CN201293302Y - 自然循环卧式固定管板式废热锅炉 - Google Patents

自然循环卧式固定管板式废热锅炉 Download PDF

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姚良理
殷伟明
金建军
张威
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Abstract

一种能在大型氨合成系统中综合回收利用大量余热量的自然循环卧式固定管板式废热锅炉。它是由上下二部分组成，上部为汽包，下部为管壳式换热器，二者之间采用垫片和密封焊活套法兰连接，可拆卸，单独运输。管壳式换热器的换热管采用直管，两端采用大平盖结构，清洗方便，气体流动阻力小，可拆卸和换管。总体结构上采用上下对流的自然循环，进出气通道截面积大，蒸汽产量增大，可以满足大型氨合成装置的需求。

Description

自然循环卧式固定管板式废热锅炉
所属技术领域
本实用新型涉及化肥、煤化工氨合成系统中利用合成塔产生的高温合成气综合回收利用余热量。
背景技术
随着近几年来国内煤化工行业的迅猛发展，全国化肥企业飞跃式的进行着兼并、参控股及扩张阶段。更换陈旧设备、进行技术改造以及扩建18·30、36·60规模项目如雨后春笋，在山东、山西、河南、内蒙古及云南等靠近煤炭资源原产地及农业种植大省到处开花。18~38万吨/年总氨装置项目成了众多项目的先头兵。合成废锅规格也由44、90、170、230、250、290m2，类型有联箱管式(小废锅)、伍德密封管箱式(中小型废锅)，双锥密封管箱式(大型废锅)。随着总氨装置年产量的不断增加，需要废热锅炉综合回收利用的余热量越来越多。这样势必要求同时参与换热的进出气量要大，但由于高温部分工艺气体的配管有必要力求简单，最好在每套装置上只设置一台废热锅炉。造成单台设备的高压进出气通道口径越来越大，设备直径越来越大。
发明内容
为了解决总氨装置年产量的不断增加，合成塔设备直径越来越大，由最小的DN600扩大到现在DN2400，需要废热锅炉综合回收利用的余热量越来越多。这样势必要求同时参与换热的进出气量要大，但由于高温部分工艺气体的配管有必要力求简单，最好在每套装置上只设置一台废热锅炉。造成单台设备的高压进出气通道口径越来越大。本实用新型提供了自然循环卧式固定管板式废热锅炉(特大型废锅)，在大型氨合成系统中如山东德齐龙化工集团公司等使用该设备至今效果明显。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
1、由管壳式换热器及汽包两部分组成，采用垫片密封+密封焊活套法兰连接，可拆卸，单独运输；
管壳式换热器在设计时充分考虑了实际的使用工况条件：压力为32MPa、温度为350℃，决定了管板、管箱、换热管采用的材质，以及它们之间采用的相适应的焊接方法。为解决该管壳式换热器在高温条件下能正常使用，考虑到壳体和管束的热膨胀不同，就在壳体上增加了膨胀节进行补偿。
汽包在设计时充分考虑解决了：容水：软水补充至汽包，它是下降管中循环水的来源，在负荷升降时在受热水管中能得到适当的水量。并由汽包的高位使循环系统获得一定的循环动力。容汽：在蒸气需要量有变化时，能保持过热器所需的蒸汽流量。汽水分离：由于汽包内有一定的分离空间和设置有汽水分离装置，使汽水混合物在汽包内能获得充分分离，得到含水沫及杂质少的蒸汽。排污：由于水汽被蒸发以后，一些不容性的污物就会浓缩于汽包之中，因而汽包还担负有排污的作用。
2、进出气通道截面积大，可以满足大型氨合成装置的需要，是以后大装置废锅的发展方向；
3、管壳式结构，换热管是直管，清洗方便，气体流动阻力小；
4、两头大平盖结构，可拆卸，可调换换热管；
5、自然循环，蒸气产量大，综合回收利用的余热量增加就可以节约大量的能源。自然循环原理：补充在汽包中的软水从下降管降到管壳式换热器壳程，同通过管内的高温高压合成气体充分换热后，吸收热量蒸发形成气水混合物，从上升管上升到汽包。由于气水含量不同，越靠近汽包顶层，蒸气含量越高，质量越轻，温度越高。整个由于重量的变换通过下降管的下降及上升管的上升自然形成一个完成的循环。
本实用新型的有益效果是，满足了近几年来国内煤化工行业的迅猛发展，全国化肥企业飞跃式的进行兼并、参控股及扩张阶段，总氨装置年产量的不断增加，需要废热锅炉综合回收利用的余热量越来越多。这样势必要求同时参与换热的进出气量要大，但由于高温部分工艺气体的配管有必要力求简单，最好在每套装置上只设置一台废热锅炉的需求。
附图说明
附图是本实用新型的结构图。图中：1、汽包；2、下降管；3、膨胀节；4、管板；5、管箱；6、上升管；7、换热管；8、壳体
具体实施方式
在附图1中合成高温高压气体从一端的管箱(5)进入通过管板(4)、换热管(7)与壳体(8)内的水进行换热，吸收热量蒸发形成气水混合物，从上升管(6)上升到汽包(1)。在汽包内将起到容汽、汽水分离、排污作用。由于气水含量不同，越靠近汽包(1)顶层，蒸气含量越高，质量越轻，温度越高。整个由于重量的变换通过下降管(2)的下降及上升管(6)的上升自然形成一个完成的循环。冷却后气体从另一端换热管(7)、管板(4)进入另一端管箱(5)。该换热器在高温条件下能正常使用，考虑到壳体和管束的热膨胀不同，就在壳体上增加了膨胀节(3)进行补偿。

Claims (3)

1、一种自然循环卧式固定管板式废热锅炉。其特征是：能运用到大型氨合成系统中。其外形是由上部汽包，下部固定管板式换热器，中间用上升管和下降管连接的。
2、根据权利要求1所述的自然循环卧式固定管板式废热锅炉，其特征是：下部固定管板式换热器换热管采用直管，两端采用大平盖结构。并在壳体处设置了U型膨胀节进行补偿。
3、根据权利要求1所述的自然循环卧式固定管板式废热锅炉，其特征是：上部有容水、容汽、汽水分离设置的汽包。
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