸发器9中的介质——如水进行热交换，水受热后形成的汽水混合物分别通过第一引出管11、第二引出管13、第三引出管14和低压引出管20进入中压汽包10和低压汽包19，中压汽包10和低压汽包19中的水通过分别通过第一下降管15、第二下降管17、第三下降管18和低压下降管21分别进入第一中压蒸发器5、第二中压蒸发器7、第三中压蒸发器8和低压蒸发器9，这样就分别形成了中压水循环系统和低压水循环系统。中压系统中的蒸汽由中压汽包10上的饱和蒸汽引出管送往外管道或经过热器6过热后由蒸汽输出管22送往外管道。低压系统中的蒸汽由低压汽包19上的饱和蒸汽引出管送往用于除掉余热锅炉给水中氧气的除氧器或另作他用。因为整个余热锅炉竖直布置，所以在整个烟气换热的过程中产生的灰会直接掉入到壳体1的底部，打开出灰口4就可将灰直接排出。
本发明的优点是：利用火管式蒸发器热容量的特点，即蒸发器中换热管外的水的体积大，因此它的降温慢，这样就能在停炉时较长时间内保持管壁的温度，避免烟气的低温腐蚀。采用双压系统，最大限度的吸收烟气中的能量加以利用。所有的蒸发器都采用火管式，并且壳体采用立式的，这样只要适当控制烟气的流速，就不容易在换热管内壁上积灰，且所有的粉尘均会随气流下落到壳体的底部，通过出灰口4排出，同时由于烟气在换热管内纵向冲刷，换热管内壁的磨损问题也得到很大的改善。

Claims (2)

1.余热锅炉，包括立式圆筒型壳体，壳体的上端设置有烟气进口，下端设置有烟气出口和出灰口，其特征在于：壳体内烟气进口的下方依次设置有第一中压蒸发器、过热器、第二中压蒸发器和低压蒸发器，且第一中压蒸发器、第二中压蒸发器、低压蒸发器均为火管式，过热器为水管式，第一中压蒸发器、第二中压蒸发器和低压蒸发器的两端分别设置有引出管和下降管，第一中压蒸发器上和第二中压蒸发器上的下降管和引出管分别与中压汽包相连，低压蒸发器上的引出管和下降管与低压汽包相连，过热器上的过热蒸汽管与中压汽包相连，过热器上设置有蒸汽输出管，所述第一中压蒸发器呈倾斜设置，且第一中压蒸发器与竖直方向之间的夹角为α，α为5°～7°，第一中压蒸发器上的引出管位于在竖直方向上第一中压蒸发器上的最高处。
2.根据权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于：所述第二中压蒸发器的下方还设置有第三中压蒸发器，第三中压蒸发器上的引出管和下降管与中压汽包相连。
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