CN203131784U - 碳4脱氢承压空气预热器余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳4脱氢承压空气预热器余热锅炉，由进口烟道、过热器、蒸发器、空气预热器、省煤器、膨胀节、出口烟道、烟囱、汽包和给水预热器组成，其中进口烟道、过热器、蒸发器、空气预热器、省煤器、膨胀节、出口烟道均为模块化结构，各模块受热面布置形式为顺烟气流向“一”字形水平布置。本实用新型主体在工厂内完成全部工作量，避免了现场安装时的各种不利因素，具有现场安装方便、大大缩短现场安装时间、降低安装费用、结构简单紧凑、制造安装方便、节约制造成本、便于维护、可长期平稳运行充分利用余热的特点。余热锅炉的制造质量得到了极大的保证，延长了使用寿命。对膨胀、积灰、振动等方面上都有新的改进。

Description

碳4脱氢承压空气预热器余热锅炉

一、技术领域 

本实用新型属于热能利用技术领域，具体涉及一种余热锅炉。

二、背景技术 

石油、化工行业中为了降低能耗，提高资源综合利用，对石油化工装置中的副产品——液化气开展综合利用，将液化气中的异丁烷烃类通过装置脱氢处理，转化为异丁烯烃类，并再利用，提高了产品的附加值，实现了液化气组分中有用物质的提出和利用，节约能源，回收烟气的余热价值，保护环境使之达到环保排放标准。碳4脱氢承压空气预热器余热锅炉就是用于C4组分中异丁烷脱氢直接制取异丁烯等化工原料的生产装置中关键的配套设备。它是利用焚烧装置产生的高温烟气把余热锅炉中的水加热成过热蒸汽，使其并入蒸汽管网推动汽轮机发电，或输送给需要蒸汽的装置；并在空气预热器中加热带有一定压力的空气使其成为高温的热空气供其装置使用。从而能够极大的回收余热达到节约能源的目的。

三、发明内容 

本实用新型的目的是提供一种碳4脱氢承压空气预热器余热锅炉, 它是利用焚烧装置产生的高温烟气把余热锅炉中的水加热成过热蒸汽，使其并入蒸汽管网推动汽轮机发电，或输送给需要蒸汽的装置；并在空气预热器中加热带有一定压力的空气使其成为高温的热空气供其装置使用。

本实用新型采用的技术方案是：碳4脱氢承压空气预热器余热锅炉，由进口烟道、过热器、蒸发器、空气预热器、省煤器、膨胀节、出口烟道、烟囱、汽包和给水预热器组成，其中进口烟道、过热器、蒸发器、空气预热器、省煤器、膨胀节、出口烟道均为模块化结构，各模块受热面布置形式为顺烟气流向“一”字形水平布置。           

上游装置来的温度高、流速快的再生烟气流过余热锅炉，最后排入烟囱，排烟温度140℃，充分有效地将再生烟气的余热回收，达到了节约能源的目的。高温烟气依次流经进口烟道、过热器、蒸发器、空气预热器、省煤器、膨胀节、出口烟道、烟囱，受热管中的工质逆流布置在模块内与烟气充分接触，提高了传热效率。锅炉给水经过给水预热器与省煤器间的自换热达到120℃后再进入省煤器，此目的是为了避免省煤器换热管发生露点低温腐蚀及防止烟气中的灰尘粘附在换热管上而影响锅炉的正常运行，经省煤器进一步加热后进入蒸发器，高温水在蒸发器中吸热开始蒸发，形成汽水混合物进入汽包进行汽水分离，分离出的饱和蒸汽进入过热器被加热成过热蒸汽，分离出的水再进入蒸发器进行自然循环。同时，烟气在流经空气预热器时加热管内带有一定压力的热空气使其达到所需的温度。

本余热锅炉为全钢架模块式结构，模块内壁敷设隔热衬里，以减少散热损失。由于受热面管束在烟气流程中顺列布置，不但优化了结构，而且有利于烟气流动和减少受热面的积灰。针对余热锅炉模块尺寸较高，换热管较长的特点，锅炉的受热面采用管屏式，每个模块由若干组管屏组成，它结构简单、紧凑，每组管屏垂直吊挂于模块内这有利于工质的自然循环，同时每组管屏在模块内自由膨胀且互不干涉和其它结构相比可避免由于结构复杂而引起的热应力。为减少积灰、降低排烟温度、提高锅炉效率，在每个模块上都设有吹灰器。在每个模块上都设管支撑防止炉管震动。在每个模块上都设有承重装置以利于管屏的悬挂。由于上游装置来的烟气流速相当高，在设计上按一定角度梯次布置了两个烟道来逐渐扩充流通面积，使烟气到达第一个受热面时分布均匀一些，不致于使炉管振动，产生“卡门涡流”效应，另外还在过热器，蒸发器等烟气流速高的受热面上加设了消音板，来防止炉管的振动，增加余热锅炉的使用寿命。在加热带压的空气时，由于气气换热没有气液换热效率高，根据热平衡计算布置了N个空气预热器，使空气和烟气能有效地换热，达到空气需要的温度。尤其是空气预热器的制造过程中，我们克服了焊接、无损检测、热处理、组装等各环节出现的技术难题。较好的解决了国内管式空气预热系统中堵灰，漏风，膨胀，振动等难题，满足了用户需要，填补了国内空白。 

本套装置采用三冲量控制并设置各工艺管道温度、压力、流量和液位就地和远传显示仪表。DCS的给水自动控制系统接收汽包水位信号、蒸汽流量和给水流量信号，其输出信号去控制给水调节阀调节给水流量，进而控制汽包水位保持基本不变，保证锅炉平稳运行。同时在两级过热器之间设有喷水减温器用来调节过热蒸汽出口的温度，以防过热器温度过高，进而生产满足并网要求的成品过热蒸汽。 

总之本余热锅炉具有结构简单、紧凑，制造安装方便，节约制造成本，便于维护，可长期平稳运行充分利用余热的特点。 

四、附图说明 

附图1为本余热锅炉的结构示意图

五、具体实施方式

碳4脱氢承压空气预热器余热锅炉由进口烟道1、过热器2、蒸发器3、N个空气预热器4、省煤器5、膨胀节6、出口烟道7、烟囱8、汽包9和给水预热器10组成，其中空气预热器4为相接在一起的N个空气预热器组成。各模块受热面布置形式为顺烟气流向“一”字形水平布置。所有部件均为模块化结构，各模块均在制造厂内完成，在现场安装成一个整体。

锅炉给水经过给水预热器10与省煤器5间的自换热再进入省煤器5，避免了省煤器换热管发生露点低温腐蚀。 

N个空气预热器4烟气所加热的空气具有一定的压力,是一般空气预热器空气的压力十几倍，是本余热锅炉的一个创新。根据热平衡计算布置了N个空气预热器，使空气和烟气能有效地换热，使空气加热到所需的温度。并将空气预热器4布置在蒸发器3与省煤器5之间，有效地防止了空气预热器4的露点腐蚀。较好的解决了国内管式空气预热系统中堵灰，漏风，膨胀，振动等难题，满足了用户需要，填补了国内空白。 

设计上按一定角度梯次合理布置了两个烟道1来逐渐扩充流通面积，避免炉管振动，产生“卡门涡流”效应，还在烟气流速高的过热器2、蒸发器3的受热面上加设消音板，来防止炉管的振动，增加余热锅炉的使用寿命。 

针对余热锅炉模块尺寸较高，换热管较长的特点，锅炉的受热面采用管屏式，每个模块由若干组管屏组成，它结构简单、紧凑，每组管屏垂直吊挂于模块内这有利于工质的自然循环，同时每组管屏在模块内自由膨胀且互不干涉和其它结构相比可避免由于结构复杂而引起的热应力。模块内壁敷设隔热衬里，以减少散热损失。 

采用三冲量控制和喷水减温器的调节，使得本套装置控制、报警、联锁自动化。 

Claims (3)

1.一种碳4脱氢承压空气预热器余热锅炉，由进口烟道（1）、过热器（2）、蒸发器（3）、空气预热器（4）、省煤器（5）、膨胀节（6）、出口烟道（7）、烟囱（8）、汽包（9）和给水预热器（10）组成，其特征是：其中进口烟道（1）、过热器（2）、蒸发器（3）、空气预热器（4）、省煤器（5）、膨胀节（6）、出口烟道（7）均为模块化结构，各模块受热面布置形式为顺烟气流向“一”字形水平布置。

2.根据权利要求1所述的碳4脱氢承压空气预热器余热锅炉，其特征是：空气预热器（4）为相接在一起的N个空气预热器组成。

3.根据权利要求1所述的碳4脱氢承压空气预热器余热锅炉，其特征是：在烟气流速高的过热器（2）、蒸发器（3）的受热面上加设消音板。

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