CN1033100A - 余热利用锅炉 - Google Patents

Abstract

一种余热锅炉，有一个带水冷壁的主烟道(1)，主 烟道内有受热面(2)，主烟道与外缘烟道(3、6)连接， 外缘烟道有燃烧室(4、7)和受热面(5、8)。全部烟道 (1、3、6)水平布置，两个外缘烟道(3、6)在主烟道侧水 冷壁(9)下部与主烟道(1)连接。

Description

本发明属于利用二次能源热能的设备，具体地说，是利用工业炉排气热量的余热锅炉。

本发明可最有效地用于设计自然循环的辐射流型余热锅炉，例如有色冶金工业中所用的那种。

本发明也可用于其它工业，如炼油、造纸、钢铁等工业。

现在，生态问题的意义越来越大。这就使工业废气在其所含的可能污染环境的有害物质未经清除前不能排放。同时，这种废气又是有潜力的热源，属于二次能源。在余热锅炉中加以利用，不仅能处理其中所含的污染物质，而且还有经济效益。

进入余热锅炉的废气流量和初始温度波动范围很大。因而产汽量及蒸汽参数，如压力和过热温度也随之波动。这不利于蒸汽的有效利用，如用于发电。

为了保持余热锅炉蒸汽生产过程稳定，并保证蒸汽的主要参数，采用另加燃料对余热锅炉补充加热的方法。

现在已有一种用于有色冶金工业的余热蒸汽锅炉，在其围绕烟道的冷水壁内采用的自然循环（SU，A，254521）。烟道横截面较大，使烟气保持低流速（0.5～2米/秒），为含有易熔烟尘的热烟气保证良好的冷却条件。

烟气流速低时，由于自然对流而使气流分层，因而使烟道横截面上部烟气的温度大大高于下部烟气的温度。

此外，烟道四周冷水壁沿气流方向的第一排管子比最后一排管子吸收的热量多得多。

冷水壁所有的管子都平行接入一个总的锅炉循环系统。自然循环的可靠性在很大程度上取决于各管吸热极限值的比率，以及向产汽管供热是否间断。

已有的余热锅炉结构（SU，A，236486）解决了供热稳定问题。所用的方法是，沿主烟道全长装设一个外缘烟道，在主烟道与外缘烟道之间的空间用作补充加热燃烧室，并装设对流受热面。

水冷壁装在主烟道四周，位于冶金炉上方，在炉子的各种工作状况下受到烟气的不均匀加热。

只有在余热锅炉主烟道内烟气流量减少或完全停止送入时才进行补充加热。但这样使主烟道水冷壁所受的补充热量并不均匀，因而不能保证水冷壁管均匀受热。

另外一个较大的缺点是，包围主烟道冷水壁的外缘烟道的外冷水壁妨碍主烟道冷水壁的维修。

上述缺点不利于在自然循环余热锅炉内采用这项发明。

本发明的目的是设计一种余热锅炉，其主烟道侧水冷壁全部管子之间和每根管子的各段之间，在锅炉的各种工作状态之下，皆能保证均匀的热量分布。

达到上述目的的方法是，在余热锅炉带水冷壁的主烟道内设受热面，主烟道连接一个外缘烟道，外缘烟道有燃烧室和受热面，按照本发明，再增加一个补充外缘烟道，也有燃烧室和受热面，两个外缘烟道从相反方向在主烟道侧水冷壁下部与主烟道连接，全部烟道皆水平布置。

在上述余热锅炉内可均匀并连续地向侧水冷壁管供热。这是因为侧水冷壁上部受到来自主烟道的烟气的热量，下部受外缘烟道燃烧燃料产生的热量。

只在主烟道侧水冷壁下部将外缘烟道从两面与主烟道连接，并将三个烟道水平布置，可以有目标地输送补充的热量，因而能最经济地进行锅炉的补充加热。而且，这种锅炉结构还能保证大部分侧水冷壁维修方便。

余热锅炉的高效补充燃烧还可防止当烟气供热停止时金属温度降到露点以下因存在腐蚀性介质而使锅炉腐蚀。

在本发明最佳实施例中外缘烟道的燃烧室位于主烟道排出烟气的方面。在通过主烟道的烟气和通过外缘烟道的补充燃料燃烧产物做相向流动的情况下，侧水冷壁管将均匀受热。

最好使主烟道侧水冷壁下部向烟道轴线倾斜，形成一个冷漏斗，而外缘烟道布置在主烟道侧水冷壁倾斜部分下方。

冷漏斗用于收集和排出烟气中落下的灰尘。将外缘烟道布置在主烟道下面可以更有效地利用余热锅炉占用的空间和面积。从而降低建造此种锅炉的投资。

本发明的其它目的和优点可通过以下实施例和附图的详细说明得到更清晰的了解。

图1.本发明余热锅炉纵剖面草图。

图2.图1中的Ⅱ-Ⅱ剖面。

图3.图2中的Ⅲ-Ⅲ剖面。

余热锅炉有一个带水冷壁的主烟道1（图1，2），主烟道内有受热面2。与主烟道相连的有外缘烟道3和补充外缘烟道6。外缘烟道3有燃烧室4和受热面5。补充外缘烟道6有燃烧室7和受热面8。外缘烟道3、6从相反方向在主烟道1侧水冷壁9下部与主烟道相连（图3）。烟道1、3、6水平布置。

外缘烟道3、6的燃烧室4、7布置在主烟道1排气口的侧面。

外缘烟道3、6内的受热面5、8用于将其中的蒸汽过热。外缘烟道3和6装有穿孔隔板10（图2），隔板将燃烧室4、7与烟道3、6的其余部分隔开。烟道3、6有排烟口11和外水冷壁12（图3）。主烟道1通过辐射室13（图1）与工艺炉14连接，并有排烟口15。燃烧室4和7内有燃烧器16（图2）。

主烟道1侧水冷壁9下部（图3）向烟道1轴线倾斜，形成冷漏斗17（图3），下面装有灰斗18，用于收集和清除烟尘。外缘烟道3和6的一部分位于侧水冷壁9倾斜部分下方。蒸汽过热温度由蒸汽冷却器19调节。蒸汽冷却器19通过集汽管20安装在受热面组（蒸汽过热器）5和8之间。

余热锅炉工作原理如下：

主要工作状态是在工艺炉14工作时，烟气从炉中进入辐射室13，在辐射室13由冷却到所携带的烟尘熔化温度以下，再沿箭头A方向进入主烟道1，在主烟道1内冷却，将热量传给侧水冷壁9和受热面2。然后，烟气从锅炉中沿箭头B方向经排烟口15排出。

由于受冷，烟气由携带的大部分灰尘以固体颗粒状态落入冷漏斗17，随后进入灰斗18，在辐射室13、主烟斗1侧水冷壁9和受热面2内产生的蒸汽用已知的方法分离，送往受热面5、8和外缘烟道3和6的外水冷壁12过热。在燃烧器16内燃烧的燃料可以是固体、液体或气体燃料。

辅助工作状态是在工艺炉14不工作时，用汽设备所需的最低必要的蒸汽量只通过在燃烧器16内燃烧燃料来产生和过热。这时，主烟道1的侧水冷壁9下部被烟气急剧加热，并通过自然循环将锅炉内温度保持在这种成分的工艺烟气的露点以上，防止在炉14停止工作时锅炉全部受热面受到低温腐蚀，如硫酸腐蚀。

这样，本发明的余热锅炉只用极少量的补充燃料即可保证其工作可靠性，与主烟道全部用外缘烟道包围的余热锅炉相比，其结构紧凑，金属消耗量少。有助于解决这一问题的还有将外缘烟道5和6的燃烧室4和7布置在主烟道1烟气出口的方面，因为在烟道水平布置的余热锅炉水冷壁内自然循环时，沿烟气流动方向的最后一段水冷壁可靠性最差。为了使结构布置紧凑，将外缘烟道5和6布置在主烟道1侧水冷壁9倾斜段的下方。

Claims (3)

1、一种余热锅炉，它有一个带水冷壁的主烟道(1)，主烟道内有受热面(2)，并与外缘烟道(3)连接，外缘烟道(3)有燃烧室(4)与受热面(5)。其特征为：它有一个补充外缘烟道(6)，烟道(6)有燃烧室(7)和受热面(8)，两个外缘烟道(3、6)从相反方向在主烟道水冷壁(9)下部与主烟道(1)连接，全部烟道(1、3、6)水平布置。

2、权利要求1所述之余热锅炉，其特征为，外围烟道（3、6）的燃烧室（4、7）布置在主烟道（1）烟气出口方面。

3、权利要求1所述之余热锅炉，其特征为，主烟道（1）侧水冷壁（9）下部向主烟道（1）的轴线倾斜，形成冷漏斗（17），而外缘烟道（3、6）部分布置在主烟道（1）侧水冷壁（9）倾斜部分下方。