CN102242921A - 一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉 - Google Patents

一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉 Download PDF

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张福滨
陶军普
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Abstract

本发明公开了一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉，具有支撑框架，所述框架顶部设置用于汽水分离的锅筒汽包，所述框架底部分别设置有烟气入口和烟气出口，所述烟气入口与锅筒汽包之间依次设置有辐射冷却室、热交换装置，所述锅筒汽包与烟气出口之间依次设置有蒸发器和省煤器，所述烟气依次经过烟气入口、辐射冷却室、热交换装置、蒸发器、省煤器、烟气出口而导出，所述辐射冷却室、热交换装置分别与锅筒汽包连通。本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉，是充分考虑罐式碳素煅烧炉排出烟气的特点而设置的，其不仅换热效率高，且成本造价相对低廉，具有极高的推广价值。

Description

一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉
技术领域
本发明涉及一种余热锅炉，尤其涉及一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉。
背景技术
目前纯低温余热发电技术主要应用于水泥行业，其烟气成分的特点决定了窑头余热锅炉换热面设计时在低温段无需过多考虑酸露点腐蚀对余热锅炉材质的影响。
在纯低温余热发电领域中的余热锅炉绝大多数为中低温换热器，由于换热温度不高，因而锅炉内部换热结构布置相对简单，即大多数采用上进下出、上进侧出等方式，进口烟气依次经过过热器、蒸发器、省煤器后排出，与受热工质在锅炉内部逆向对流换热，受热源温度限制，较少采用过热器以及减温装置。
由于该领域传统余热锅炉换热温度相对较低，所产生的蒸汽热力参数也相对较低。当遇到烟气成分复杂、温度较高时，传统的余热发电系统锅炉已不能适应于发电系统。
罐式碳素煅烧炉尾气温度在850℃-1000℃之间，进口烟气成分复杂(包括约7％的二氧化碳、约8％的氧气、约74.5％的一氧化碳及约10.5％的水，且含硫量为610mg/Nm3)，利用该尾气余热进行发电时，产生与此相匹配的蒸汽热力参数相对较高，这就要求余热锅炉换热面设计时，充分考虑到烟气温度和锅炉材质的匹配适应性，在结构布置上采取措施保证从换热效率和成本造价等方面综合考虑余热锅炉的设计，结合碳素煅烧炉尾气成分的特点，还需着重考虑酸露点腐蚀温度高、烟气积灰等问题，结合碳素煅烧炉尾气的这些特点，传统余热发电系统的锅炉已不能满足在罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统中应用的要求。
发明内容
本发明针对现有技术的弊端，提供一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉，具有支撑框架，所述框架顶部设置用于汽水分离的锅筒汽包，所述框架底部分别设置有烟气入口和烟气出口，所述烟气入口与锅筒汽包之间依次设置有辐射冷却室、热交换装置，所述锅筒汽包与烟气出口之间依次设置有蒸发器和省煤器，所述烟气依次经过烟气入口、辐射冷却室、热交换装置、蒸发器、省煤器、烟气出口而导出，所述辐射冷却室、热交换装置分别与锅筒汽包连通。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，所述支撑框架顶部覆盖防雨棚。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，所述辐射冷却室、热交换装置、蒸发器、及省煤器的外围均包覆有保温层。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，所述辐射冷却室、热交换装置、蒸发器、及省煤器均开设有蒸汽接口及出灰口。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，所述辐射冷却室由膜式水冷壁墙围成，该水冷壁墙内设置有饱和水管道，所述饱和水管道与锅筒汽包连通。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，所述热交换装置包括由下而上依次设置的高温过热器、面式减温器、以及低温过热器，所述面式减温器内设置有水流管道，该水流管道与锅筒汽包连通。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，所述蒸发器包括由上而下依次设置的第一蒸发器和第二蒸发器。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，所述省煤器包括由上而下依次设置的第一省煤器、第二省煤器、第三省煤器。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉，是充分考虑罐式碳素煅烧炉排出烟气的特点而设置的，其不仅换热效率高，且成本造价相对低廉，具有极高的推广价值。
附图说明
图1为本发明所述用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明从烟气成分和温度参数入手，对余热锅炉换热面采用分段布置、倒U字型结构，先经过辐射冷却室换热、热交换装置减温后再进入蒸发器、省煤器进行对流换热。
如图1所示，本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉，具有支撑框架1，所述框架1顶部设置用于汽水分离的锅筒汽包2，所述框架1底部分别设置有烟气入口3和烟气出口4，所述烟气入口3与锅筒汽包2之间依次设置有辐射冷却室5、热交换装置，所述锅筒汽包2与烟气出口4之间依次设置有蒸发器6和省煤器7，所述烟气依次经过烟气入口3、辐射冷却室5、热交换装置、蒸发器6、省煤器7、烟气出口4而导出，所述辐射冷却室5、热交换装置分别与锅筒汽包2连通。
由于本发明所述余热锅炉全部露天安装，因此，在本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，还在所述支撑框架1的顶部覆盖防雨棚，以起到防雨作用。此外，还可在所述辐射冷却室5、热交换装置、蒸发器6、及省煤器7的外围均包覆保温层，以起到防寒作用。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，还在所述辐射冷却室5、热交换装置、蒸发器6、及省煤器7均开设了蒸汽接口及出灰口，以适应蒸汽吹灰的要求。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，所述辐射冷却室5由膜式水冷壁墙围成，该水冷壁墙内设置有饱和水管道，所述饱和水管道与锅筒汽包2连通。所述饱和水管道的受热工质为来自余热锅炉底部的饱和水，该饱和水经过辐射换热吸热后形成的汽水混合物进入锅筒汽包2中进行汽水分离。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，所述热交换装置包括由下而上依次设置的高温过热器11、面式减温器12、以及低温过热器13，所述面式减温器12内设置有水流管道，该水流管道与锅筒汽包2连通。在高温过热器11与低温过热器13之间设置的面式减温器12可保证进入低温过热器13的烟气温度不超过600摄氏度。所述面式减温器12内水流管道中的换热介质为来自系统给水，经过吸收热量后，被加热的热水进入锅筒汽包2中进行汽水分离。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，所述蒸发器6包括由上而下依次设置的第一蒸发器和第二蒸发器。
根据烟气成分参数中SO2含量，露点温度在190℃左右。为了尽可能提高余热回收效率并减少烟气在酸露点之下对钢材的腐蚀，本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉中，所述省煤器7包括由上而下依次设置的第一省煤器、第二省煤器、第三省煤器，且第三省煤器的材质采用ND钢即09CrCuSb钢。
本发明所述的用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉，是充分考虑罐式碳素煅烧炉排出烟气的特点而设置的，其不仅换热效率高，且成本造价相对低廉，具有极高的推广价值。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的余热锅炉，具有支撑框架，所述框架顶部设置用于汽水分离的锅筒汽包，其特征在于，所述框架底部分别设置有烟气入口和烟气出口，所述烟气入口与锅筒汽包之间依次设置有辐射冷却室、热交换装置，所述锅筒汽包与烟气出口之间依次设置有蒸发器和省煤器，所述烟气依次经过烟气入口、辐射冷却室、热交换装置、蒸发器、省煤器、烟气出口而导出，所述辐射冷却室、热交换装置分别与锅筒汽包连通。
2.如权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述支撑框架顶部覆盖防雨棚。
3.如权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述辐射冷却室、热交换装置、蒸发器、及省煤器的外围均包覆有保温层。
4.如权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述辐射冷却室、热交换装置、蒸发器、及省煤器均开设有蒸汽接口及出灰口。
5.如权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述辐射冷却室由膜式水冷壁墙围成，该水冷壁墙内设置有饱和水管道，所述饱和水管道与锅筒汽包连通。
6.如权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述热交换装置包括由下而上依次设置的高温过热器、面式减温器、以及低温过热器，所述面式减温器内设置有水流管道，该水流管道与锅筒汽包连通。
7.如权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述蒸发器包括由上而下依次设置的第一蒸发器和第二蒸发器。
8.如权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述省煤器包括由上而下依次设置的第一省煤器、第二省煤器、第三省煤器。
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