CN103471071A - 水管、火管相结合的增压余热锅炉的供热方法 - Google Patents

Abstract

水管、火管相结合的增压余热锅炉及供热方法。现运行机组积灰严重，影响运行周期。在化工行业系统中，产生的较高温度正压余热烟气，当前技术条件下，可靠的煤气净化方法仍是低温湿法净化。因此降低煤气温度，回收其含有的大量显热能是提高能源转换效率的重要手段。由于此粗煤气的特殊性，显热回收系统很复杂，对于高压力的废气余热回收我国还没有较成熟的经验。本发明包括 : 承压壳体（ 1 ）， 在所述的承压壳体的上部 / 下部装有承压进 / 出口管道，在所述的承压壳体上部设有引入管接头和引出管接头，所述的承压壳体内上半部为火管锅炉结构；在所述的承压壳体内的下部是水管锅炉结构，所述的承压壳体上部与上升管系统连接，下降管系统和所述的上升管系统都与锅筒连接（ 8 ）。本发明用于增压余热锅炉。

Description

水管、火管相结合的增压余热锅炉的供热方法

技术领域：

本发明涉及一种水管、火管相结合的增压余热锅炉及供热方法。

背景技术：

在化工行业系统中，产生的较高温度正压余热烟气，当前技术条件下，可靠的煤气净化方法仍是低温湿法净化。因此降低煤气温度，回收其含有的大量显热能是提高能源转换效率的重要手段。由于此粗煤气的特殊性，显热回收系统很复杂，对于高压力的废气余热回收我国还没有较成熟的经验，如何能够有效回收此部分煤气的热量降低煤气的温度，选择能适合回收这种余热的受热面尤为重要，现运行机组对多灰增压锅炉不适用，积灰严重，影响运行周期。采用合理受的热面的整体布置采用火管和水管相结合的方式，更为合理。

发明内容：

本发明的目的是提供一种水管、火管相结合的增压余热锅炉及供热方法此发明主要解决进口温度在800～500℃左右。余热压力一般在0.3～0.5MPa之间，含粉尘粗煤气的燃烧设备。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种水管、火管相结合的增压余热锅炉，其组成包括: 承压壳体，在所述的承压壳体的上部/下部装有承压进/出口管道，在所述的承压壳体上部设有引入管接头和引出管接头，所述的承压壳体内上半部为火管锅炉结构；在所述的承压壳体内的下部是水管锅炉结构，所述的承压壳体上部与上升管系统连接，下降管系统和所述的上升管系统都与锅筒连接。

所述的水管、火管相结合的增压余热锅炉，所述的火管锅炉包括：顶板，所述的顶板安装在所述的承压壳体内的上部，底板安装在所述的承压壳体内的中部，所述的顶板与所述的底板之间有一组均匀竖直布置的火管与一块隔板，形成所述的火管锅炉结构。

所述的水管、火管相结合的增压余热锅炉，所述的水管锅炉结构包括2组蛇形管束受热面，所述的蛇形管束分别与入口集箱和出口集箱连接，所述的入口集箱与所述的下降管系统连接，所述的出口集箱和锅筒连接，所述的蛇形管束内充有不饱和水，余热烟气在管束外由上向下流动。

一种水管、火管相结合的增压余热锅炉的供热方法，温度约为600~800℃的余热烟气经承压壳体上端的承压进口管道进入承压壳体内向下流动，经过火管给管外的水加热后，使其达到饱和温度，余热烟气温度降至350℃左右，进入承压壳体的下部，传热给蛇形管束中的工质，经过两组蛇形管束后，温度降低的余热烟气由承压壳体下端的承压出口管道排出，蛇形管束内充有不饱和水，余热烟气在管束外由上向下流动余热烟气温度降低至200℃左右，系统给水分别通过给水管道进入入口集箱，入口集箱分配进入蛇形管束向上进行换热，进入出口集箱，经蒸汽引出管进入汽包，不饱和水经下降管系统进入火管锅炉结构下部引入管向上进行换热，经上升管系统引出进入汽包，将欠饱和参数下的不饱和水加热至饱和温度，最后由汽包送入饱和蒸汽进入主蒸汽管道。

有益效果：

1.本发明利用废气余热锅炉产生饱和蒸汽的对流废锅。

2.本发明锅炉受热面结构弹性好利于清灰，传热面的传热系数大。

3.本发明结构简单、紧凑、焊接缝少、流速快、停留时间短，与其他形式的废热锅炉相比较，其单位换热面积的金属消耗量较小，适应的介质操作条件较为广泛。

4.本发明能够有效提高IGCC系统的投运率。

使用中，进入锅炉的废气压力大（在0.3～0.5MPa之间）和粉尘浓度大所带来的受热面严重磨损和积灰，受热面的形式尤为重要，既要解决磨损问题又要适合清灰结构，如果全部采用水管形式，保护受热面的壳体体积过大，成本过高的问题，火管锅炉低温受热面严重磨损和积灰，本专利发明在锅炉高温烟气段采用火管锅炉形式，主要利用850～400℃范围内积灰软，磨损轻的特点，布置火管受热面。此烟气段烟气远高于露点温度，积灰轻微，高温烟气灰粒子软，故磨损轻。在400℃以下采用水管锅炉结构，来加大烟气流动空间和有利于积灰，同时能够有效的控制磨损。本发明重点解决锅炉投运率的问题，延长锅炉使用寿命。达到大大降低锅炉成本的目的。

本发明有效回收较大正压下的合成气的显热余热，将烟气温度从800℃降至200℃，采用特殊处理形式的对流受热面结构，这种受热面结构适用于高压力含尘浓度大的烟气，本发明能够有效利用受热面的特点，加强传热效率，大大降低锅炉成本等特点。

附图说明：

附图1是本发明的主剖视图。图中，1为承压壳体、2为火管、3为顶板、4为底板、5为蛇形管束、6为入口集箱、7为出口集箱、8为锅筒、9为下降管系统、10为上升管系统。

附图2是附图1的剖视图。

具体实施方式：

实施例1：

水管、火管相结合的增压余热锅炉，其组成包括: 承压壳体1，在所述的承压壳体的上部/下部装有承压进/出口管道，在所述的承压壳体上部设有引入管接头和引出管接头，所述的承压壳体内上半部为火管锅炉结构；在所述的承压壳体内的下部是水管锅炉结构，所述的承压壳体上部与上升管系统10连接，下降管系统9和所述的上升管系统都与锅筒连接8。

实施例2：

实施例1所述的水管、火管相结合的增压余热锅炉：

所述的火管锅炉包括：所述的顶板安装在所述的承压壳体内的上部，底板4安装在所述的承压壳体内的中部，所述的顶板与所述的底板之间有一组均匀竖直布置的火管2与一块隔板，形成所述的火管锅炉结构。

实施例3：

实施例1或2所述的水管、火管相结合的增压余热锅炉：

所述的水管锅炉结构包括2组蛇形管束5的受热面，所述的蛇形管束分别与入口集箱6和出口集箱7连接，所述的入口集箱与所述的下降管系统连接，所述的出口集箱和锅筒连接，所述的蛇形管束内充有不饱和水，余热烟气在管束外由上向下流动。

承压壳体为承压密封结构，承受压力＜0.5MPa。火管锅炉结构构成一个独立的水回路；两组蛇形管束5与进口集箱、出口集箱构成独立的水回路。使用时，不饱和水一部分通过下降管与火管锅炉结构下部的引入管连接，吸热后经上部引出管引出，上部引出管通过汽水引出管与汽包连接。另一部分不饱和水经下降管系统与入口集箱连接，均匀分配给对流换热蛇形管束，由下向上流动，汇集到出口集箱，经与出口集箱连接的另一汽水引出管引入汽包。

实施例2：

一种水管、火管相结合的增压余热锅炉的供热方法，温度约为600~800℃的余热烟气经承压壳体上端的承压进口管道进入承压壳体内向下流动，经过火管给管外的水加热后，使其达到饱和温度，余热烟气温度降至350℃左右，进入承压壳体的下部，传热给蛇形管束中的工质，经过两组蛇形管束后，温度降低的余热烟气由承压壳体下端的承压出口管道排出，蛇形管束内充有不饱和水，余热烟气在管束外由上向下流动余热烟气温度降低至200℃左右，系统给水分别通过给水管道进入入口集箱，入口集箱分配进入蛇形管束向上进行换热，进入出口集箱，经蒸汽引出管进入汽包，不饱和水经下降管系统进入火管锅炉结构下部引入管向上进行换热，经上升管系统引出进入汽包，将欠饱和参数下的不饱和水加热至饱和温度，最后由汽包送入饱和蒸汽进入主蒸汽管道。

Claims (4)

1.一种水管、火管相结合的增压余热锅炉，其组成包括: 承压壳体，其特征是:  在所述的承压壳体的上部/下部装有承压进/出口管道，在所述的承压壳体上部设有引入管接头和引出管接头，所述的承压壳体内上半部为火管锅炉结构；在所述的承压壳体内的下部是水管锅炉结构，所述的承压壳体上部与上升管系统连接，下降管系统和所述的上升管系统都与锅筒连接。

2.根据权利要求1 所述的水管、火管相结合的增压余热锅炉，其特征是：所述的火管锅炉包括：顶板，所述的顶板安装在所述的承压壳体内的上部，底板安装在所述的承压壳体内的中部，所述的顶板与所述的底板之间有一组均匀竖直布置的火管与一块隔板，形成所述的火管锅炉结构。

3.根据权利要求1或2 所述的水管、火管相结合的增压余热锅炉，其特征是：所述的水管锅炉结构包括2组蛇形管束受热面，所述的蛇形管束分别与入口集箱和出口集箱连接，所述的入口集箱与所述的下降管系统连接，所述的出口集箱和锅筒连接，所述的蛇形管束内充有不饱和水，余热烟气在管束外由上向下流动。

4.一种水管、火管相结合的增压余热锅炉的供热方法，其特征是：温度约为600~800℃的余热烟气经承压壳体上端的承压进口管道进入承压壳体内向下流动，经过火管给管外的水加热后，使其达到饱和温度，余热烟气温度降至350℃左右，进入承压壳体的下部，传热给蛇形管束中的工质，经过两组蛇形管束后，温度降低的余热烟气由承压壳体下端的承压出口管道排出，蛇形管束内充有不饱和水，余热烟气在管束外由上向下流动余热烟气温度降低至200℃左右，系统给水分别通过给水管道进入入口集箱，入口集箱分配进入蛇形管束向上进行换热，进入出口集箱，经蒸汽引出管进入汽包，不饱和水经下降管系统进入火管锅炉结构下部引入管向上进行换热，经上升管系统引出进入汽包，将欠饱和参数下的不饱和水加热至饱和温度，最后由汽包送入饱和蒸汽进入主蒸汽管道。

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