CN103471075A - 强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉 - Google Patents

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杨平
宋冬根
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Abstract

一种强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉，其特征在于：包括强制循环受热面部分和自然循环受热面部分，强制循环受热面部分包括弧形水冷壁烟道和斜烟道，自然循环受热面部分包括辐射炉膛和对流管束区，中间通过绝热沉降室连接成密封炉体。本发明的余热锅炉能使铜精炼炉工艺生产顺畅，锅炉能安全可靠运行，同时，锅炉整体结构布置紧凑，占地面积小，总体投资成本低，自身能耗低，做到尽最大可能保护环境和节约能源。锅炉前部即锅炉入口段，由于铜精炼炉余热锅炉入口处烟温高，环境恶劣，采用强制循环运行方式，即利用循环泵的动力均匀提供各回路水源，确保各循环回路安全运行；后部采用自然循环的运行方式，即炉内介质无需提供额外循环动力。

Description

强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉
 
技术领域
本发明涉及一种强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉炉型。
 
背景技术
传统的铜精炼炉出烟口一般布置在炉体端部，轴向方向排烟，铜精炼炉通过一段曲轴式烟道与余热锅炉连接，出口处插入余热锅炉炉墙。其中心线与铜精炼炉同心，与铜精炼炉一起转动，由于安装和制造误差，造成旋转偏心，无法密封，漏冷风量很大。目前使用的一种不同于以往的径向排烟方式的铜精炼炉，冶炼过程中其产生的大量高温烟气（其中还含有可燃物质），含有大量热源。故在其出口处配套设置了一台铜精炼炉余热锅炉，用来冷却冶炼产生的高温烟气的同时将未燃物继续燃烧放热，既充分回收了热能，又保护了环境，产出的饱和蒸汽，可以用来满足生产部分需求。
 
发明内容
本发明的目的在于提供一种强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉，克服轴向出烟的余热锅炉占地面积大、自身能耗高、结构布置不紧凑的缺点。
一种强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉，其特征在于：包括强制循环受热面部分和自然循环受热面部分，强制循环受热面部分包括弧形水冷壁烟道和斜烟道，自然循环受热面部分包括辐射炉膛和对流管束区，中间通过绝热沉降室连接成密封炉体。
一种强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉，其特征在于：高温烟气经弧形膜式水冷壁烟道收集冷却、流经斜烟道换热的同时，伴有未燃物二次燃烧，进入绝热沉降室后继续二次燃烧；经过冷却的烟气进入自然循环受热面部分的辐射炉膛进一步换热冷却，再进入由上锅筒和下锅筒及对流管束组成的对流管束区，烟气以S形走向横向冲刷对流管束区受热面，经其换热冷却到一定温度的烟气进入炉后烟气处理系统。
一种强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉，其特征在于：辐射炉膛四周布置有通过吊杆固定的上下集箱连接的水管受热面，并有与之相匹配管径的下降管和蒸汽引出管，以及由上锅筒、下锅筒间对流管束形成的自然循环回路。
本发明的强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉能使铜精炼炉工艺生产顺畅，锅炉能安全可靠运行，同时，锅炉整体结构布置紧凑，占地面积小，总体投资成本低，自身能耗低，做到尽最大可能保护环境和节约能源。锅炉前部即锅炉入口段，由于铜精炼炉余热锅炉入口处烟温高，环境恶劣，为满足生产需要，该区域利用多个回路组成的膜式水冷壁做成一个密封罩壳，形状复杂，各回路间长短和布置形式差异大，处理不当很容易发生爆管等安全事故，采用强制循环运行方式，即利用循环泵的动力均匀提供各回路水源，确保各循环回路安全运行；后部采用上、下锅筒间布置管束结构形式，可以在有限的空间，布置足够的对流受热面，且能够实现自然循环的运行方式，即炉内介质无需提供额外循环动力，最终能够减少锅炉一次性投资，节约投资成本；该区域没有运行能耗，节约了能源和运行成本。
 
附图说明
图1为本发明的强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉结构示意图；
图2为图1的侧向结构示意图；
图3为图1的俯视结构示意图。
  
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明结构的实施方式：
本发明是针对铜精炼炉径向排烟而设置的一种余热锅炉。
该余热锅炉受热面按水循环形式的不同分成两部分：前部强制循环受热面部分包括弧形水冷壁烟道12和斜烟道3，后部自然循环受热面部分包括辐射炉膛7和对流管束区9，中间通过绝热沉降室5连接成密封炉体。由于铜精炼炉16的出烟口要在210°范围内以中心轴线转动（工艺需要），余热锅炉进口部分受热面需做成满足其需要的弧形膜式水冷壁烟道12，通过斜烟道3插入绝热沉降室5前墙。该水冷罩由几根钢吊杆2整体吊在顶部的钢梁1上，膨胀方向向下。经弧形膜式水冷壁烟道12收集冷却的高温烟气，流经斜烟道3换热的同时，伴有未燃物二次燃烧，进入绝热沉降室5后继续二次燃烧，突然扩大的炉腔，有利于烟气中灰尘的沉降，沉降并堆积在炉底的灰渣由侧墙的大炉门清出。经过冷却的烟气进入自然循环受热面部分的辐射炉膛7进一步换热冷却，再进入由上锅筒8和下锅筒11及对流管束组成的对流管束区9，烟气以S形走向横向冲刷对流管束区9受热面，经其换热冷却到一定温度的烟气进入炉后烟气处理系统。
该余热锅炉具有强制循环和自然循环并用的特点。汽水系统说明如下：
强制循环部分：饱和水通过上锅筒8下部的下降管10连接循环泵17进口端，经泵加压后送至各膜式水冷壁分配集箱，参与换热后，产出的汽水混合物经汇集集箱上的回水管4进入上锅筒8。
自然循环部分：辐射炉膛7四周布置有通过吊杆6固定的上下集箱连接的水管受热面，并有与之相匹配管径的下降管和蒸汽引出管，以及上锅筒8、下锅筒11间对流管束，形成自然循环回路。
该余热锅炉的两部分，即强制循环受热面和自然循环受热面共用一个上锅筒8，通过上锅筒底部引出的下降管10，有连接到后部辐射炉膛下集箱，有连接到循环泵入口，分别进入前后两组受热面，经吸收烟气中热量后，产出的汽水混合物一并引至上锅筒8，经汽水分离后，蒸汽由主蒸汽口引出，用于生产。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (4)

1.一种强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉，其特征在于：包括强制循环受热面部分和自然循环受热面部分，强制循环受热面部分包括弧形水冷壁烟道（12）和斜烟道（3）,自然循环受热面部分包括辐射炉膛（7）和对流管束区（9），中间通过绝热沉降室（5）连接成密封炉体。
2.根据权利要求1所述的强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉，其特征在于：高温烟气经弧形膜式水冷壁烟道（12）收集冷却、流经斜烟道（3）换热的同时，伴有未燃物二次燃烧，进入绝热沉降室（5）后继续二次燃烧；经过冷却的烟气进入自然循环受热面部分的辐射炉膛（7）进一步换热冷却，再进入由上锅筒（8）和下锅筒（11）及对流管束组成的对流管束区（9），烟气以S形走向横向冲刷对流管束区（9）受热面，经其换热冷却到一定温度的烟气进入炉后烟气处理系统。
3.根据权利要求2所述的强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉，其特征在于：辐射炉膛（7）四周布置有通过吊杆（6）固定的上下集箱连接的水管受热面，并有与之相匹配管径的下降管和蒸汽引出管，以及由上锅筒（8）、下锅筒（11）间对流管束形成的自然循环回路。
4.根据权利要求3所述的强制循环和自然循环并用的铜精炼炉余热锅炉，其特征在于：强制循环受热面和自然循环受热面共用一个上锅筒（8），通过上锅筒（8）底部引出的下降管（10），有连接到后部辐射炉膛下集箱，有连接到循环泵（17）入口，分别进入前后两组受热面，经吸收烟气中热量后，产出的汽水混合物一并引至上锅筒（8），经汽水分离后，蒸汽由主蒸汽口引出，用于生产。
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