CN105509497A - 一种烧结余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烧结余热锅炉,包括烟气通道，以及从下至上依次设置的给水预热器、低压蒸发器、高压省煤器、高压蒸发器和过热器；所述烟气通道分为依次贯穿所述过热器、所述高压蒸发器、所述高压省煤器、所述低压蒸发器和所述给水预热器的高温烟气进口、依次贯穿所述高压蒸发器、所述高压省煤器、所述低压蒸发器和所述给水预热器的低温烟气进口，以及在所述给水预热器下方同时连通所述高温烟气进口和所述低温烟气进口的双路烟气出口。其技术效果是：提高受热面传热有效性、稳定性和传热效率，避免了冷空气的漏入引起的余热回收效率低的问题，并使运行可靠性得到了大幅提高。

Description

一种烧结余热锅炉

技术领域

本发明涉及一种烧结余热锅炉。

背景技术

现有的烧结余热发电系统是烧结烟气通过余热锅炉换热后直接产生过热主蒸汽推动汽轮机发电,主要存在以下问题:

第一，烧结余热锅炉进口烟气温度低,余热锅炉产生的过热蒸汽压力和温度都较低,发电效率低；

第二，烧结工艺变化,烟气温度变化频繁,致使汽轮发电机组频繁启动；

第三，冬春季节环境温度低引起烧结烟气温度低,烧结余热锅炉产生的过热蒸汽温度达不到汽轮机要求的最低进汽温度而被迫停机,使烧结余热得不到充分利用；

第四，在烧结余热锅炉烟气进口进行补燃提高烟气温度，虽然能提高发电能力,但需增加大量外来能源消耗。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种烧结余热锅炉，其提高受热面传热有效性、稳定性和传热效率，避免了冷空气的漏入引起的余热回收效率低的问题，并使运行可靠性得到了大幅提高。

实现上述目的的一种技术方案是：一种烧结余热锅炉,包括烟气通道，以及从下至上依次设置的给水预热器、低压蒸发器、高压省煤器、高压蒸发器和过热器；

所述烟气通道分为依次贯穿所述过热器、所述高压蒸发器、所述高压省煤器、所述低压蒸发器和所述给水预热器的高温烟气进口，依次贯穿所述高压蒸发器、所述高压省煤器、所述低压蒸发器和所述给水预热器的低温烟气进口，以及在所述给水预热器下方同时连通所述高温烟气进口和所述低温烟气进口的双路烟气出口。

进一步的，所述烧结余热锅炉还包括高压锅筒和低压锅筒，所述高压锅筒包括高压筒体，所述低压锅筒包括低压筒体以及与所述低压筒体顶部连通的除氧器；

所述除氧器的进口端连通所述给水预热器，所述除氧器的出口端分为两路，一路连通所述低压蒸发器，另外一路连通所述高压省煤器，所述高压省煤器连通所述高压筒体，所述高压筒体连通所述高压蒸发器和所述过热器，所述过热器连通减温器，所述减温器连通集汽集箱。

再进一步的，所述低压蒸发器从上至下设有两级受热面，所述高压蒸发器从上至下设有三级受热面；且所述给水预热器、所述低压蒸发器的各级受热面、所述高压省煤器、所述高压蒸发器的各级受热面和所述过热器均是由进口集箱、管束和出口集箱组成的。

更进一步的，所述给水预热器、所述低压蒸发器、所述高压省煤器、所述高压蒸发器和所述过热器的管束均采用环向翅片管。

更进一步的，所述给水预热器、所述低压蒸发器和所述过热器分别装在一个管箱模块内，所述高压蒸发器顶部两级受热面位于一个管箱模块内，所述高压蒸发器底部一级受热面和所述高压蒸发器同时位于一个管箱模块内。

更进一步的，所述给水预热器和所述低压蒸发器的底面布置有激波吹灰器。

再进一步的，所述高压锅筒的高压筒体和所述低压锅筒的低压筒体内均设有从下至上依次设置的一级分离器、二级波形板分离器和匀水孔板。

再进一步的，所述低压蒸发器、所述高压省煤器、所述高压蒸发器、所述过热器、所述高压锅筒和所述低压锅筒均位于一钢架上，所述钢架上设有扶梯，以及连通所述高压锅筒的高压筒体的高压加药间和连通所述低压锅筒的低压筒体的低压加药间。

更进一步的，所述给水预热器、所述低压蒸发器、所述高压省煤器、所述高压蒸发器和所述过热器外设有锅炉炉墙。

再进一步的，所述钢架上还设有连接所述低压锅筒的低压筒体的低压饱和蒸汽取样装置和低压锅水取样装置，连接所述除氧器的给水取样装置，连接所述高压锅筒的高压锅水取样装置和高压饱和蒸汽取样装置，以及连接所述过热器的过热蒸汽取样装置。

采用了本发明的一种烧结余热锅炉的技术方案,包括烟气通道，以及从下至上依次设置的给水预热器、低压蒸发器、高压省煤器、高压蒸发器和过热器；所述烟气通道分为依次贯穿所述过热器、所述高压蒸发器、所述高压省煤器、所述低压蒸发器和所述给水预热器的高温烟气进口、依次贯穿所述高压蒸发器、所述高压省煤器、所述低压蒸发器和所述给水预热器的低温烟气进口，以及在所述给水预热器下方同时连通所述高温烟气进口和所述低温烟气进口的双路烟气出口。其技术效果是：提高受热面传热有效性、稳定性和传热效率，避免了冷空气的漏入引起的余热回收效率低的问题，并使运行可靠性得到了大幅提高。

附图说明

图1为本发明的一种烧结余热锅炉的结构示意图。

图2为图1的C-C向剖面示意图。

图3为图1的D向视图。

图4本发明的一种烧结余热锅炉的俯视图。

图5为本发明的一种烧结余热锅炉的汽水系统的高压锅筒侧示意图。

图6为本发明的一种烧结余热锅炉的管路图。

图7为图6的A向剖视图。

图8为图6的B向视图。

图9为本发明的一种烧结余热锅炉的低压锅筒的示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：

本发明一种烧结余热锅炉为钢厂烧结机余热发电系统中回收烧结料余热的重要设备。

本发明的一种烧结余热锅炉包括钢架100和烟气通道6，沿着钢架100从下至上依次设有给水预热器1、低压蒸发器2、高压省煤器3、高压蒸发器4和过热器5。其中，过热器5在水平截面上的截面面积小于给水预热器1、低压蒸发器2、高压省煤器3和高压蒸发器4在水平截面上的截面面积。因此烟气通道6在进口处分为两路，一路为依次贯穿过热器5、高压蒸发器4、高压省煤器3、低压蒸发器2和给水预热器1的高温烟气进口61，一路为依次贯穿高压蒸发器4、高压省煤器3、低压蒸发器2和给水预热器1的低温烟气进口62。烟气通道6还设有一个双路烟气出口63，双路烟气出口63位于给水预热器1的下方，且与高温烟气进口61和低温烟气进口62同时连通。

这样的设计，基于烧结余热废气温度变化特性，采用分段回收与梯级循环利用，布置受热面和改变循环方式，大幅提高锅炉运行可靠性。

其中，高压蒸发器4分为从下至上依次设置的三级受热面，低压蒸发器2分为从下至上依次设置的两级受热面。给水预热器1、高压省煤器3和过热器5都只设有一级受热面。给水预热器1、低压蒸发器2、高压省煤器3、高压蒸发器4和过热器5均采用了管箱模块的结构，大大减少现场安装工作量。其中高压蒸发器4顶部两级受热面布置在一个管箱模块内，高压蒸发器4底部一级受热面与高压省煤器3布置在同一个管箱模块内。

过热器5、高压蒸发器4的各级受热面、高压省煤器3、低压蒸发器2的各级受热面和给水预热器1均是由位于汽水进口端的进口集箱、管束和位于汽水出口端的出口集箱组成的。

钢架100的底部设有给水间104，钢架100的中部设有与给水预热器1等高的高压加药间102和低压加药间103，钢架100上还设有扶梯101。

钢架100的顶部设有位于高温烟气进口61一侧的高压锅筒，以及位于低温烟气进口62一侧的低压锅筒。

其中所述低压锅筒包括低压筒体8以及插接在低压筒体8顶部的除氧器9。所述高压锅筒包括高压筒体7。低压筒体8和高压筒体7的材料均为材料Q245R－GB9不锈钢。

高压锅筒的高压筒体7底面的轴向中部设有四个高压集中下降管接口，每个高压集中下降管接口上均连接有一根高压集中下降管71，四根高压集中下降管71均与高压蒸发器4的各级受热面的进口集箱连通。四个所述高压集中下降管接口的上方，设有四个位于高压筒体7的侧壁上的高压汽水引入管接口，每个所述高压汽水引入管接口均连接一根高压汽水引入管72，每根高压汽水引入管72均与高压蒸发器4的各级受热面的出口集箱，以及高压省煤器3的出口集箱连通。高压筒体7的侧壁的上部设有两个高压饱和蒸汽减温管接口，每个所述高压饱和蒸汽减温管接口连接有一根高压饱和蒸汽减温管73，高压饱和蒸汽减温管73连通高压省煤器3的出口集箱。两个高压饱和蒸汽减温管73之间设有四个位于高压筒体7顶部的饱和蒸汽至过热器管接口。四个所述宝盒蒸汽至过热器管接口均连接有一根饱和蒸汽至过热器管74，四个根饱和蒸汽至过热器管74均连接过热器5的进口集箱。同时，高压筒体7与高压加药间102之间连接有高压加药管75。

同时，四个所述高压汽水引入管接口和四个所述饱和蒸汽至过热器管接口之间设有从下至上依次设置的高压一级分离器、高压二级波形板分离器和高压匀水孔板(图中未显示)。同时,所述高压一级分离器、高压二级波形板分离器和高压匀水孔板周围设有一圈隔板,将高压饱和蒸汽减温管接口与高压饱和蒸汽减温管接口隔开,从高压汽水引入管72进入高压筒体7的汽水混合物，经高压一级分离器、高压二级波形板分离器和高压匀水孔板分离后变为饱和蒸汽，使饱和蒸汽从饱和蒸汽至过热器管74引出，进入过热器5。

这样的设计可以使高压饱和蒸汽从高压筒体7轴向中部的饱和蒸汽至过热器管74导入过热器5，而冷凝水被导流至高压筒体7的轴向两端，再从高压筒体7的轴向两端导流至高压筒体7的底部,进入高压集中下降管71。

此外，高压筒体7内还设有电接点水位计76、双色水位计77和水位平衡容器78，用于监测高压筒体7内的水位。

同时高压筒体7的顶部设有用于测量高压筒体7内压力的高读数压力表、低读数压力表、以及用于对高压筒体7内压力进行调节的放气截止阀、安全阀、压力冲量截止阀。

高压筒体7的侧壁上还设有高压紧急放水管79和高压排污管710，以提升高压筒体7内的汽水品质。

低压筒体8的侧壁的下部设有两个低压汽水引入管接口，每个低压汽水引入管接口上均连接一根低压汽水引入管82，每根低压汽水引入管82均连接低压蒸发器2的各级受热面的出口集箱。两个所述低压汽水引入管接口之间设有两个位于低压筒体8底部的低压集中下降管接口，每个所述低压集中下降管接口上均连接有一根低压集中下降管81，两根低压集中下降管81均连接低压蒸发器2的各级受热面的进口集箱。低压筒体8的顶部设有与除氧器9连接的除氧器接口。除氧器9上设有两个给水预热器至除氧器接头管接口，用于连接给水预热器至除氧器接头管91。给水预热器至除氧器接头管91连通给水预热器1的出口集箱。同时除氧器9与高压锅筒的高压筒体7之间也设有一根饱和蒸汽至除氧器管92。

同时，低压筒体8内还设有在两个所述低压汽水引入管接口和所述除氧器接口之间从下至上依次设置的低压一级分离器、低压二级波形板分离器和低压匀水孔板(图中未显示)。所述低压一级分离器、所述低压二级波形板分离器和所述低压匀水孔板周围设有一圈隔板。从低压汽水引入管82进入低压筒体8的汽水混合物，经所述低压一级分离器、所述低压二级波形板分离器和所述低压匀水孔板分离后引出，使饱和蒸汽进入除氧器9。除氧器9的作用是利用低压筒体8内的饱和蒸汽对来自给水预热器1的热水进行热力除氧。而冷凝水被导流至低压筒体8的轴向两端，再从低压筒体8的轴向两端导流至低压筒体8的底部,进入低压集中下降管81。

同时低压筒体8的顶部设有用于测量低压筒体8内压力的高读数压力表、低读数压力表、以及用于对低压筒体8内压力进行调节的放气截止阀、安全阀、压力冲量截止阀。

低压筒体8的侧壁上还设有低压紧急放水管83、低压排污管84以及连通低压加药间103的低压加药管85，以提高低压筒体8内的汽水品质。

同时低压筒体8与除氧器9之间还设有低压蒸汽引出管93和低压蒸汽引入管94。

所述低压一级分离器、所述低压二级波形板分离器和所述低压匀水孔板周围设有一圈隔板的作用在于将低压蒸汽引出管93，与所述除氧器接口、低压蒸汽引入管94和所述低压汽水引入管接口隔离。

低压锅筒的上述设计，通过对于汽水混合物在低压筒体8和除氧器9内流场的改进，改善了所述低压锅筒内的汽水品质，有利于除氧器9内热水的除氧，同时为整个汽水系统创造了一个微正压的环境，减少了热量的损失。

水从给水间104出来后进入给水预热器1进行预热，从给水预热器1出来的水在除氧器9内由低压筒体8内的饱和蒸汽进行热力除氧。除氧器9内出来的水，一路经高压省煤器3进一步被加热后进入高压筒体7、再由高压筒体7进高压蒸发器4产生饱和蒸汽，返回高压筒体7后再经过热器5，被加热到1.6Mpa，320℃，送往汽轮机主汽口作功。另一路进低压蒸发器产生0.6MPa的饱和蒸汽11t/h供汽轮机补汽口作功。

过热器5的汽水出口连通减温器51，减温器51与集汽集箱52连通，且减温器51与连通处的直径是是向集汽集箱52一侧逐渐变小的。减温器51与集汽集箱52的功能是将过热蒸汽集中在一起，集汽集箱52设置有压力表，安全阀，排气口，反冲洗口等必要的接口。

因此、过热器5、高压蒸发器4、高压省煤器3、低压蒸发器2、给水预热器1、所述高压锅筒和所述低压锅筒，及其连接管道，组成了本发明的一种烧结余热锅炉的汽水系统。其构成了一个微正压运行的系统，避免了冷空气的漏入引起的余热回收效率低的问题。所述高压锅筒和所述低压锅筒及其连接过热器5、高压蒸发器4、高压省煤器3、低压蒸发器2、给水预热器5的管道均进行了保温。

环冷的高温烧结料经下部冷风鼓吹后被冷却，同时冷风被加热，由上进入低温烟气进口62和高温烟气进口61，在烧结余热锅炉内进行换热，产生蒸汽供汽轮机发电用。本发明一种烧结余热锅炉为双通道、双温、双压自然循环型式。高温废气被引入高温烟气进口61。废气流经过热器5、高压蒸发器4、高压省煤器3、低压蒸发器2和给水预热器1，使过热器5内产生过热蒸汽。低温废气被引入低压烟气进口62，废气与流出高压烟气进口61内的废气汇合，经风机由双路烟气出口63排入大气。

本实施例中：给水预热器1、低压蒸发器2、高压省煤器3、高压蒸发器4和过热器5的管束都采用环向翅片管。这样设计的目的在于，使低压烟气进口62和高温烟气进口61形成有效的废气流场，加强换热，并且能在较大程度上减轻给水预热器1、低压蒸发器2、高压省煤器3、高压蒸发器4和过热器5的磨损，延长检修周期，保证锅炉有较长的使用年限。给水预热器1、低压蒸发器2、高压省煤器3、高压蒸发器4和过热器5的受热面采用错列布置形式，并合理地安排给水预热器1、低压蒸发器2、高压省煤器3、高压蒸发器4和过热器5的受热面的管束之间的间距,从而保证有足够的废气的流动速度，达到所要求的换热效果，即基于烟尘特性，强化传热技术，提高受热面传热有效性、稳定性和传热效率，同时提高了受热面的抗腐蚀性能。

低压蒸发器2和给水预热器1的底部，布置有激波吹灰器,以清洁受热面，保证锅炉出力。

同时钢架100上还设有取样装置，包括连接低压筒体8的低压饱和蒸汽取样装置111和低压锅水取样装置112，连接除氧器9的给水取样装置113、连接高压筒体7的高压锅水取样装置114和高压饱和蒸汽取样装置115，以及连接过热器5的过热蒸汽取样装置116。

给水预热器1、低压蒸发器2、高压省煤器3、高压蒸发器4和过热器5外设有锅炉炉墙,所述锅炉炉墙采用轻型护板炉墙，所述轻型护板炉墙由型钢框架，位于所述型钢框架正反两面贴合钢板，以及位于两块所述贴合钢板之间填充有硅酸铝耐火纤维层或岩棉板。所述护板炉墙安装时应予满焊，以杜绝护板炉墙之间的接缝处有漏风现象产生。为降低护板炉墙漏风系数，炉墙人孔、管板、护板炉墙接缝、保温等均进行了精心设计。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种烧结余热锅炉,包括烟气通道，以及从下至上依次设置的给水预热器、低压蒸发器、高压省煤器、高压蒸发器和过热器，其特征在于:

所述烟气通道分为依次贯穿所述过热器、所述高压蒸发器、所述高压省煤器、所述低压蒸发器和所述给水预热器的高温烟气进口，依次贯穿所述高压蒸发器、所述高压省煤器、所述低压蒸发器和所述给水预热器的低温烟气进口，以及在所述给水预热器下方同时连通所述高温烟气进口和所述低温烟气进口的双路烟气出口。

2.根据权利要求1所述的一种烧结余热锅炉，其特征在于：所述烧结余热锅炉还包括高压锅筒和低压锅筒，所述高压锅筒包括高压筒体，所述低压锅筒包括低压筒体以及与所述低压筒体顶部连通的除氧器；

所述除氧器的进口端连通所述给水预热器，所述除氧器的出口端分为两路，一路连通所述低压蒸发器，另外一路连通所述高压省煤器，所述高压省煤器连通所述高压筒体，所述高压筒体连通所述高压蒸发器和所述过热器，所述过热器连通减温器，所述减温器连通集汽集箱。

3.根据权利要求1所述的一种烧结余热锅炉，其特征在于：所述低压蒸发器从上至下设有两级受热面，所述高压蒸发器从上至下设有三级受热面；且所述给水预热器、所述低压蒸发器的各级受热面、所述高压省煤器、所述高压蒸发器的各级受热面和所述过热器均是由进口集箱、管束和出口集箱组成的。

4.根据权利要求3所述的一种烧结余热锅炉，其特征在于：所述给水预热器、所述低压蒸发器、所述高压省煤器、所述高压蒸发器和所述过热器的管束均采用环向翅片管。

5.根据权利要求3所述的一种烧结余热锅炉，其特征在于：所述给水预热器、所述低压蒸发器和所述过热器分别装在一个管箱模块内，所述高压蒸发器顶部两级受热面位于一个管箱模块内，所述高压蒸发器底部一级受热面和所述高压蒸发器同时位于一个管箱模块内。

6.根据权利要求3所述的一种烧结余热锅炉，其特征在于：所述给水预热器和所述低压蒸发器的底面布置有激波吹灰器。

7.根据权利要求2所述的一种烧结余热锅炉，其特征在于：所述高压锅筒的高压筒体和所述低压锅筒的低压筒体内均设有从下至上依次设置的一级分离器、二级波形板分离器和匀水孔板。

8.根据权利要求2所述的一种烧结余热锅炉，其特征在于：所述给水预热器、所述低压蒸发器、所述高压省煤器、所述高压蒸发器、所述过热器、所述高压锅筒和所述低压锅筒均位于一钢架上，所述钢架上设有扶梯，以及连通所述高压锅筒的高压筒体的高压加药间和连通所述低压锅筒的低压筒体的低压加药间。

9.根据权利要求8所述的一种烧结余热锅炉，其特征在于：所述给水预热器、所述低压蒸发器、所述高压省煤器、所述高压蒸发器和所述过热器外设有锅炉炉墙。

10.根据权利要求8所述的一种烧结余热锅炉，其特征在于：所述钢架上还设有连接所述低压锅筒的低压筒体的低压饱和蒸汽取样装置和低压锅水取样装置，连接所述除氧器的给水取样装置，连接所述高压锅筒的的高压筒体的高压锅水取样装置和高压饱和蒸汽取样装置，以及连接所述过热器的过热蒸汽取样装置。