CN1094493A - 废热锅炉 - Google Patents

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Abstract

公开了一种废热锅炉，它包括：在一个圆筒形壳 体内有一组带有入口端和出口端的换热管；在所述管 的壳侧并与所述壳体相连的用于引水的装置；一种装 置，它用于将热操作物流引入所述管的入口端并使热 操作物流经过该管，与该管壳侧的水间接换热而产生 蒸汽，并使引入的热操作物流冷却；用于取出产生的 蒸汽的装置，和用于取出冷却的气体物流的装置；其 中所述管布置成至少两个管束，每个管束设有调节管 束之间的所述热气流的流量分布和流速的装置，以控 制蒸汽的产生和所述操作物流的冷却。

Description

本发明涉及由化学反应中回收废热。更具体地说，本发明涉及改进冷却效果的废热锅炉。
废热锅炉最常用于通过热的操作物流中回收的废热产生蒸汽。这些锅炉典型地设计成带有一组布置在圆筒形壳内的热交换管的壳管式换热器。
用于工业中的壳  管式换热器有两种基本类型，即水/蒸汽混合物流经管程的水管型和在管内具有加热操作物流的火管型。
锅炉的特征构件是安装在壳内的前端盖和后端盖处的管板中的管子。在火管锅炉中蒸汽的产生是在所述管的壳侧由流经锅炉的热操作物流的间接热交换来实现的。壳侧经过一组升汽管和降液管与可以布置在锅炉壳侧顶部的一个蒸汽锅筒连接。
壳管式换热锅炉的机械设计，特别是热交换表面的尺寸设定存在一些问题。锅炉的运用包含壳侧的高压和壳与管侧之间的相当大的温差。必须特别考虑操作物流的结垢和腐蚀特征。
处理污垢或腐蚀的锅炉表明：为了在严重的结垢和腐蚀条件下有令人满意的寿命，操作物流必须设计成所需要的有更高的能率。锅炉管的热传递表面必须进一步地适应物流中的预计的腐蚀和结垢因素。为了在锅炉的长期操作期间提供所希望的且基本上恒定的冷却效果，需要适当地控制热传递和温度。
常规设计的锅炉设有大直径的旁通管，该管可以在锅炉壳内或壳外。旁通管通常构造成带有流量控制阀的隔热管。在锅炉的最初的操作过程中，部分热操作物流旁路经过该热传递管以限制热传递量在所希望的范围内。
一定时间后，接触操作物流的管子的结垢和腐蚀增加，导致热传递降低。然后，减少旁路的操作物流的量，使经过热传递管的操作物流的  流量增加以维持所需的冷却效果。
上述这种已知的锅炉的主要缺点是旁通管和流量控制阀的金属表面上的强烈的腐蚀，所述旁通管和流量控制阀在高达1000℃的温度下与未冷却的操作物流接触。
本发明的主要目的是避免已知的废热锅炉的上述缺陷，即提供一种具有改进的热传递和温度控制的壳管式换热锅炉。
从而，本发明的广泛的实例涉及一种废热锅炉，该锅炉包括：
在一个圆筒形壳体内有一组带入口和出口端的换热管;
在所述管的壳侧并与所述壳体相连的用于引水的装置;
一种装置，它用于将热操作物流引入所述管的入口端并使热操作物流经过该管，与该管壳侧的水间接换热而产生蒸汽，并使引入的热操作物流冷却;
用于取出产生的蒸汽的装置，和用于取出冷却的气体物流的装置;
其中所述管布置成至少两个管束，每个管束设有调节管束之间的所述热气流的流量分布和流速的装置，以控制蒸汽的产生和所述操作物流的冷却。
在本发明的锅炉设计中，热传递的控制是通过不同的管束之间的热操作物流的分布来实现的。在经过该锅炉的热操作物流流量不变的情况下，经过一个管束中的管子的热操作物流流量减小，则经过另一管束中管子的流速便相应增加。操作物流的质量流速的增加伴随着热传递的增加。这样，通过适当调  节不同管束中的热操作物流的流量，便能控制在改变的结垢状况下操作物流和离开锅炉的蒸汽的热传递和温度。
进入管束之间并经过管的操作物流的流量分布控制可以借助于布置在管  出口侧的管束附近的出口室中的一个控制阀实现。
与常规的带有隔热的旁通管的锅炉相反，本发明避免了管和阀在与未冷却的操作物流在高温下接触时金属表面的严重腐蚀。本发明的锅炉中的管和阀的金属表面暴露于经过与管的壳侧的水/蒸汽换热后处于较低温下的冷却的操作物流中。
在本发明的优选的实施例中，锅炉的管束进一步设有不同数目的管子，这样能控制速度和换热面积，从而更准确地控制锅炉中的温度。
作为上述实施例的一个可供选择的或另一方案，管束可以进一步设有在不同管束中具有不同直径的管子。
通过将不同量的热操作物流分配到具有不同管径的管束中，从而较小直径的管产生较高的热传递系数，当经过较小直径的管子的流量增加时使操作物流更有效的冷却，从而实现温度控制。
当将不同量的热操作物流分配到管束中并经过热交换管，可以使热传递适应于锅炉的结垢和负荷的变化，而不会使锅炉中管和阀的金属表面暴露于高温中，所述高温会引起锅炉中的严重腐蚀。
由下面的具体的实施例的详细描述，本发明的上述特点和优点将变得进一步明显。
在一个计算模型中，按照本发明的壳管式换热型废热锅炉设有两个管束，和一个流量控制系统，所述管束的每一束中设有不同直径的管，所述流量控制系统是以在管的出口端的一个出口室中设置控制阀的形式，所述废热锅炉用449，782Nm3/h重整气在入口温度为950℃下操作。该锅炉设在一个圆筒形壳体内，该壳体有一个150根管的第一管束，围绕壳体的轴线设置，该管的外径为3英寸和长为5.5米;该壳体还有一个含450根管的第二管束，管的外径为2英寸和长为5.5米，安装在第一管束周围同心布置。
在分配到两个管束的不同的操作物流流量下，对于0和6×10-4的不同的结垢因子，来自每个管束的令却操作物流以及混合的冷却操作物流的出口温度分别示于表1和表2中。
Figure 941034445_IMG1
由表中可明显看出，冷却的操作物流的温度通过热的入口物流对于第一和第二管束的不同的分配来控制。作为一个例子，在锅炉未结垢状态下，在冷却后操作物流的出口温度要求为590℃时，则10%的热操作物流经过较小直径的管，其余的经过较大直径的管。在变化后的结垢状态时，即结垢因子为6×10-4时，经过较小直径管的流量必须增加到30%，才能得到所要求的590℃的出口温度。
因而不将锅炉的金属表面暴露于发生严重腐蚀的高温中便可获得对温度的控制。

Claims (5)

1、废热锅炉，它包括：
在一个圆筒形壳体内有一组带入口和出口端的换热管；
在所述管的壳侧并与所述壳体相连的用于引水的装置；
一种装置，它用于将热操作物流引入所述管的入口端并使热操作物流经过该管，与该管壳侧的水间接换热而产生蒸汽，并使引入的热操作物流冷却；
用于取出产生的蒸汽的装置，和用于取出冷却的气体物流的装置；
其中所述管布置成至少两个管束，每个管束设有调节管束之间的所述热气流的流量分布和流速的装置，以控制蒸汽的产生和所述操作物流的冷却。
2、按权利要求1的废热锅炉，其特征是用于调节热气体物流的流量分布的装置由一个出口室中的控制阀组成，该出口室设置在管束中管的出口端的每一个管束上。
3、按权利要求1或2的废热锅炉，其特征是所述管束含有不同数目的管子。
4、按权利要求1或2的废热锅炉，其特征是不同管束中的管子具有不同的直径。
5、按权利要求1的废热锅炉，其特征是所述管束设有不同数目的管子，所述管子在不同的管束中具有不同的直径。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115337871A (zh) * 2021-04-09 2022-11-15 中国石油化工股份有限公司 一种撤热水管、流化床反应器及其在丙烯腈制造中的应用

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK173540B1 (da) * 1994-06-29 2001-02-05 Topsoe Haldor As Spildvarmekedel
US5762031A (en) * 1997-04-28 1998-06-09 Gurevich; Arkadiy M. Vertical drum-type boiler with enhanced circulation
AU6230701A (en) * 2000-05-19 2001-12-03 Shell Int Research Apparatus for heating steam
JP4601029B2 (ja) * 2001-02-20 2010-12-22 東京エレクトロン株式会社 半導体処理装置
KR100864383B1 (ko) 2001-05-17 2008-10-20 쉘 인터내셔날 리서치 마챠피즈 비.브이. 증기 가열 장치 및 방법
US6640543B1 (en) * 2001-09-21 2003-11-04 Western Washington University Internal combustion engine having variable displacement
US8225849B2 (en) * 2003-10-02 2012-07-24 Behr Gmbh & Co. Kg Charge intercooler for a motor vehicle
DE102005057674B4 (de) * 2005-12-01 2008-05-08 Alstom Technology Ltd. Abhitzekessel
FR2923859B1 (fr) * 2007-11-15 2009-12-18 Valeo Systemes Thermiques Branche Thermique Habitacle Echangeur de chaleur pour circuit d'alimentation en air d'un moteur de vehicule automobile
CN101706096B (zh) * 2009-09-17 2011-06-15 上海国际化建工程咨询公司 改良型废热锅炉
US20110277473A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Geoffrey Courtright Thermal Energy Transfer System
DE102010045537A1 (de) * 2010-09-15 2012-03-15 Uhde Gmbh Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas
BR112013006139A2 (pt) * 2010-09-30 2016-06-14 Haldor Topsoe As caldeira de calor residual, processo para a troca de calor de um gás de processo e uso de uma caldeira de calor residual
EP2738744B1 (en) 2011-07-29 2018-11-28 Nidec Sankyo Corporation Processing device for medium
DE102012007721B4 (de) * 2012-04-19 2022-02-24 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Prozessgaskühler mit hebelgesteuerten Prozessgaskühlerklappen
WO2013167180A1 (en) 2012-05-09 2013-11-14 Haldor Topsøe A/S Waste heat boiler with bypass and mixer
CN104344413B (zh) * 2013-08-02 2017-05-10 马成果 一种抗积灰结露和跟踪负荷的可控多向流对流换热烟道
US10443945B2 (en) * 2014-03-12 2019-10-15 Lennox Industries Inc. Adjustable multi-pass heat exchanger
US10203171B2 (en) 2014-04-18 2019-02-12 Lennox Industries Inc. Adjustable multi-pass heat exchanger system
ES2791310T5 (es) 2015-02-27 2023-06-19 Technip France Sistema de caldera de calor residual y método para enfriar un gas de proceso
DE102015013517A1 (de) † 2015-10-20 2017-04-20 Borsig Gmbh Wärmeübertrager
US9958219B2 (en) * 2015-11-20 2018-05-01 Denso International America, Inc. Heat exchanger and dynamic baffle
EP3407001A1 (en) 2017-05-26 2018-11-28 ALFA LAVAL OLMI S.p.A. Shell-and-tube equipment with bypass
EP4368933A1 (de) 2022-11-10 2024-05-15 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Regelvorrichtung zur regelung der temperatur eines prozessgases und wärmeaustauscher mit einer regelvorrichtung

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB425559A (en) * 1933-10-28 1935-03-18 Woodall Duckham 1920 Ltd Improvements in or relating to waste heat boilers
US2990161A (en) * 1954-11-29 1961-06-27 Combustion Eng Method of increasing metal temperatures in the cold end of air preheaters
US3477411A (en) * 1967-12-22 1969-11-11 Aqua Chem Inc Heat recovery boiler with bypass
NL7216834A (zh) * 1972-12-12 1974-06-14
DE3017411C2 (de) * 1980-05-07 1986-08-21 Uhde Gmbh, 4600 Dortmund Rohrgaskühler
US4483258A (en) * 1982-07-08 1984-11-20 Clear Air, Inc. Incinerator steam generation system
DE3433598A1 (de) * 1984-09-13 1986-03-20 Heinz Schilling KG, 4152 Kempen Verfahren zur praktischen anwendung des gegenstromprinzips fuer waermeaustauscher, luft/wasser, luft/luft oder sinngemaess fuer andere medien
US4612879A (en) * 1985-05-30 1986-09-23 Elizabeth E. Cooke Hot water heater and steam generator
US4899696A (en) * 1985-09-12 1990-02-13 Gas Research Institute Commercial storage water heater process
US4766883A (en) * 1986-02-26 1988-08-30 Mor-Flo Industries, Inc. Forced draft controlled mixture heating system using a closed combustion chamber
GB2241742B (en) * 1988-03-23 1992-06-03 Rolls Royce Plc Minimising the effects of icing in the intakes of aerospace propulsors.
US5040470A (en) * 1988-03-25 1991-08-20 Shell Western E&P Inc. Steam generating system with NOx reduction
DE3828034A1 (de) * 1988-08-18 1990-02-22 Borsig Gmbh Waermetauscher
DE3830248C1 (zh) * 1988-09-06 1990-01-18 Balcke-Duerr Ag, 4030 Ratingen, De
US4887464A (en) * 1988-11-22 1989-12-19 Anadrill, Inc. Measurement system and method for quantitatively determining the concentrations of a plurality of gases in drilling mud
US5215018A (en) * 1990-06-26 1993-06-01 White Horse Technologies, Inc. Pollution control apparatus and method for pollution control

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115337871A (zh) * 2021-04-09 2022-11-15 中国石油化工股份有限公司 一种撤热水管、流化床反应器及其在丙烯腈制造中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
KR940022025A (ko) 1994-10-19
EP0617230A1 (en) 1994-09-28
CA2119996C (en) 2000-04-18
DK35793D0 (da) 1993-03-26
KR100316214B1 (ko) 2002-02-19
RU2118650C1 (ru) 1998-09-10
EP0617230B1 (en) 1998-01-07
CA2119996A1 (en) 1994-09-27
CN1076812C (zh) 2001-12-26
DK35793A (da) 1994-09-27
US5452686A (en) 1995-09-26
JPH0726909A (ja) 1995-01-27
JP3577101B2 (ja) 2004-10-13
DK171423B1 (da) 1996-10-21
DE69407639D1 (de) 1998-02-12
DE69407639T2 (de) 1998-04-23

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