CN201259206Y - 玻璃窑余热发电锅炉 - Google Patents

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CN201259206Y CNU2008201100558U CN200820110055U CN201259206Y CN 201259206 Y CN201259206 Y CN 201259206Y CN U2008201100558 U CNU2008201100558 U CN U2008201100558U CN 200820110055 U CN200820110055 U CN 200820110055U CN 201259206 Y CN201259206 Y CN 201259206Y
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胡帆
史庆玺
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Abstract

本实用新型提供了一种玻璃窑余热发电锅炉，包括：竖直设置的第一通道、第二通道和连接第一通道和第二通道顶部的水平通道；第一通道底部设置有烟气进口；第二通道底部设置有烟气出口；第一通道和第二通道上分别布置有受热面。本实用新型的余热锅炉采用倒U型布置方式，受热面采用直鳍片管，蒸发受热面采用水平管，采用蒸汽吹灰装置与热水喷淋装置相组合的除灰方式，使得锅炉整体布置紧凑，充分利用烟气余热，降低了锅炉的高度，便于引风机布置，对变工况的适应性强，增大了烟气侧对流换热系数，从而减小了蒸发受热面面积，同时，减小了锅炉受压管件耗量，增加了水循环运行的可靠性，可以较好地防止受热面积灰。

Description

玻璃窑余热发电锅炉
技术领域
本实用新型涉热能动力技术领域，尤其涉及玻璃窑余热发电锅炉。
背景技术
燃用天然气、重油、发生炉煤气的玻璃炉窑产生的大量废烟气都会被排放掉，温度约400～500℃，这些烟气中携带着大量的热能。玻璃窑余热发电系统就是利用其排放的废烟气热能进行发电的系统，主要装备由余热锅炉、汽轮机、发电机、除氧器等组成，其中余热锅炉吸收烟气余热加热给水产生出过热蒸汽，将过热蒸汽送入汽轮机做功，汽轮机带动发电机发电，并送入电网。
目前，玻璃窑余热发电技术还不成熟，其瓶颈在余热发电锅炉的上。现有的玻璃窑余热发电锅炉设计方法都是从水泥炉窑余热发电锅炉上移植过去的，鉴于玻璃窑与水泥炉窑工作特性和废烟气特性的差异，致使现有的玻璃窑余热锅炉不能长期高效稳定工作。
现有玻璃窑余热发电锅炉都是采用塔型布置，由于玻璃窑废烟气流量较小，温度较高(400-500℃)。废烟气流量小，锅炉烟气流通截面积就小；废烟气温度高，锅炉受热面必然较多、烟气流程长。如果采用塔型布置，参考图1所示，势必导致余热锅炉又细又高，锅炉重心较高，稳定性较差，不利于抗风抗震。
现有玻璃窑余热发电锅炉受热面采用圆形肋片管(参考图6)，玻璃窑废烟气含尘量约0.6g/Nm3，长期运行后肋片之间会严重积灰，导致锅炉产汽量下降。
现有玻璃窑余热发电锅炉蒸发受热面通常设计为双集箱斜管(与水平方向夹角为12～15°)的自然循环方式(参考图4)，其中上集箱4，下集箱5和斜管束11构成汽水循环回路，图中箭头标示方向为烟气流动方向。在烟温与饱和温度差较小的条件下，循环流速达不到带走污垢的要求，污物较多时常引起堵管。
现有玻璃窑余热发电锅炉采用蒸汽吹灰装置，由于玻璃窑废烟尘具有中等程度黏结性，难以有效清除其积灰。
实用新型内容
为了解决现有玻璃窑余热发电锅炉不能长期高效稳定运转的问题，本实用新型提出了一种玻璃窑余热发电锅炉，包括：
竖直设置的第一通道、第二通道和连接所述第一通道和所述第二通道顶部的水平通道；
所述第一通道底部设置有烟气进口；
所述第二通道底部设置有烟气出口；
所述第一通道和第二通道上分别布置有受热面。
所述锅炉受热面的换热管为直鳍片管。
所述锅炉受热面中的蒸发受热面为水平管。
所述玻璃窑余热发电锅炉还包括除灰装置，所述除灰装置为设置在所述锅炉的各级受热面之间的蒸汽吹灰装置和设置在所述锅炉最上一级受热面顶部的热水喷淋装置。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的余热锅炉采用倒U型布置方式，使的锅炉整体布置紧凑，充分利用烟气余热，降低了锅炉的高度，便于引风机布置，对变工况的适应性强，提高了锅炉运行的安全稳定性。
受热面采用了直鳍片管，由于直鳍片占据了积灰最易堆积的位置，并且，鳍片和管壁之间有几十度的温差，鳍片各部分的温度也不同，这就造成附着在鳍片上的积灰热胀冷缩程度不一样，易于自动开裂脱落，因此，可以较好地防止对流受热面积灰。
蒸发受热面采用了水平管，使得烟气横向冲刷管排，增大了烟气侧对流换热系数，从而减小蒸发受热面面积。同时，减小了锅炉受压管件耗量，增加了水循环运行的可靠性。同时，水平管自然循环经过水循环计算，使水循环指标满足水循环可靠性要求，不会产生污物堵管等水循环事故。
由于玻璃窑废烟气含有中等程度黏结、易溶于水的烟尘，采用蒸汽吹灰装置与热水喷淋装置相结合的组合装置除灰，能够较好的保持锅炉受热面干净。
附图说明
图1为塔型锅炉结构示意图；
图2为本实用新型的余热锅炉结构示意图；
图3为水平管自然循环方式示意图；
图4为双集箱斜管自然循环方式示意图；
图5为直鳍片管剖视图；
图6为圆形肋片管示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实时方式作进一步详细说明。
参考图2，图2为本实用新型的余热锅炉结构示意图，本实用新型将余热锅炉的结构设计为倒U形。采用倒U形的结构时，烟气从烟气进口1进入锅炉，经过锅炉受热面3，与受热面3的管道中的水进行换热后，从烟气出口2流出，完成烟气与水的换热过程。
本实用新型采用水平管蒸发受热面，其工作过程参考图3所示。省煤器(图中未示出)中的饱和水从进入锅筒7后，由于密度较大，沿着下降管8流入蒸发器10中。烟气沿着蒸发器10上方的箭头方向冲刷蒸发器10，饱和水流过蒸发器10之后，吸收烟气中的热量变成汽水混合物，密度减小，沿着上升管9向上流动，流进汽包7中。其中的饱和蒸汽进入过热器(图中未示出)继续加热。
与现有双集箱斜管自然循环方式相比，本实用新型采用的水平管自然循环方式在烟温与饱和温度差较小的条件下，增加了管内水流的流速，带走了管内的污垢，并且能够保证管内气泡不停留，从而提高了换热效率。同时，烟气横向冲刷蒸发受热面的水平管，增大了烟气侧对流换热系数，从而减小蒸发受热面面积，同时，也减小了锅炉受压管件耗量，降低了成本，增加了水循环运行的可靠性。
本实用新型的锅炉中还采用了直鳍片管(参考图5所示)来代替目前常用的圆形肋片管(参考图6所示)。由于玻璃窑废烟气含尘量约0.6g/Nm3，主要是碱性物质，易溶于水，熔点较低，黏结程度中等。锅炉受热面长时间运行时，换热管的迎风面和背风面就会积灰，这些积灰会大大降低受热面的换热效率，从而导致余热锅炉出力下降。而目前国内大多玻璃窑余热锅炉采用的圆形肋片管在长期锅炉运行后，玻璃窑废气中具有中等以上黏结性的烟尘会在肋片之间堆积，并很难清除，从而导致锅炉产汽量下降。蒸发受热面采用直鳍片管，由于直鳍片占据了积灰最易堆积的位置，并且，鳍片和管壁之间有几十度的温差，鳍片各部分的温度也不同，这就造成附着在鳍片上的积灰热胀冷缩程度不一样，易于自动开裂脱落，因此，可以较好地防止对流受热面积灰。
考虑到玻璃窑废烟气中含有的烟尘具有中等程度黏结、易溶于水的特性，采用常规的蒸汽除灰、机械振打清灰方式难以清除，因此，本实用新型采用蒸汽吹灰装置与热水喷淋装置相组合的方式来除灰。
蒸汽吹灰装置(图2中未示出)布置在各组锅炉受热面之间，来自过热器的蒸汽通过喷嘴吹扫锅炉受热面上的积灰。热水喷淋装置6布置在锅炉最上面一级受热面顶部，参考图2所示，温度80～90℃的热水通过喷嘴喷淋在锅炉受热面上，达到清洗锅炉受热面的效果。应用这种组合装置来清灰能够较好的保持锅炉受热面干净，从而也充分的利用了烟气的余热。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种玻璃窑余热发电锅炉，其特征在于，包括：
竖直设置的第一通道、第二通道和连接所述第一通道和所述第二通道顶部的水平通道；
所述第一通道底部设置有烟气进口；
所述第二通道底部设置有烟气出口；
所述第一通道和第二通道上分别布置有受热面。
2.如权利要求1所述的玻璃窑余热发电锅炉，其特征在于，所述锅炉受热面的换热管为直鳍片管。
3.如权利要求1所述的玻璃窑余热发电锅炉，其特征在于，所述锅炉受热面中的蒸发受热面为水平管。
4.如权利要求1所述的玻璃窑余热发电锅炉，其特征在于，还包括除灰装置，所述除灰装置为设置在所述锅炉的各级受热面之间的蒸汽吹灰装置和设置在所述锅炉最上一级受热面顶部的热水喷淋装置。
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