CN112902128A - 一种水管式余热锅炉及尾气处理系统 - Google Patents

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郝胜杰
曹诗豹
柳德栋
赵彦利
田春静
杜瑞雪
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康健
王东
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Abstract

本公开涉及一种水管式余热锅炉及尾气处理系统，包括多个管排，管排由多个换热管并排形成，管排能够相互配合以形成围合形成内腔，并在内腔中分隔出蛇形烟道，以使得烟气在沿蛇形烟道流动的过程中完成与换热管中循环水的热交换。所述蛇形烟道包括多段竖向通道，相邻竖向通道之间的上端或下端连通。本公开中余热锅炉可以在腐蚀性的高温尾气，且尾气中含有大量堆积性细微粉尘、粉尘颗粒具有一定粘性的恶劣环境工况下运行，提高余热锅炉的运行寿命。

Description

一种水管式余热锅炉及尾气处理系统
技术领域
本公开属于尾气处理设备技术领域，具体涉及一种水管式余热锅炉及尾气处理系统。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
余热锅炉分为火管式和水管式两类。由于固体危害物资焚烧后产生的尾气中含有大量堆积性细微粉尘、粉尘颗粒具有一定粘性，极易堵塞火管，火管式余热锅受运行条件的限制不能应用在此处，所以采用水管余热锅炉。即换热管中流动有循环水及受热形成的蒸汽，尾气在换热管外部流动，并实现尾气与循环水的间接换热。
发明人了解到，在焚烧固体危害物资项目中，水管余热锅炉的炉管一般采用高频焊螺旋翅片管及光管形式，但是，高频焊螺旋翅片管式余热锅炉由于堵塞粘接后无法清除，使用寿命极低；光管式的余热锅炉不论是采用三角形布置管子，还是采用正方形布管，其换热效果开始远没有高频焊螺旋翅片管形式的高，并且，其不同换热管之间的间隙较小，烟气的流动方向与换热管的轴线方向垂直设置，使得光管外部也极易堵塞粘结颗粒物，使用寿命比翅片管的略长一些，但是需要每隔设定时间更换。
发明内容
本公开的目的是提供一种水管式余热锅炉及尾气处理系统，能够解决带有粘性颗粒物容易粘结在换热管外部，造成相邻换热管之间间隙被堵塞，以及换热管外部包覆粘性颗粒物层，造成换热效率急剧下降的问题。
为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供一种水管式余热锅炉，包括多个管排，管排由多个换热管并排形成，管排能够相互配合以形成围合形成内腔，并在内腔中分隔出蛇形烟道，以使得烟气在沿蛇形烟道流动的过程中完成与换热管中循环水的热交换。
作为进一步的改进，所述蛇形烟道包括多段竖向通道，相邻竖向通道之间的上端或下端连通。
作为进一步的改进，所述管排的上端与框架固定连接以实现支撑，管排的下端空悬设置，管排的下方设有灰斗，以收集从蛇形烟道中沉降的灰尘颗粒。
本公开的第二方面提供一种尾气处理系统，包括所述的水管式余热锅炉。
以上一个或多个技术方案的有益效果：
采用换热管形成管排并且管排围合形成蛇形烟道的方式，使得相邻换热管间隔有蛇形烟道的宽度，或者直接并排形成管排以阻挡烟气通过，相对于换热管依次排布形成换热器的方式来说，不会因为粘性颗粒堵塞相邻换热管之间的间隙进而影响烟气流通。
采用管排围合形成蛇形烟道的方式，使得烟气在内腔中能够经历多次回转，增加烟气在内腔中流动的路径及停留时间，提供换热效率以及尾气中余热的利用效率。
采用多段竖向通道，相邻竖向通道之间的上端或者下端连通，即利用管排约束形成了竖向的通道，烟气在蛇形烟道中流通时，其流通方向基本与该位置管排的延伸方向相同，避免烟气直接冲击换热管，减少了烟气中颗粒粘结在换热管外部的概率。
采用管排上端通过框架支撑，下端空悬设置方式，使得换热管能够预留热胀冷缩的空间，避免热胀冷缩损毁换热管。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是本公开实施例中整体结构主视方向的示意图；
图2是本公开实施例中整体结构侧视方向的示意图；
图3是本公开实施例中竖直管排的结构示意图；
图4是本公开实施例中弯折管排的结构示意图。
图中，1、灰斗；2、中部管排；3、前部管排；4、上升管；5、汽包；6、顶部管排；7、后部管排；8、弹簧支架；9、框架；10、下降管；11、进气口；12、出气口；13、换热管；14、连接板。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
如图1-图2所示，本实施例提供一种水管式余热锅炉，该余热锅炉本体由受热部件、上升管、下降管、汽包组成；受热部件采用四面竖直放置的管排、顶部采用倾斜一定角度的管排、底部采用方锥形收灰斗组成。管排是管子之间用扁钢满焊焊接连接为整体的主要受热件。高温含尘尾气进入受热部件前端，通过内部布置的多层竖直的管排阻隔，从上部向下经几次折流到受热部件的后端流出。
此处的受热部件即为管排。具体的，本实施例多个管排，管排由多个换热管13并排形成，管排能够相互围合形成内腔并在内腔中分隔出蛇形烟道，以使得烟气在沿蛇形烟道流动的过程中完成与换热管13中循环水的热交换。
所述蛇形烟道包括多段竖向通道，相邻竖向通道之间的上端或下端连通。所述管排由换热管13和连接板14组成，换热管13的轴线相互平行，相邻换热管13之间的间隙通过连接板14密封。具体的，此处的管排可以采用光管与扁钢焊接形成。
管排中不同换热管13的上端与同一集气箱连通，下端与同一集水箱连通，集气箱与上升管4下端连通，集水箱与下降管10下端连通，上升管4的上端与汽包5的上部连通，下降管10与汽包5的下部连通。
可以理解的是，在本实施例中，为了便于安装集气箱与集水箱，此处的连接板的长度应该小于管排中换热管的长度，使得换热管的两端能够延伸出。此处的集气管用于汇集管排中各换热管处形成的蒸汽，集水管用于将循环水从下端分配到同一管排的不同换热管中。
可以理解的是，在本实施例中，一个管排对应于两个下降管和两个上升管，两个下降管分别与集水管的两端部连通，两个上升管分别与集气管的两端部连通。
所述汽包5设置在框架9的上端并通过框架9支撑，汽包5的进口与外界水源连通，汽包5的出口能够排出蒸汽，以使得蒸汽能够进行后续再利用。
所述管排的上端与框架9固定连接以实现支撑，管排的下端空悬设置，管排的下方设有灰斗1，灰斗与管排的竖向侧面相贴合，以收集从蛇形烟道中沉降的灰尘颗粒。所述灰斗1的下方通过弹簧支架8连通。
所述管排包括前部管排3、中部管排2、后部管排7和顶部管排6，前部管排3靠近进气口11设置、后部管排7靠近出气口12设置，中部管排2设置在前部管排3与后部管排7之间，顶部管排6用于实现蛇形烟道上端的封堵。
所述管排分为竖直管排和弯折管排，竖直管排用于形成竖向通道，弯折管排用于连接进气口11、出气口12或参与形成顶部管排6。
该余热锅炉的受热部件通过8螺栓连接在9框架顶部。
该余热锅炉由筒体、封头及内件组成的汽包5，是该余热锅炉汽水分离，得到高品质蒸汽和锅炉安全运行的必要部件。
本实施例解决了困扰余热锅炉的积灰、粘结、漏风、腐蚀等难题，提高了锅炉热效率，达到锅炉安全、稳定、长周期运行的目的。
工作原理：该余热锅炉尾气向水传热的过程为：尾气由锅炉尾气进口进入中部管排和前部管排形成的通道内，转入三个中部管排2形成的两个通道上、下翻转后，流入中部管排2、后部管排7形成的通道后，由锅炉的尾气出口进入下一道工序。在该传热过程中冷却、沉降下来的灰尘，进入灰斗，由除灰装置控制排出炉外。
该余热锅炉水的受热过程为：给水进入汽包5，经下降管10进入各管排中的换热管13底部向上升的过程受热蒸发，汽水混合物在各管排顶部经上升管4进入汽包5进行汽水分离得到品质合格的蒸汽。
实施例2
本实施例提供一种尾气处理系统，包括实施例1中所述的水管式余热锅炉。
可以理解的是，尾气处理系统还可以包括脱硫设备、脱氮设备等，其具体的连接方式可以由本领域技术人员自行设置，此处不再赘述。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种水管式余热锅炉，其特征在于，包括多个管排，管排由多个换热管并排形成，管排能够相互配合以形成围合形成内腔，并在内腔中分隔出蛇形烟道，以使得烟气在沿蛇形烟道流动的过程中完成与换热管中循环水的热交换。
2.根据权利要求1所述的水管式余热锅炉，其特征在于，所述蛇形烟道包括多段竖向通道，相邻竖向通道之间的上端或下端连通。
3.根据权利要求1所述的水管式余热锅炉，其特征在于，所述管排由换热管和连接板组成，换热管的轴线相互平行，相邻换热管之间的间隙通过连接板密封。
4.根据权利要求1所述的水管式余热锅炉，其特征在于，管排中不同换热管的上端与同一集气箱连通，下端与同一集水箱连通，集气箱与上升管下端连通，集水箱与下降管下端连通，上升管的上端与汽包的上部连通，下降管与汽包的下部连通。
5.根据权利要求4所述的水管式余热锅炉，其特征在，所述汽包设置在框架的上端并通过框架支撑，汽包的进口与外界水源连通，汽包的出口能够排出蒸汽，以使得蒸汽能够进行后续再利用。
6.根据权利要求1所述的水管式余热锅炉，其特征在于，所述管排的上端与框架固定连接以实现支撑，管排的下端空悬设置，管排的下方设有灰斗，灰斗与管排的竖向侧面相贴合，灰斗能够收集从蛇形烟道中沉降的灰尘颗粒。
7.根据权利要求6所述的水管式余热锅炉，其特征在，所述灰斗的下方通过弹簧支架连通。
8.根据权利要求1所述的水管式余热锅炉，其特征在，所述管排包括前部管排、中部管排、后部管排和顶部管排，前部管排靠近进气口设置、后部管排靠近出气口设置，中部管排设置在前部管排与后部管排之间，顶部管排用于实现蛇形烟道上端的封堵。
9.根据权利要求1所述的水管式余热锅炉，其特征在于，所述管排分为竖直管排和弯折管排，竖直管排用于形成竖向通道，弯折管排用于连接进气口、出气口或参与形成顶部管排。
10.一种尾气处理系统，其特征在，包括权利要求1-9中任意一项所述的水管式余热锅炉。
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