CN202048555U - 特种受热面结构的显热余热回收装置 - Google Patents

Abstract

特种受热面结构的显热余热回收装置。在煤化工行业和整体气化联合循环IGCC系统中，原煤经过气化炉产生的粗煤气，一般都具有较高的温度。本实用新型其组成包括：带有进出口管路的承压壳体(1)，所述的承压壳体内装有管筒组件(7)，所述的管筒组件上端连接管屏上集箱(8)，所述的管筒组件下端连接管屏下集箱(9)，所述的管筒组件上端连接粗煤气连接管(10)，所述的管筒组件包括螺旋盘管管束(4)，所述的螺旋盘管管束一端连接蒸发受热面上集箱(5)，所述的螺旋盘管管束另一端连接蒸发受热面下集箱(6)。本实用新型用于煤化工行业和整体气化联合循环IGCC系统中回收其含有的大量显热能。

Description

特种受热面结构的显热余热回收装置

技术领域：

本实用新型涉及一种锅炉领域，具体涉及一种煤化工行业和整体气化联合循环IGCC系统中通过特种受热面结构进行显热余热回收的装置。

背景技术：

在煤化工行业和整体气化联合循环IGCC系统中，原煤经过气化炉产生的粗煤气，一般都具有较高的温度，按照煤气化方式不同，一般出口合成气的温度在1000~1500℃左右。煤气压力一般在0.3~0.5MPa之间，这部分煤气中含有大量的粉尘，当前技术条件下，可靠的煤气净化方法仍是低温湿法净化。因此降低煤气温度，回收其含有的大量显热能是提高能源转换效率的重要手段。由于此煤气的特殊性，显热回收系统很复杂，对于高压力的废气余热回收我国还没有较成熟的经验，如何能够有效回收此部分煤气的热量降低煤气的温度，选择能适合回收这种余热的受热面尤为重要，将烟气温度从600℃降至300℃通常采用对流受热面的方式，为了能够实现锅炉受热面的安全，保证锅炉能够在外压0.3~0.5MPa压力下稳定工作，受热面的整体布置思路大大区别于常规锅炉，尤其在细节处理方面更别于常规处理方式。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种有效回收较大正压下的合成气的显热余热，将烟气温度从600℃降至300℃，显热余热回收装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

特种受热面结构的显热余热回收装置，其组成包括：带有进出口管路的承压壳体，所述的承压壳体内装有管筒组件，所述的管筒组件上端连接管屏上集箱，所述的管筒组件下端连接管屏下集箱，所述的管筒组件上端一侧连接粗煤气连接管，所述的管筒组件包括螺旋盘管管束，所述的螺旋盘管管束一端连接蒸发受热面上集箱，所述的螺旋盘管管束另一端连接蒸发受热面下集箱。

所述的特种受热面结构的显热余热回收装置，所述的管筒组件包括一组平行设置的立管，所述的螺旋盘管的支撑架为蛇形管，所述的支撑架与所述的管筒连接固定，所述的立管之间通过连接板连接，所述的立管和接管连接，所述的接管设置在管筒组件上部侧壁上且分别与其对应的立管相通。

所述的特种受热面结构的显热余热回收装置，所述的粗煤气连接管与所述的接管围成的筒形的外侧端面连接，所述的螺旋盘管管束的管道侧壁上装有清灰振打装置，所述的承压壳体下端一侧设有检修人孔。

有益效果：

1.本实用新型利用废气余热锅炉产生饱和蒸汽的对流废锅；能够有效提高整体气化联合循环IGCC系统的投运率。采用特殊螺旋盘管形式的对流受热面结构，这种受热面结构适用于高压力含尘浓度大的烟气，能够有效利用受热面的特点，加强传热效率。

本实用新型锅炉受热面结构弹性好利于清灰，传热面的传热系数大。粗煤气经粗煤气连接管进入管筒组件的多边形内腔中，粗煤气连接管入口的粗煤气的温度约为500~700℃，之后粗煤气沿多边形的管筒组件内腔向下流动，将螺旋盘管管束上的螺旋盘管管束和管筒组件上的立管中的水加热，达到饱和温度，最后粗煤气从承压壳体下端的承压出口管排出，温度降低至350℃左右，流向粗煤气净化系统。系统给水分别通过给水管道进入管屏下集箱，管屏下集箱分配进入各立管向上进行换热，进入管屏上集箱,经蒸汽引出管进入汽包，不饱和水经下降管进入蒸发受热面下集箱进入螺旋盘管管束上的各螺旋盘管管束向上进行换热，将欠饱和参数下的不饱和水加热至饱和温度，最后由汽包送入饱和蒸汽进入主蒸汽管道。

本实用新型结构简单、紧凑、焊接缝少、流速快、停留时间短，与其他形式的废热锅炉相比较，其单位换热面积的金属消耗量较小，适应的介质操作条件较为广泛。

本实用新型的下部螺旋盘管管束内的工作介质为水，其温度小于其工作压力下的饱和温度，可以增加螺旋盘管管束的受热面积，使蒸汽出口温度升高，达到饱和温度。

本实用新型的占地面积和体积较小，锅炉的积灰和磨损较轻。

附图说明：

附图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是图1的A – A剖视图。 

图3是图1的B – B剖视图。

图4是图1的M– M向接管截面图。

具体实施方式：

实施例1：

一种特种受热面结构的显热余热回收装置，其组成包括：承压壳体1，所述的承压壳体1下端连接承压出口管2，所述的承压壳体内装有管筒组件7，所述的管筒组件上端连接管屏上集箱8，所述的管筒组件下端连接管屏下集箱9，所述的管筒组件上端连接粗煤气连接管10，所述的管筒组件包括至少两组螺旋盘管管束4，所述的螺旋盘管管束一端连接蒸发受热面上集箱5，所述的螺旋盘管管束另一端连接蒸发受热面下集箱6。

实施例2：

特种受热面结构的显热余热回收装置，其特征是: 所述的管筒组件包括一组平行设置的立管13，所述的螺旋盘管的支撑架11为蛇形管，所述的支撑架与所述的管筒7连接固定，所述的立管之间通过连接板14连接，所述的立管和接管15连接，所述的接管设置在管筒组件上部侧壁上且分别与其对应的立管相通。所述的承压壳体下端一侧设有检修人孔3，

所述的螺旋盘管管束内装有工作介质，所述的工作介质为汽水两相介质。

实施例3：

特种受热面结构的显热余热回收装置, 采用具有两种螺旋盘管管束的模式。承压出口管道2设置在承压壳体1底部的外壁上，且与承压壳体内部连通，承压壳体下部的外壁上设有检修人孔3;管筒组件由数个立管13、数个连接板14和数个接管15组成。数个立管13平行设置，由数个立管围成六边形，相邻的两个立管之间通过连接板14连接，数个接管15设置在管筒组件上部一侧侧壁上且分别与其对应的立管相通。管筒组件7设置在承压壳体1中，管屏上集箱设置8在管筒组件7的上端，管屏下集箱9设置在管筒组件7的下端。至少两组螺旋盘管管束4垂直设置在管筒组件的筒形内腔中，至少一组螺旋盘管管束设置在管筒组件7的筒形内腔中的下部，至少一组螺旋盘管管束设置在管筒组件的筒形内腔中的上部。两个蒸发受热面上集箱设置在螺旋盘管管束的上端，两个蒸发受热面下集箱设置在螺旋盘管管束的下端。其中一组螺旋盘管管束的上端与一个蒸发受热面上集箱连通、且下端与一个蒸发受热面下集箱连通；另一组螺旋盘管管束的上端与另一个蒸发受热面上集箱连通、且下端与另一个蒸发受热面下集箱连通，粗煤气连接管与数个接管围成的筒形的外侧端面连接，数个蛇形管与管筒组件连接，用于承载螺旋盘管管束的重量。上述螺旋盘管管束和蛇形管内充有工作介质。

承压壳体为承压密封结构，承受压力>4.0MPa。管屏上集箱和管屏下集箱与管筒组件构成独立的水回路；两个蒸发受热面上集箱和两个蒸发受热面下集箱与螺旋盘管管束构成独立的水回路；使用时，管屏上集箱通过蒸汽管道与汽包连通，管屏下集箱通过管道与给水管道连接，两个蒸发受热面下集箱与下降管连接，两个蒸发受热面上集箱通过另外的引出管道与汽包连通，两个蒸发受热面下集箱通过蒸汽管道与汽包连通。螺旋盘管管束内的水由下至上流动，直接进入两个蒸发受热面上集箱。管筒组件内腔的工质为粗煤气，管筒组件外壁与承压壳体内壁形成的内腔的工质为氮气，粗煤气的温度高于氮气的温度。

检修人孔便于及时检修以排除系统故障。管筒组件内的工作介质温度等于或者低于螺旋盘管管束内工质的工作压力对应的饱和温度。

实施例4：

实施例1或2或3所述的特种受热面结构的显热余热回收装置, 所述的下组螺旋盘管管束内的工作介质为水，其温度小于其工作压力下的饱和温度。这样设计可以增加螺旋盘管管束的受热面积，使蒸汽出口温度升高，达到饱和温度。

Claims (3)

1.一种特种受热面结构的显热余热回收装置，其组成包括：带有进出口管路的承压壳体，其特征是：所述的承压壳体内装有管筒组件，所述的管筒组件上端连接管屏上集箱，所述的管筒组件下端连接管屏下集箱，所述的管筒组件上端一侧连接粗煤气连接管，所述的管筒组件包括螺旋盘管管束，所述的螺旋盘管管束一端连接蒸发受热面上集箱，所述的螺旋盘管管束另一端连接蒸发受热面下集箱。

2.根据权利要求1所述的特种受热面结构的显热余热回收装置，其特征是：所述的管筒组件包括一组平行设置的立管，所述的螺旋盘管的支撑架为蛇形管，所述的支撑架与所述的管筒连接固定，所述的立管之间通过连接板连接，所述的立管和接管连接，所述的接管设置在管筒组件上部侧壁上且分别与其对应的立管相通。

3.根据权利要求2所述的特种受热面结构的显热余热回收装置，其特征是：所述的粗煤气连接管与所述的接管围成的筒形的外侧端面连接，所述的螺旋盘管管束的管道侧壁上装有清灰振打装置，所述的承压壳体下端一侧设有检修人孔。

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