具体实施方式
下面结合附图对余热锅炉一体化烟化炉加以进一步说明。
如图1所示:余热锅炉一体化烟化炉由,由侧吹喷嘴1、烟化吹炼池2、炉身密封装置3、短斜烟道顶帽4、斜烟道密封装置5、辐射对流冷却室6、膨胀节7、蛇形管省煤器8连接而成的主体,与骨架9、悬挂装置10、振打清灰装置11、埋刮板出灰装置12等构成。必要时,可增设汽包、热水循环泵等余热锅炉部件。
如图1所示,余热锅炉一体化烟化炉的烟化吹炼池两侧各设计有2排安装侧吹喷嘴用的喷嘴孔及侧吹喷嘴,当此2排喷嘴孔及侧吹喷嘴比较靠近时,上一排与下一排是错开布置,上一排的数目比下一排的数目少,上下两排之间的垂直距离小于或等于在同一水平线上两相邻喷嘴孔之间的距离。侧吹喷嘴1在炉子两侧安装的数目是相等的,两侧的侧吹喷嘴1安装的位置相对烟化吹炼池纵向垂直平面一一对称。在喷嘴1直径特别大的情况下,上下两排之间的垂直距离可以大于在同一水平线上两相邻喷嘴孔之间的距离。
根据不同的产量与工艺要求,烟化吹炼池各侧的喷嘴孔与侧吹喷嘴1的排数可以设计为1~3排。当总排数为3时,在熔池面以下300mm到熔池面以上1500mm之间设置1排,在熔池底部设置2排,当两排喷嘴孔是靠近(≤500mm)布置时,则该两排的喷嘴孔上下错开布置。当总排数为2时,在熔池底部至少设置1排。无论是设置多少排,均应保证两侧的侧吹喷嘴的位置、个数、喷吹介质的品种是关于烟化吹炼池纵向垂直平面一一对称的。
烟化吹炼池,熔池一侧设计有放渣口。放渣口的数目可以象传统的烟化炉一样为上下2个或左右2个,也可以是左上右下2个、左右上下4个。
如图1中,余热锅炉一体化烟化炉的侧吹喷嘴1,在烟化吹炼池2的两侧各设置有2排。如图1中,侧吹喷嘴1的数目等于烟化吹炼池2上设置的喷嘴孔的数目。
在其他情况下,侧吹喷嘴数目可以小于烟化吹炼池上设置的喷嘴孔的数目。当侧吹喷嘴的数目少于喷嘴孔的数目时,未安装侧吹喷嘴的喷嘴孔则作为临时喷吹操作口或检测口,未安装侧吹喷嘴的喷嘴孔应设计密封孔盖。
虽然侧吹喷嘴一般设计成粉煤喷嘴,但是根据不同的工艺要求,侧吹喷嘴也可以设计成压缩空气喷嘴或氧气喷嘴或天然气喷嘴或多种介质混合物喷嘴。
余热锅炉一体化烟化炉的烟化吹炼池的两侧,安装侧吹喷嘴的数目虽然可以少于烟化吹炼池2上设置的喷嘴孔的数目,但是与烟化吹炼池喷嘴孔相连的操作过程中两侧开启的侧吹喷嘴的数目必须相等,两侧安装的侧吹喷嘴的位置必须相对烟化吹炼池纵向垂直平面一一对称。
全部侧吹喷嘴的安装倾角控制在水平面±25°范围之内,每对侧吹喷嘴的安装倾角可以不同。
余热锅炉一体化烟化炉的炉身密封装置的设计非常重要,既要保证炉体密封,又要保证操作不正常情况下,吹炼飞溅的大片熔渣顺利流回而不烧穿炉壁。设计的关键就是内衬一定厚度的耐火材料且比烟化吹炼池小。具体厚度可通过一般的传热计算得到。
如图1所示,余热锅炉一体化烟化炉的短斜烟道顶帽4,由锅炉钢管水冷壁、短的斜烟道底板水套及加固装置连接而成。在短斜烟道顶帽4的烟气出口的对面炉壁上,设置有补充燃料燃烧用的烧嘴13。设置烧嘴13的目的是,根据烟化炉工艺操作周期性的特点,补充燃料进行燃烧。通过调节补充燃料的燃烧量,可以实现烟化炉产出烟气量或余热回收载体——蒸汽产量的稳定。
供给余热锅炉一体化烟化炉的短斜烟道顶帽4上开设的烧嘴13的补充燃料可以是侧吹喷嘴鼓入的如粉煤等还原剂,也可以是如油、天然气、不同热值的煤气、锌精矿、铅精矿、铜精矿等单一物料或上述混合物料,助燃空气的含氧量可以是19~99%。
通常情况下,余热锅炉一体化烟化炉的短斜烟道顶帽上应设置热料加入口或冷料加入口、三次风口、操作观察口、仪表检测孔等。
如图1所示,余热锅炉一体化烟化炉的斜烟道密封装置5的设计可以采用常规的密封方案与膨胀缓冲结构。如迷宫、波形膨胀节、多层耐火纤维布等。
如图1所示,余热锅炉一体化烟化炉的辐射对流冷却室6,由辐射室、辐射室内辐射管束、对流室、对流室内对流管束、下部灰斗等连接而成。按照现行锅炉设计规程规范进行设计。
余热锅炉一体化烟化炉的短斜烟道顶帽4、辐射对流冷却室6及蛇形管省煤器8,应按照现行锅炉设计规程规范进行设计。
如图1所示,余热锅炉一体化烟化炉的膨胀节7,设计要求比斜烟道密封装置5的要求较低,采用波形膨胀节或w板迷宫密封结构即可。
如图1所示的余热锅炉一体化烟化炉,其蛇形管省煤器8由蛇形管换热体和壳体组成,蛇形管换热体分组搁置于壳体侧壁加固型钢上,与壳体一起整体悬挂在余热锅炉一体化烟化炉的骨架上。其实,通过吊挂装置中不同的吊件也可以将蛇形管换热体与壳体分别悬挂在余热锅炉一体化烟化炉的骨架上。
省煤器壳体由钢板焊接而成,外面焊接加固型钢,可设置外保温或内保温。当内保温时,要注意防止烟气及粉尘的磨损。
余热锅炉一体化烟化炉的蛇形管省煤器,烟气实际流速设计值大于11.5m/s,建议不大于17m/s,以达到烟尘自清理的目的。因此,本方案不必要在省煤器上设置清灰设备。
如图1所示的余热锅炉一体化烟化炉的骨架9,是支撑短斜烟道顶帽4及其后面的除埋刮板出灰装置12以外的所有部件悬挂重量的钢结构。其设计按照现行钢结构设计规范即可。
余热锅炉一体化烟化炉的骨架的设计,应充分考虑安装在烟化吹炼池2、短斜烟道顶帽4四周的侧向支撑螺杆对骨架立柱及骨架联系梁的侧向作用力,还应充分考虑其它各种载荷。
如图1所示的余热锅炉一体化烟化炉的悬挂装置10,一般由加固型钢、吊耳、吊杆、垫片、螺母、尾部防雨盖等组成,在余热锅炉一体化烟化炉的短斜烟道顶帽4上的悬挂装置还应考虑缓冲弹簧。
如图1所示的余热锅炉一体化烟化炉的振打清灰装置包括:振打机,空气、蒸汽吹灰器,乙炔炮,超声波吹灰器,及其联合清灰装置。
如图1所示的余热锅炉一体化烟化炉的埋刮板出灰装置12,一般是提出设备条件,从专业厂家订货。在埋刮板出灰装置12与辐射对流冷却室6的灰斗连接应充分考虑后者在操作过程中的向下膨胀与周向移位。与灰斗之间的连接注意防止各灰斗之间的烟气短路,通常在灰斗出口设置翻板、星形等阀件。
以下根据上述技术方案组合成几个具体的实施例。以便进一步说明余热锅炉一体化烟化炉
实施例1、单排侧吹型余热锅炉一体化烟化炉
由具有下述特点的余热锅炉一体化烟化炉部件可以构成一种单排侧吹型余热锅炉一体化烟化炉:
侧吹喷嘴:喷嘴数目,2×12;熔池每侧喷嘴排数,1;喷吹介质,空气;喷吹物料,粉煤。
烟化吹炼池:喷嘴孔数目,2×12;熔池每侧喷嘴孔排数,1;排出口个数,2。
炉身密封装置:内衬耐火混凝土。
短斜烟道顶帽:设置加热料加入口1个,不设补充燃料烧嘴。
斜烟道密封装置:常规设计结构。
辐射对流冷却室:内设辐射管束、对流管束、下设灰斗及重锤翻板阀。
膨胀节:不锈钢波形膨胀节。
蛇形管省煤器:20g锅炉无缝钢管形管换热体,换热体分组搁置于壳体侧壁,整体悬挂在骨架上,烟气设计流速14m/s自清灰。
骨架:常规设计结构。
悬挂装置:常规设计结构。
振打清灰装置:弹性振打机。
埋刮板出灰装置:折角型埋刮板运输机,将烟灰直接提升入灰仓。
补充燃料烧嘴:不设置。
增设汽包,构成自然循环余热锅炉。
实施例2、双排侧吹补充燃料型余热锅炉一体化烟化炉
由具有下述特点的余热锅炉一体化烟化炉部件可以构成一种双排侧吹补充燃料型余热锅炉一体化烟化炉。
侧吹喷嘴:喷嘴数目,2×8+2×7=40,上排比下排少1个;熔池每侧喷嘴排数,2;喷吹介质,空气;喷吹物料,粉煤。
烟化吹炼池:喷嘴孔数目,2×8+2×7=40;熔池每侧喷嘴孔排数,2,常用排数,1~2;排出口个数:4,常用2。
炉身密封装置:内衬耐火混凝土。
短斜烟道顶帽:设置加热料加入口1个,不设补充燃料烧嘴。
斜烟道密封装置:常规设计结构。
辐射对流冷却室:内设辐射管束、对流管束、下设灰斗及重锤翻板阀。
膨胀节:不锈钢波形膨胀节。
蛇形管省煤器:20g锅炉无缝钢管形管换热体,换热体分组搁置于壳体侧壁,整体悬挂在骨架上,烟气设计流速14m/s自清灰。
骨架:常规设计结构。
悬挂装置:常规设计结构。
振打清灰装置:弹性振打机。
埋刮板出灰装置:折角型埋刮板运输机,将烟灰直接提升入灰仓。
补充燃料烧嘴:设置2个,补充燃料为粉煤。
增设汽包、热水循环泵构成强制循环余热锅炉。
实施例3、双排侧吹池面鼓风补充燃油型余热锅炉一体化烟化炉
由具有下述特点的余热锅炉一体化烟化炉部件可以构成一种双排侧吹池面鼓风补充燃油型余热锅炉一体化烟化炉。
侧吹喷嘴:熔池下部喷嘴数目,2×8+2×7=40,上排比下排少1个;熔池每侧喷嘴排数,2,排间距,100mm,每排喷嘴间距200mm;熔池面喷嘴数目,2×3=6,布置在熔池面高度;熔池下部喷嘴喷吹介质,空气,喷吹物料,粉煤;熔池面喷嘴喷吹介质,空气,无喷吹物料。
烟化吹炼池:喷嘴孔数目,2×8+2×7=40;熔池每侧喷嘴孔排数,2,常用排数,1~2;排出口个数:4,常用2。
炉身密封装置:内衬耐火混凝土。
短斜烟道顶帽:设置加热料加入口1个,不设补充燃料烧嘴。
斜烟道密封装置:常规设计结构。
辐射对流冷却室:内设辐射管束、对流管束、下设灰斗及重锤翻板阀。
膨胀节:不锈钢波形膨胀节。
蛇形管省煤器:20g锅炉无缝钢管形管换热体,换热体分组搁置于壳体侧壁,整体悬挂在骨架上,烟气设计流速14m/s自清灰。
骨架:常规设计结构。
悬挂装置:常规设计结构。
振打清灰装置:弹性振打机。
埋刮板出灰装置:折角型埋刮板运输机,将烟灰直接提升入灰仓。
补充燃料烧嘴:设置2个,补充燃料为粉煤。
增设低压汽包、中压汽包,构成双参数自然循环余热锅炉。
实施例4、双排侧吹池面鼓氧补燃原矿型余热锅炉一体化烟化炉
由具有下述特点的余热锅炉一体化烟化炉部件可以构成一个双排侧吹池面鼓氧补燃原矿型余热锅炉一体化烟化炉。
侧吹喷嘴:熔池每侧喷嘴排数,3;熔池下部喷嘴数目,2×14+2×13=54,上排比下排少1个;排间距,120mm,每排喷嘴间距300mm;熔池面喷嘴数目,2×5=10,布置位置,熔池面上500mm,倾角为-20°;熔池下部喷嘴喷吹介质,空气,喷吹物料,粉煤;熔池面喷嘴喷吹介质,富氧空气,无喷吹物料。
烟化吹炼池:喷嘴孔数目,2×8+2×7=40;熔池每侧喷嘴孔排数,2,常用排数,2;排出口个数:4,常用2。
炉身密封装置:内衬耐火混凝土。
短斜烟道顶帽:设置加热料加入口1个,设精矿烧嘴。
斜烟道密封装置:常规设计结构。
辐射对流冷却室:内设辐射管束、对流管束、下设灰斗及重锤翻板阀。
膨胀节:不锈钢波形膨胀节。
蛇形管省煤器:20g锅炉无缝钢管形管换热体,换热体分组搁置于壳体侧壁,整体悬挂在骨架上,烟气设计流速14m/s自清灰。
骨架:常规设计结构。
悬挂装置:常规设计结构。
振打清灰装置:弹性振打机。
埋刮板出灰装置:折角型埋刮板运输机,将烟灰直接提升入灰仓。
补充燃料烧嘴:设置个数,3;补充燃料,粉煤加铅锌原矿粉;助燃介质,空气。
增设低压汽包、中压汽包、热水循环泵,构成低参数自然循环、高参数强制循环余热锅炉。
余热锅炉一体化烟化炉的其余部分的结构设计,可以参照《重有色冶金炉设计手册》(冶金工业出版社2000)的第1、2、3、5、7、19章及现行锅炉设计规程规范等资料进行。