CN101761908A - 一种余热锅炉 - Google Patents

Abstract

一种余热锅炉，包括：具有进烟口、出烟口和形成在底面上的出尘口的炉体且炉体上设有热交换器；分别连接有给水管、出水管、回流管和出汽管的汽包，出水管与热交换器的入水侧相连且回流管与热交换器的出水侧相连；和安装在炉体的出尘口处并且包括主体和格栅的灰斗，主体具有位于上端的灰渣入口，位于下端的灰渣出口，和设在侧壁上的辅助灰渣出口，灰渣入口与出尘口相连，格栅倾斜地设置在主体内且格栅的下端邻近辅助灰渣出口。根据本发明的余热锅炉，灰斗的格栅能够将较大尺寸的灰渣与较小尺寸的灰渣分离，并且将较大尺寸的灰渣通过辅助灰渣出口排出，避免了较大尺寸的灰渣直接砸到灰斗的壁上，降低了对主体的损坏，提高了灰斗寿命。

Description

一种余热锅炉

技术领域

本发明涉及一种余热锅炉。

背景技术

余热锅炉是用于回收热量的设备，例如在有色冶金领域，余热锅炉广泛地用于回收冶金炉(例如熔炼炉)内的烟气中的热量。传统余热锅炉的灰斗连接到余热锅炉炉体上，余热锅炉炉体内的大块灰渣和小块灰渣一起从余热锅炉炉体内落到灰斗内，并且直接会砸在灰斗的壁上，从而会导致灰斗变形，寿命短，需要经常维护，成本增高，并且当灰斗与余热锅炉一体制成时，灰斗的维护会影响余热锅炉的操作，从而降低了效率。

此外，为了提高热交换效率，本申请的申请人已经提出了用膜式壁制成的余热锅炉炉体，而且与炉体相连的灰斗主体也由膜式壁制成，然而，对于这样的余热锅炉，落下的大块灰渣会砸坏构成灰斗主体的膜式壁的管，从而导致漏水，发生事故。因此，灰斗容易被损坏，容易发生事故，寿命短，维修率高，效率低，成本高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中的上述问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种余热锅炉，所述余热锅炉的灰斗能够从灰渣中分离出大块尺寸的灰渣、避免大块灰渣砸坏灰斗，从而提高灰斗寿命。

根据本发明的余热锅炉包括：炉体，所述炉体具有进烟口、出烟口和出尘口，且所述炉体上设有热交换器；汽包，所述汽包上分别连接有给水管、出水管、回流管和出汽管，其中所述出水管与所述热交换器的入水侧相连且所述回流管与所述热交换器的出水侧相连；和灰斗，所述灰斗在炉体的出尘口处安装在炉体的底面上并且包括主体和格栅，其中所述主体具有位于上端的灰渣入口，位于下端的灰渣出口，和设在侧壁上的辅助灰渣出口，所述灰渣入口与所述出尘口相连，所述格栅倾斜地设置在所述主体内且所述格栅的下端邻近所述辅助灰渣出口。

另外，根据本发明的灰斗还具有如下附加技术特征：

所述炉体包括：上升段烟道，所述上升段烟道下端的进烟口适于与冶金炉的烟气出口相连；过渡段烟道，所述过渡段烟道包括上升部和下降部，上升部的顶端与下降部的顶端相连，且上升部的下端与上升段烟道的顶端相连；和对流段烟道，所述对流段烟道的进烟口与所述下降部的下端相连，所述出烟口形成在对流段烟道的出烟端，且所述出尘口形成在对流段烟道的底面上。

所述炉体进一步包括下降段烟道，所述下降段烟道的顶端与所述下降部的下端相连而下端与对流段烟道的进烟口相连。

所述灰斗的主体由钢板制成，所述上升段烟道、过渡段烟道、下降段烟道和对流段烟道由膜式壁构成，且所述热交换器由炉体本身形成。

所述出烟口形成在对流段烟道的顶面上且与所述出尘口相对。

所述主体的前后侧壁为顶边大于底边的梯形形状，所述主体的左右侧壁为长方形形状，且辅助灰渣出口形成在所述前后侧壁之一上。

所述主体的前后侧壁中的另一个上设有人孔，其中所述灰斗进一步包括用于封闭所述人孔的人孔盖、和用于封闭所述辅助灰渣出口的辅助灰渣出口盖。

所述主体的外壁上设有加强筋。所述格栅由钢轨制成。

所述灰斗的的灰渣入口通过连接法兰与对流段烟道的出尘口相连且所述灰渣出口处设有灰渣出口盖。

根据本发明的余热锅炉，灰斗的主体内设置了格栅，格栅能够将较大尺寸的灰渣与较小尺寸的灰渣分离，并且将较大尺寸的灰渣通过辅助灰渣出口排出，避免了较大尺寸的灰渣直接砸到灰斗的壁上，降低了对主体的损坏，提高了灰斗寿命。

根据本发明的余热锅炉，炉体包括上升段烟道，烟气在上升过程中，其中的灰尘能够依靠重量落到冶金炉，例如熔炼炉内，从而降低了烟气中的灰尘，炉体还包括过渡段烟道和下降段烟道及对流段烟道，因此进一步延长了烟气在炉体内运行的时间，提高了回收烟气中的热量的效率。

根据本发明的余热锅炉，炉体有膜式壁构成，从而炉体本身能够用作热交换器，不但炉体重量轻，而且了冷却效果好，热量回收效率高，炉体内的结灰轻。而灰斗的主体由钢板制成，因此相比膜式壁构成的灰斗，不容易变形和被砸坏。

根据本发明的灰斗，主体的外壁上设置了加强筋，进一步增加了灰斗的强度。

根据本发明的灰斗，主体上形成有了人孔，便于灰斗内部的维护。

根据本发明的灰斗，在灰斗的上端安装有适于与余热锅炉炉体相连的连接法兰，灰斗与余热锅炉炉体为分体结构，因此灰斗的维修和更换不影响余热锅炉的运行。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的余热锅炉的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的余热锅炉的炉体的示意图；

图3是构成余热锅炉炉体的膜式壁的一个示例的示意图；

图4是构成余热锅炉炉体的膜式壁的另一个示例的示意图；

图5是构成余热锅炉炉体的膜式壁的又一个示例的示意图；

图6是根据本发明实施例的余热锅炉的灰斗的主视示意图；

图7是图6所示灰斗的后视示意图，其中与灰斗相连的一部分余热锅炉炉体未示出；

图8是图6所示灰斗沿A-A的剖视示意图；

图9是图6所示灰斗的左视示意图；

图10是图6所示灰斗的平面示意图，其中主体内的格栅未示出；

图11是根据本发明实施例的格栅的示意图；和

图12是沿图8中的B-B的剖视示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

需要说明的是，在本发明中，术语“上端、下端、左、右，前、后”等位置关系为基于附图的位置关系，仅是为了描述方便，而能理解为对本发明的限制。

下面参考附图对根据本发明实施例的余热锅炉进行描述。如图1所示，根据本发明实施例的余热锅炉包括炉体100，汽包200和灰斗110。

如图1和图2所示，炉体100形成有进烟口101、出烟口105B和形成在底面上的出尘口105C，并且炉体100上设有热交换器，用于交换通过炉体100的高温烟气的热量。进烟口101与冶金炉(例如熔炼炉)F的出烟口相连。

在本发明的一个实施例中，炉体100由膜式壁构成，从而炉体100本身构成热交换器。所谓膜式壁，就是由金属管(例如钢管)构成的壁。根据本发明的一些实施例，在图3示出的示例中，膜式壁由钢管107直接相互焊接而成。在图4示出的示例中，膜式壁由钢管107和金属板(例如钢板)109焊接而成，其中钢管107焊接在钢板109的一个表面上并且间隔开。在图5所示的示例中，钢管104与金属棒108间隔焊接而成，相邻的钢管107通过金属棒108相互连接。

构成膜式壁的钢管107相互连接在一起，形成循环管路，其内可以充有循环水，从而膜式壁形成为膜式水冷壁。在图4和5所示的示例中，钢板109，金属棒108起到连接的作用，并增加强度，使膜式壁不易发生变形。当然，本发明实施例中的膜式壁也可以是其他的结构形式，只要它由其内能够通冷却液的管构成。

在炉体100上还可以设置分配联箱1001和汇集联箱1002，分配联箱1001和汇集联箱1002分别与构成膜式壁的钢管107相连，从而通过分配联箱1001和汇集联箱1001能够方便地集中向钢管107内供给冷却水并且将经过与高温烟气热交换后的汽水集中排出。分配联箱1001和汇集联箱1002可以分别为多个。当然，根据实际情况，可以设置任何合适数量的分配联箱1001和汇集联箱1002。

如图1所示，汽包200上分别连接有给水管301、出水管302、回流管303和出汽管304。给水管301与外部水源(未示出)相连，用于向汽包200内补水。出水管302与热交换器的入水侧相连，在本发明的一个实施例中，出水管302与构成炉体100的膜式壁的管107的入水侧相连，更具体地，出水管302与分配联箱1001相连，用于向管107内供给热交换所需的冷却水。回流管303与热交换器的出水侧相连，在本发明的一个实施例中，回流管303与管107的出水侧相连，更具体而言，回流管303与汇集联箱1002相连，用于将经过热交换后的水和蒸汽的混合物返回到汽包200内。出汽管304用于排出汽包的蒸汽，蒸汽可以用于其他用途，例如供暖或发电。

如图1和2所示，炉体100包括上升段烟道102，过渡段烟道103和对流段烟道105，而且在过渡段烟道103和对流段烟道105之间可以进一步设置下降段烟道104。

进烟口101形成在上升段烟道102的下端并且与冶金炉F的烟气出口相连。过渡段烟道103包括上升部103A和下降部103B，上升部103A的顶端与下降部103B的顶端相连，且上升部103A的下端与上升段烟道102的顶端相连。对流段烟道105的进烟口形成在其顶面上，下降段烟道104的顶端与下降部103B的下端相连而下端与对流段烟道105的进烟口105A相连。出烟口105B形成在对流段烟道105的出烟端(图2中的右端)，出尘口105C形成在对流段烟道105的底面上，并且可以与进烟口105A相对。从而，从下降段烟道104下降的烟气沿路径S在对流段烟道105内朝向出烟口105B流动。

如图6-10所示，灰斗110安装在炉体100的出尘口105C处并且包括主体1和格栅8。主体1具有位于上端的灰渣入口3，位于下端的灰渣出口2，和设在侧壁上的辅助灰渣出口4，灰渣入口3与出尘口105C相连。格栅8倾斜地设置在主体1内且格栅8的下端邻近辅助灰渣出口4，用于分离落入到主体1内的尺寸较大的灰渣和尺寸较小的灰渣，并且将尺寸较大的灰渣导引到辅助灰渣出口4排出。更具体而言，主体1的上下端敞开，从而形成灰渣入口3和灰渣出口2。当然，主体1的上下端也可以不完全敞开，这可以根据需要确定主体1上下端开口的大小。辅助灰渣出口4形成在主体1的侧壁上且位于灰渣入口3和灰渣出口2之间。

由此，来自于冶金炉F的烟气依次通过上升段烟道102、过渡段烟道103、下降段烟道104，最后进入过渡段烟道105。由于设置了上升段烟道102且过渡段烟道103又具有上升段103A，因此烟气中的部分灰渣由于重力作用落下，从而烟气中的灰渣量减小，炉体100内的结灰也减少，同时烟气在炉体100内的时间增加，热交换效率提高。

烟气从下降段烟道104进入过渡段烟道105，此时，烟气中的灰渣通过除尘口105C落到灰斗110内，而烟气朝向过渡段烟道105的出烟端流动，并且通过出烟口105B排出经过除尘渣和热交换的烟气。

主体1的灰渣入口3处可以设置连接法兰12，连接法兰12上形成有安装孔13(如图10所示)，对应地，炉体100的对流段烟道105的出尘口105C处设有对应的安装法兰15(如图6所示)，对应的安装法兰15也形成有安装孔(未示出)，例如通过螺栓可以将连接法兰12与安装法兰15相连，从而将灰斗主体1在出尘口105C安装到余热锅炉炉体100的对流段烟道105的底面上，连接法兰12与安装法兰15之间可以设置密封垫14，用于增加密封性能。

在本发明的一些实施例中，灰渣出口2处可以设置灰渣出口盖21，从而当落到主体1下端的尺寸较小的灰渣聚集一定量时打开灰渣出口盖21排出灰渣，从而避免灰尘污染并且防止烟气漏出。灰渣出口盖21与灰渣出口2之间也可以设置密封垫。

如图9所示，在辅助灰渣出口4处安装有辅助灰渣出口盖5，用于封闭辅助灰渣出口4。在辅助灰渣出口4处可以从主体1的侧壁上延伸出一段管，这便于辅助灰渣出口盖5的安装和辅助灰渣出口4的封闭。

格栅8倾斜地安装在主体1内，其中格栅8的下端邻近辅助灰渣出口4，这里，“格栅8邻近辅助灰渣出口4”应做广义理解，只要格栅8能够将尺寸较大的灰渣挡住并且导引到辅助灰渣出口4处并能够通过辅助灰渣出口4排出就可以。如图7所示，格栅8的下端与辅助灰渣出口4的下边平齐，从而能够顺利地将尺寸较大的灰渣导引到辅助灰渣出口4并排出。此外，格栅8的下端可以稍微高于或稍微低于辅助灰渣出口4的下边缘，这对于本领域的普通技术人员而言是能够容易理解的。

格栅8用于从经由灰渣入口3进入灰斗的灰渣中分离出尺寸较大的灰渣(大块灰渣)，并且将尺寸较大的灰渣导引导辅助灰渣出口4处，通过辅助灰渣出口4排出，或者在尺寸较大的灰渣聚集一定量时排出，而尺寸较小的灰渣(小块灰渣和灰尘)穿过格栅8落到灰斗下端通过灰渣出口2排出，如上所述，尺寸较小的灰渣可以直接排出主体1，也可以在聚集到一定量时打开灰渣出口盖21定期排出。为了更换和维护方便，格栅8可以可拆卸地安装在主体1内，当然，对于本领域的普通技术人员可以理解，格栅8应大体上布满主体1的内腔的横截面，从而避免尺寸较大的灰渣漏到主体1下端砸到主体1的壁上。

通过设置格栅8，能够将尺寸较大的灰渣与尺寸较小的灰渣分离开，并且将分离出的尺寸较大的灰渣导引到辅助灰渣出口4排出，避免了尺寸较大的灰渣直接落下砸在主体1的壁上，减小了对灰斗的损坏，减小了维护工作，降低了成本，提高了寿命和效率。

由格栅8分离出的尺寸较大的灰渣的大小，可以通过设置格栅8的缝隙或孔的尺寸调节，本领域的普通技术人员可以根据具体应用设置。

例如，如图11和12所示，格栅8由多个钢轨81制成，通过调节相连钢轨81之间的距离H，就能够控制分离出的尺寸较大灰渣的大小。但是格栅8并不限于此。

如图11和12所示，每个钢轨81的端部通过螺栓连接到主体1上，例如底板85连接到主体1上，两个竖板82连接到底板85上，螺栓83依次穿过竖板82、钢轨81、和竖板82，然后通过螺母84紧固，从而将钢轨82的端部固定到主体1上。钢轨81的上端也可以采用类似方式固定到主体1上，这里不再详细赘述。当然，本领域的普通技术人员可以采用其他任何已知的合适方式将格栅8可拆卸地或固定地安装在主体1内。

如图6和7所示，从前后方向(图8和9中的左右方向，图10中的上下方向)看去，灰斗的主体1为上大下小的锥形，即，主体1的前后侧壁为顶边大于底边的梯形形状。

如图8和图9所示，从图6和图7的左右方向看，主体1的左右侧壁为大体长方形形状，当然，在邻近下端附近，可以稍微向内倾斜。辅助灰渣出口4形成在所述前后侧壁之一上，如图8和图9所示，辅助灰渣出口4形成在右侧壁上，辅助灰渣出口盖5安装在辅助灰渣出口4处且它们之间可以设置有密封垫，从而防止烟气漏出。

在本发明的实施例中，主体1由钢板11制成，从而相比膜式壁构成的灰斗，能够增加强度。进而，为了进一步增加灰斗的强度，在主体1的外壁上可以设置加强筋。例如，主体1的左右侧壁上沿纵向设置角钢9且沿横向设置角钢10，而主体1左右侧壁上沿纵向设置扁钢6。

根据本发明的另一些实施例，主体1的后侧壁上设有人孔7，用于对主体1内进行维护。另外，在人孔7处安装有用于封闭人孔7的人孔盖71。如图8所示，人孔7与辅助灰渣出口4的位置相对，当然，二者的位置可以互换。此外，人孔7也可以形成在主体1侧壁的其他位置上。

下面简单描述根据本发明实施例的灰斗110的安装和运行。

首先，将格栅8倾斜地安装到主体1内，格栅8的下端与辅助灰渣出口4的下边缘平齐。用灰渣出口盖21密封灰渣出口2，用辅助灰渣出口盖5密封辅助灰渣出口4，并且用人孔盖71密封人孔7。然后可以主体1安装到余热锅炉炉体105上，当然，也可以将主体1安装到余热锅炉炉体105上之后再密封灰渣出口2、辅助灰渣出口4和人孔7。

冶金炉F内的烟气依次通过上升段烟道102、过渡段烟道103、下降段烟道104，最后进入过渡段烟道105，烟气中的灰渣通过对流段烟道105底面上的出尘口105C和灰渣入口3进入灰斗110内，格栅8将灰渣中尺寸较大的灰渣挡住，并利用格栅8的倾斜将尺寸较大的灰渣导引到辅助灰渣出口4，当尺寸较大的灰渣聚集到一定量时，打开辅助灰渣出口盖5，排出尺寸较大的灰渣。

尺寸较小的灰渣和灰尘通过格栅8落到主体1的下部，由于尺寸较小，重量轻，因此对主体1的冲击和破坏小，提高了灰斗的寿命，利用主体1左右侧壁的倾斜，将尺寸较小的灰渣和灰尘导引导主体1的底端，当聚集到一定量时，打开灰渣出口盖21，排出尺寸较小的灰渣和灰尘。

当需要对主体1内维护时，可以打开人孔盖71，通过人孔7进行操作。

另外，由于主体1由钢板制成，且在外壁上可以设置加强筋，因此，能够进一步增加主体1的强度，提高寿命，减少维护工作，消除了膜式壁制成的灰斗的缺陷。而且，由于炉体100的长度增加，烟气在炉体100内停留的时间长，热交换效果好，而且由于具有上升段烟道102和上升部103A，因此能够初步去除烟气中的灰渣，减少烟气中的含尘渣量，炉体100内的结灰也减少，维护工作减小，寿命增加。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种余热锅炉，其特征在于，包括：

炉体，所述炉体具有进烟口、出烟口和出尘口，且所述炉体上设有热交换器；

汽包，所述汽包上分别连接有给水管、出水管、回流管和出汽管，其中所述出水管与所述热交换器的入水侧相连且所述回流管与所述热交换器的出水侧相连；和

灰斗，所述灰斗在炉体的出尘口处安装在炉体的底面上并且包括主体和格栅，其中所述主体具有位于上端的灰渣入口，位于下端的灰渣出口，和设在侧壁上的辅助灰渣出口，所述灰渣入口与所述出尘口相连，所述格栅倾斜地设置在所述主体内且所述格栅的下端邻近所述辅助灰渣出口。

2.根据权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述炉体包括：

上升段烟道，所述上升段烟道下端的进烟口适于与冶金炉的烟气出口相连；

过渡段烟道，所述过渡段烟道包括上升部和下降部，上升部的顶端与下降部的顶端相连，且上升部的下端与上升段烟道的顶端相连；和

对流段烟道，所述对流段烟道的进烟口与所述下降部的下端相连，所述出烟口形成在对流段烟道的出烟端，且所述出尘口形成在对流段烟道的底面上。

3.根据权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述炉体进一步包括下降段烟道，所述下降段烟道的顶端与所述下降部的下端相连而下端与对流段烟道的进烟口相连。

4.根据权利要求3所述的余热锅炉，其特征在于，所述灰斗的主体由钢板制成，所述上升段烟道、过渡段烟道、下降段烟道和对流段烟道由膜式壁构成，且所述热交换器由炉体本身形成。

5.根据权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述出烟口形成在对流段烟道的顶面上且与所述出尘口相对。

6.根据权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述主体的前后侧壁为顶边大于底边的梯形形状，所述主体的左右侧壁为长方形形状，且辅助灰渣出口形成在所述前后侧壁之一上。

7.根据权利要求5所述的余热锅炉，其特征在于，所述主体的前后侧壁中的另一个上设有人孔，其中所述灰斗进一步包括用于封闭所述人孔的人孔盖、和用于封闭所述辅助灰渣出口的辅助灰渣出口盖。

8.根据权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述主体的外壁上设有加强筋。

9.根据权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述格栅由钢轨制成。

10.根据权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述灰斗的的灰渣入口通过连接法兰与对流段烟道的出尘口相连且所述灰渣出口处设有灰渣出口盖。

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