CN201262387Y - 一种立式余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种新型的具有除尘功能的余热回收锅炉。锅炉上设置的凝渣管、过热器、对流管束和省煤器集中立式布置在由膜式水冷壁隔墙和炉墙所形成的炉体内，进烟口和出烟口都设置在锅炉的下部。本锅炉增加了中间过渡烟道，形成了四个烟道、五片膜式壁烟道隔墙和三级烟尘分离器的独特结构。由于烟道采用M型设置，改变了炉内的空气动力场，省煤器可呈逆流布置，使受热面具有既传热又隔烟的多功能性，提高了锅炉传热能力和锅炉运行可靠性。另外，进、出口烟道设置在低位置便于采用砌筑结构，可节省大量基建投资。该锅炉可有效控制粉尘污染，保护环境，具有结构合理、耗材少、占地面积小、成本低和高效、环保、节能等优点。

Description

一种立式余热锅炉

技术领域

本实用新型涉及一种余热锅炉，尤其涉及一种热源为气介质的立式余热锅炉。

背景技术

余热锅炉利用前道工序产生的废热烟气作为热源。而一般前道工序生产设备的废热烟气终端出口较低，很多在地面(运转层)附近。另外，由于余热锅炉在运行中工况变化大、余热波动大、对尾部受热面的影响也大，直接影响到锅炉的运行效果和安全性。因此，在安装余热锅炉时，对余热锅炉的烟气进、出口的标高和内部装置的布置形式都有较特殊的要求。专利03215147.0公开了一种余热锅炉，该锅炉采用上、下两个锅筒横置，凝渣管、过热器、对流管束和省煤器集中立式布置在由外炉墙和内膜式水冷壁隔墙所形成的炉体内，在Z型三烟道的下部构成多级烟尘分离器。其废热烟气的运行呈“高进低出”状态，即出烟口的位置低，进烟口的位置高。其优点是出烟口处的基建投资小，位于出烟口附近的省煤器传热效果好，锅炉超负荷能力强。缺点是进烟口远离地面锅炉运转层，需采用钢制烟道连接并配置保温设施，耗材量大，结构复杂，进烟口处的基建投资大。专利200620030036.5公开了另一种立式余热锅炉，采用单锅筒横置在炉顶，锅筒与上、下集箱连接，其内部结构也采用凝渣管、过热器、省煤器和对流管束集中立式布置在由外炉墙和内膜式水冷壁隔墙所形成的炉体内，在Z型三烟道的下部构成多级烟尘分离器。其废热烟气的运行呈“低进高出”状态，即进烟口的位置低，出烟口的位置高。其优点是省去一个锅筒，同时进烟口处的基建投资小。缺点是出烟口远离地面锅炉运转层，需采用钢制烟道连接，结构复杂，投资大。同时由于烟气在通过尾部受热面烟道内时呈自下而上流动，使省煤器的受热面结构布置不合理，不仅省煤器的面积大，且传热效果不好。以上缺点造成该种结构形式钢耗量大，锅炉的超负荷能力差。上述两项余热锅炉的专利虽能达到高效传热、多级炉内烟尘分离的功能，但是，由于均采用Z型三烟道结构，导致锅炉废热烟气进口和烟气出口的接口位置呈“高进低出”或“低进高出”两种型式，分别具有如烟道制造难度高、基建投资大、省煤器传热效果差等缺点和不足，大大制约了两种炉型的推广和使用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能克服Z型烟道缺点的、进烟口和出烟口位置均设置合理、基建投资少、省煤器传热效果好的立式余热锅炉。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：该立式余热锅炉包括基础、炉墙和锅筒，在炉墙的前壁与后壁上分别设置有进烟口与出烟口，在炉墙组成的炉体内部设置有凝渣管、过热器、对流管束和省煤器，由膜式壁烟道隔墙I和膜式壁烟道隔墙II之间组成了炉膛烟道，在炉膛烟道内设置有过热器；由膜式壁烟道隔墙II和膜式壁烟道隔墙III之间组成了蒸发受热面烟道，在蒸发受热面烟道内设置有对流管束；在锅炉的底部设置有烟尘分离器，在烟尘分离器的下方设置有落灰口；所述进烟口开设在炉墙前壁的下部，所述出烟口开设在与前壁相对应的炉墙后壁的下部；在膜式壁烟道隔墙III和膜式壁烟道隔墙V之间还设置有膜式壁烟道隔墙IV，由膜式壁烟道隔墙III与膜式壁烟道隔墙IV之间形成的空腔为中间过渡烟道，由膜式壁烟道隔墙IV和后膜式壁烟道隔墙V之间形成的空腔为尾部受热面烟道，所述的省煤器布置在尾部受热面烟道内；所述设置在锅炉底部的烟尘分离器为I级烟尘分离器、II级烟尘分离器和III级烟尘分离器，在三个烟尘分离器的下方均设置有落灰口。

所述膜式壁烟道隔墙I、膜式壁烟道隔墙II、膜式壁烟道隔墙III、膜式壁烟道隔墙IV和膜式壁烟道隔墙V分别由膜式水冷壁构成，膜式水冷壁与锅筒相连通。

所述的凝渣管位于进烟口的内侧；所述的过热器水平悬吊于炉膛烟道内；所述的省煤器横向布置于尾部受热面烟道内。

在蒸发受热面烟道的内部设置有两个倾斜的折流板，其中上折流板的上端固定在膜式壁烟道隔墙II的上部，下折流板的上端固定在膜式壁烟道隔墙III的下部。

所述锅筒为一个，锅筒横置于炉墙组成的炉体上方，在炉体内部的蒸发受热面烟道的上、下两端分别设置有上、下集箱，上集箱和下集箱通过对流管束互相连通；上集箱和下集箱又分别通过管道与锅筒相连通；组成膜式壁烟道隔墙I、膜式壁烟道隔墙II、膜式壁烟道隔墙III、膜式壁烟道隔墙IV和膜式壁烟道隔墙V的膜式水冷壁的上、下两端分别通过上、下集箱和管道与锅筒相连通。

所述I级烟尘分离器由下集箱、膜式壁烟道隔墙I和膜式壁烟道隔墙II组成，II级烟尘分离器由下集箱、膜式壁烟道隔墙II和膜式壁烟道隔墙III组成，III级烟尘分离器由下集箱、膜式壁烟道隔墙IV和膜式壁烟道隔墙V组成。

所述锅筒为两个，上下锅筒分别横置于由膜式壁烟道隔墙II和隔墙III所组成的蒸发受热面烟道的上、下两端，上锅筒和下锅筒通过布置在蒸发受热面烟道内的对流管束相连通；所有组成膜式壁烟道隔墙I、膜式壁烟道隔墙II、膜式壁烟道隔墙III、膜式壁烟道隔墙IV和膜式壁烟道隔墙V的膜式水冷壁的上端分别与上锅筒相连通，其下端分别与下锅筒相连通。

所述I级烟尘分离器由下锅筒、膜式壁烟道隔墙I和膜式壁烟道隔墙II组成，II级烟尘分离器由下锅筒、膜式壁烟道隔墙II和膜式壁烟道隔墙IV组成，III级烟尘分离器由膜式壁烟道隔墙IV和膜式壁烟道隔墙V组成。

在三个落灰口的下方均设置有双级清灰锁气器。

由于进烟口和出烟口都设置在锅炉的下部，接近地面附近的锅炉运转层，便于烟气进出口的连接烟道采用砌筑结构，可节省大量基建投资。又由于在膜式壁烟道隔墙III与膜式壁烟道隔墙V之间增加设置了一片膜式壁烟道隔墙IV，使隔墙III与隔墙IV之间组成一个新的中间过渡烟道，从而形成了四个烟道、五片膜式壁烟道隔墙和三级烟尘分离器的M型烟道结构。采用这一结构改变了余热锅炉的空气动力场，可以使烟气在尾部受热面烟道内自上而下地流动，设置在此处的省煤器易采用逆流布置，使其受热面结构合理，传热效果好，能充分显示沸腾式钢管省煤器的优点，使锅炉的超负荷能力更强。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的内部结构示意图；

图2为图1的A—A截面和B—B截面示意图；

图3为本实用新型实施例2的内部结构示意图；

图4为图3的A—A截面和B—B截面示意图。

具体实施方式

实施例1：本立式余热锅炉包括基础1、炉墙6和锅筒3，锅炉主体置于基础1上，锅筒3为一个，横向自由搁置在支撑锅炉本体的钢架立柱上，锅筒3的内径为Φ1400mm，壁厚42mm，用锅炉钢板焊接而成。在炉墙6的前壁与后壁的下部分别设置有进烟口5与出烟口21。在炉墙6组成的炉体内部设置有凝渣管7、过热器9、对流管束13和省煤器18。凝渣管7位于进烟口5的内侧，由前墙水冷壁拉稀而成，其横向间隔200mm，纵向间隔250mm。

由膜式壁烟道隔墙I8和膜式壁烟道隔墙II10之间组成了炉膛烟道11，在炉膛烟道11内设置有过热器9，过热器9水平悬吊于炉膛烟道11内，由高温段和低温段的蛇形管组成，高温段采用15CrMoG高压锅炉管，低温段采用20(GB3087—1999)锅炉管横向布置，采用面式减温器中间减温。由膜式壁烟道隔墙II10和膜式壁烟道隔墙III14之间组成了蒸发受热面烟道12，在蒸发受热面烟道12内设置有上、下集箱2和对流管束13，上、下集箱2分别设置在蒸发受热面烟道12的上、下两端，对流管束13的两端分别与上集箱和下集箱相连通。在膜式壁烟道隔墙III14和膜式壁烟道隔墙V19之间还设置有膜式壁烟道隔墙IV16，由膜式壁烟道隔墙III14与膜式壁烟道隔墙IV16之间形成的空腔为中间过渡烟道15，由膜式壁烟道隔墙IV16和后膜式壁烟道隔墙V19之间形成的空腔为尾部受热面烟道17，所述的省煤器18横向错排布置于尾部受热面烟道17内，省煤器18采用20(GB3087—1999)锅炉管制成的蛇形管支撑在支撑钢架上，横向布置于尾部受热面烟道17内，横向间隔80mm，纵向间隔50mm。

组成炉体内水冷系统中的膜式壁烟道隔墙I8、膜式壁烟道隔墙II10、膜式壁烟道隔墙III14、膜式壁烟道隔墙IV16和膜式壁烟道隔墙V19的膜式水冷壁为顺序固定排列的管道，所有膜式水冷壁的上端分别与上集箱相连通，其下端分别与下集箱相连通；膜式水冷壁的管子节距100mm，管子规格采用Φ51×4，膜式水冷壁管子与上、下集箱的连接采用管接头对接焊。水冷系统的对流管束部分采用顺列布置，水管用Φ42×3.5的20(GB3087—1999)锅炉管制成；对流管束的管子与上下集箱采用焊接。上集箱和下集箱分别通过Φ108mm的导汽管及Φ133mm的下降管与锅筒3相连通，炉水在锅筒3、上、下集箱2、对流管束13、膜式水冷壁烟道隔墙、下降管及导汽管间采用自然循环方式流动。

在蒸发受热面烟道12的内部设置有两个倾斜的折流板20，其中上折流板的上端固定在膜式壁烟道隔墙II10的上部，下折流板的上端固定在膜式壁烟道隔墙III14的下部。这样烟气经过两次折流板的中间折流后，提高了烟气流速并形成对对流管束13的横向冲刷，提高了对流管束13的传热能力。

在炉膛底部设置有I级烟尘分离器4、II级烟尘分离器22和III级烟尘分离器23，所述I级烟尘分离器4由下集箱2、膜式壁烟道隔墙I8膜式壁烟道隔墙II10和组成，II级烟尘分离器22由下集箱2、膜式壁烟道隔墙II10和膜式壁烟道隔墙IV16组成，III级烟尘分离器23由下集箱2、膜式壁烟道隔墙IV16和膜式壁烟道隔墙V19组成。在三个烟尘分离器的下方均设置有落灰口24。在三个落灰口24的下方均设置有双级清灰锁气器25，可以在锅炉正常工作情况下打开双级清灰锁气器25清除落灰口24中的灰尘。

锅炉前墙内层为耐火砖层，外层由保温层组成轻型护墙，最外侧是厚3mm的炉墙护板，其中耐火砖层是与前墙的前膜式水冷壁固接在一起的。后墙半部由保温层和最外侧厚3mm的炉墙护板组成轻型的炉墙。两侧墙采用厚度590mm的重型炉墙结构。

实施例2：在本实施例中，所述锅筒3为上、下两个，上下锅筒3分别横置于由膜式壁烟道隔墙II10和隔墙III14所组成的蒸发受热面烟道12的上、下两端，上锅筒和下锅筒通过布置在蒸发受热面烟道12内的对流管束13相连通。所有组成膜式壁烟道隔墙I8、膜式壁烟道隔墙II10、膜式壁烟道隔墙III14、膜式壁烟道隔墙IV16和膜式壁烟道隔墙V19的膜式水冷壁的上端分别与上锅筒相连通，其膜式水冷壁的下端分别与下锅筒相连通。所述I级烟尘分离器4由下锅筒3、膜式壁烟道隔墙I8膜式壁烟道隔墙II10和组成，II级烟尘分离器22由下锅筒3、膜式壁烟道隔墙II10和膜式壁烟道隔墙IV16组成，III级烟尘分离器23由膜式壁烟道隔墙IV16和膜式壁烟道隔墙V19组成。

实施例2的其它结构与实施例1相同。

其工作原理为：进口烟气经过锅炉凝渣管7横向冲刷后进入过热器9的下部空间，再转向90°向上进入过热器9。其中部分飞灰由于惯性力被I级烟尘分离器4分离出来并集中落在下部的落灰斗24中。锅筒3分离出的饱和蒸汽经导汽管引到过热器9的进口集箱经过热器的低温段、减温器、高温过热器、过热器出口集箱后达到额定出口参数。出口烟气经炉膛烟道11上行，通过上部的水平出口折向90°向下进入蒸发受热面烟道12内的对流管束13中，烟气再向下通过上、下折流板20由在对流管束13底部水平出口折向90°向上进入中间过渡烟道15内，经过此处的飞灰由于惯性经II级烟尘分离器22集中落在下部的落灰斗24中。上行烟气在中间过渡烟道15上部的水平出口折向90°向下进入尾部受热面烟道17，再向下通过冲刷省煤器18后经后炉墙下部的出烟口21排出炉外。运行到此处的飞灰由于惯性经III级烟尘分离器23向下落入落灰口24中，所有落入落灰口24中的飞灰定期经由转动式双级清灰锁气器25排出炉外。炉水在上下集箱(或上下锅筒)、对流管束、膜式水冷壁烟道隔墙间采用自然循环方式流动，并以饱和状态进入上锅筒。

Claims (9)

1、一种立式余热锅炉，包括基础(1)、炉墙(6)和锅筒(3)，在炉墙(6)的前壁与后壁上分别设置有进烟口(5)与出烟口(21)，在炉墙(6)组成的炉体内部设置有凝渣管(7)、过热器(9)、对流管束(13)和省煤器(18)，由膜式壁烟道隔墙I(8)和膜式壁烟道隔墙II(10)之间组成了炉膛烟道(11)，在炉膛烟道(11)内设置有过热器(9)；由膜式壁烟道隔墙II(10)和膜式壁烟道隔墙III(14)之间组成了蒸发受热面烟道(12)，在蒸发受热面烟道(12)内设置有对流管束(13)；在锅炉的底部设置有烟尘分离器，在烟尘分离器的下方设置有落灰口；其特征在于：所述进烟口(5)开设在炉墙(6)前壁的下部，所述出烟口(21)开设在与前壁相对应的炉墙(6)后壁的下部；在膜式壁烟道隔墙III(14)和膜式壁烟道隔墙V(19)之间还设置有膜式壁烟道隔墙IV(16)，由膜式壁烟道隔墙III(14)与膜式壁烟道隔墙IV(16)之间形成的空腔为中间过渡烟道(15)，由膜式壁烟道隔墙IV(16)和后膜式壁烟道隔墙V(19)之间形成的空腔为尾部受热面烟道(17)，所述的省煤器(18)布置在尾部受热面烟道(17)内；所述设置在锅炉底部的烟尘分离器为I级烟尘分离器(4)、II级烟尘分离器(22)和III级烟尘分离器(23)，在三个烟尘分离器的下方均设置有落灰口(24)。

2、如权利要求1所述的立式余热锅炉，其特征在于：所述膜式壁烟道隔墙I(8)、膜式壁烟道隔墙II(10)、膜式壁烟道隔墙III(14)、膜式壁烟道隔墙IV(16)和膜式壁烟道隔墙V(19)分别由膜式水冷壁构成，膜式水冷壁与锅筒(3)相连通。

3、如权利要求2所述的立式余热锅炉，其特征在于：所述的凝渣管(7)位于进烟口(5)的内侧；所述的过热器(9)水平悬吊于炉膛烟道(11)内；所述的省煤器(18)横向布置于尾部受热面烟道(17)内。

4、如权利要求3所述的立式余热锅炉，其特征在于：在蒸发受热面烟道(12)的内部设置有两个倾斜的折流板(20)，其中上折流板的上端固定在膜式壁烟道隔墙II(10)的上部，下折流板的上端固定在膜式壁烟道隔墙III(14)的下部。

5、如权利要求4所述的立式余热锅炉，其特征在于：所述锅筒(3)为一个，锅筒横置于炉墙(6)组成的炉体上方，在炉体内部的蒸发受热面烟道(12)的上、下两端分别设置有上、下集箱(2)，上集箱和下集箱通过对流管束(13)互相连通；上集箱和下集箱又分别通过管道与锅筒(3)相连通；组成膜式壁烟道隔墙I(8)、膜式壁烟道隔墙II(10)、膜式壁烟道隔墙III(14)、膜式壁烟道隔墙IV(16)和膜式壁烟道隔墙V(19)的膜式水冷壁的上、下两端分别通过上、下集箱(2)和管道与锅筒(3)相连通。

6、如权利要求5所述的立式余热锅炉，其特征在于：所述I级烟尘分离器(4)由下集箱(2)、膜式壁烟道隔墙I(8)和膜式壁烟道隔墙II(10)组成，II级烟尘分离器(22)由下集箱(2)、膜式壁烟道隔墙II(10)和膜式壁烟道隔墙III(14)组成，III级烟尘分离器(23)由下集箱(2)、膜式壁烟道隔墙IV(16)和膜式壁烟道隔墙V(19)组成。

7、如权利要求4所述的立式余热锅炉，其特征在于：所述锅筒(3)为两个，上下锅筒分别横置于由膜式壁烟道隔墙II(10)和隔墙III(14)所组成的蒸发受热面烟道(12)的上、下两端，上锅筒和下锅筒通过布置在蒸发受热面烟道(12)内的对流管束(13)相连通；所有组成膜式壁烟道隔墙I(8)、膜式壁烟道隔墙II(10)、膜式壁烟道隔墙III(14)、膜式壁烟道隔墙IV(16)和膜式壁烟道隔墙V(19)的膜式水冷壁的上端分别与上锅筒相连通，其下端分别与下锅筒相连通。

8、如权利要求7所述的立式余热锅炉，其特征在于：所述I级烟尘分离器(4)由下锅筒(3)、膜式壁烟道隔墙I(8)和膜式壁烟道隔墙II(10)组成，II级烟尘分离器(22)由下锅筒(3)、膜式壁烟道隔墙II(10)和膜式壁烟道隔墙IV(16)组成，III级烟尘分离器(23)由膜式壁烟道隔墙IV(16)和膜式壁烟道隔墙V(19)组成。

9、如权利要求1～8任一所述的立式余热锅炉，其特征在于：在三个落灰口(24)的下方均设置有双级清灰锁气器(25)。

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