CN206751748U - 辐射式废热锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种辐射式废热锅炉，包括壳体、内层水冷壁、外层水冷壁以及渣池；内层水冷壁、外层水冷壁和壳体由内至外依次套设；内层水冷壁的顶端、外层水冷壁的顶端和壳体之间密封固连；壳体的顶部设有与内层水冷壁的内腔连通的合成气进口；内层水冷壁与外层水冷壁之间形成环形通道，环形通道与内层水冷壁的内腔连通，壳体的侧壁上部设有与环形通道连通的合成气出口；渣池的上边缘连接在壳体的底端；渣池末端的下渣管连接有水封装置，水封装置用于对从合成气进口向下流入至内层水冷壁底端的合成气进行阻挡，以使合成气折流入环形通道内，并从合成气出口流出。从而在提高传热效率的同时，降低了壳体的高度，使整个辐射式废炉的占用空间减小。

Description

辐射式废热锅炉

技术领域

本实用新型涉及废热回收用设备技术领域，尤其涉及一种辐射式废热锅炉。

背景技术

辐射式废热锅炉是能源化工行业显热回收关键设备，被广泛运用于合成气化与废热回收系统中。在煤气化系统中，辐射式废热锅炉通常与气化炉直接连接，气化炉合成气化后的产物，通常是高温并带还原性或氧化性气氛的合成气，其温度通常高于1000℃以上，通过辐射式废热锅炉对合成气的这部分高温显热进行回收，可有效提高系统热效率，有利于全系统的节能减耗。

现有技术的辐射式废热锅炉通常为多级圆筒形废炉串联连通而形成，具体包括壳体和套设在壳体内的若干串联排布的筒状水冷壁，从气化炉出来的高温气体从水冷壁顶部的合成气进口进入至水冷壁的内腔中，然后沿着水冷壁的内腔一直向下流走，最终从辐射式废热锅炉底端的合成气出口流出，水冷壁通过热交换吸收这些高温气体中的热量，从而使得高温气体的温度降低。

由于现有技术的辐射式废热锅炉的水冷壁为一层，即，其所形成的气体冷却通道为一单向直流通道，因此，若需要将高温气体的温度降低到一定值，则需要设置较长的水冷壁内件，这会导致套设在水冷壁外侧的壳体随之增高，使得材料消耗增加，且整个设备占用空间变大。另外，现有技术的辐射式废热锅炉自身没有收集合成气中灰渣的装置，在使用时，需要通过管道额外连接单独的收渣装置，从而导致设备投资成本增加。

实用新型内容

本实用新型提供一种辐射式废热锅炉，以克服现有技术的辐射式废热锅炉占用空间大，设备投资成本高等缺陷。

本实用新型提供的一种辐射式废热锅炉，包括：两端开口的筒状壳体、内层水冷壁、外层水冷壁以及渣池；

所述内层水冷壁、所述外层水冷壁和所述壳体由内至外依次套设且同轴设置；所述内层水冷壁的顶端、所述外层水冷壁的顶端和所述壳体之间密封固连；所述壳体的顶部设有与所述内层水冷壁的内腔连通的合成气进口；所述内层水冷壁与所述外层水冷壁之间形成环形通道，所述环形通道与所述内层水冷壁的内腔连通，所述壳体的侧壁上部设有与所述环形通道连通的合成气出口；

所述渣池的上边缘连接在所述壳体的底端；所述渣池末端的下渣管连接有水封装置，所述水封装置用于对从所述合成气进口向下流入至所述内层水冷壁底端的合成气进行阻挡，以使所述合成气折流入所述环形通道内，并从所述合成气出口流出。

在本实用新型的一实施例中，所述内层水冷壁和所述外层水冷壁均由水冷壁光管和鳍片依次交替焊接形成。

在本实用新型的一实施例中，所述内层水冷壁与所述外层水冷壁之间的间距值范围为180mm～250mm。

在本实用新型的一实施例中，所述渣池的内壁上设置有绝热内衬。

在本实用新型的一实施例中，所述渣池的内腔中还设有喷淋环，所述喷淋环围设在所述渣池的内壁上，所述喷淋环的出水方向朝向所述喷淋环的径向和/或所述喷淋环的下方。

在本实用新型的一实施例中，所述渣池的底部还套设有水冷夹套，且所述水冷夹套的顶部设有溢流孔，所述溢流孔的出水方向朝向所述渣池的内腔中。

在本实用新型的一实施例中，所述内层水冷壁和所述外层水冷壁的底端分别与冷却水进水管连通，所述冷却水进水管贯穿所述渣池的侧壁设置，所述冷却水进水管上设有伸缩套筒。

在本实用新型的一实施例中，所述渣池的侧壁上还设有检修人孔，所述检修人孔位于所述水冷夹套的上方。

本实用新型的辐射式废热锅炉，结构紧凑，通过将水冷壁设置为内层水冷壁和套设在内层水冷壁外侧的外层水冷壁，且内层水冷壁和外层水冷壁之间形成环形通道，同时，将合成气进口设置在壳体顶部，且与内层水冷壁的内腔连通，将合成气出口设置在壳体的侧壁上部，且与环形通道连通，并在壳体的下方设置渣池，渣池末端的下渣管连接有水封装置，从而使得从合成气进口进入的高温气体沿着内层水冷壁的内腔向下流动，通过水冷壁对气体进行冷却，且气体向下流动过程中可有效带走内层水冷壁壁面积灰，以提高了传热效率，当气体流动至内层水冷壁的底端后，合成气被水封装置阻挡，从而只能折流进入至内层水冷壁与外层水冷壁之间的环形通道内，并从环形通道上部的合成气出口流出，从而使合成气先下行再折流上行，为合成气提供折流换热通道，在延长气体冷却路径，提高传热效率的同时，降低了壳体的高度，使整个辐射式废热锅炉的占用空间减小，同时，合成气沿环形通道上行过程中可与合成气中的灰份得到较好的惯性分离效果，使得灰份和熔渣落入至渣池中，减小了合成气中的含灰量，且通过渣池对灰份熔渣进行收集，使用方便，减小了煤化气系统的投资。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的辐射式废热锅炉的结构剖视图。

附图标记说明：

1、壳体； 2、外层水冷壁；

3、内层水冷壁； 4、环形通道；

10、固定件； 11、合成气进口；

12、合成气出口； 5、渣池；

51、绝热内衬； 52、水冷夹套；

53、喷淋环； 54、检修人孔；

50、下渣管； 6、冷却水进水管；

61、伸缩套筒。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型一实施例提供的辐射式废热锅炉的结构剖视图。参照图1所示，本实施例提供一种辐射式废热锅炉，包括：两端开口的筒状壳体1、内层水冷壁3、外层水冷壁2以及渣池5。本领域技术人员公知的是，水冷壁为两端开口的筒状结构。

内层水冷壁3、外层水冷壁2和壳体1由内至外依次套设，且内层水冷壁3、外层水冷壁2和壳体1同轴设置。其中，内层水冷壁3的顶端、外层水冷壁2的顶端和壳体1之间密封固连，参照图1所示，内层水冷壁3的顶端和外层水冷壁2的顶端之间、外层水冷壁2的顶端与壳体1之间设置有固定件10，通过该固定件10将这三个筒状结构的顶端之间实现密封固连，可以理解为，固定件10为固定设置在壳体1顶部的环形板，内层水冷壁3和外层水冷壁2均悬挂在该环形板上，且内层水冷壁3的顶端和外层水冷壁2的顶端均与该环形板密封连接。

壳体1的顶部设有与内层水冷壁3的内腔连通的合成气进口11。内层水冷壁3与外层水冷壁2之间形成环形通道4，环形通道4与内层水冷壁3的内腔连通，壳体1的侧壁上部设有与环形通道4连通的合成气出口12。渣池5的上边缘连接在壳体1的底端。渣池5末端的下渣管50连接有水封装置(图中未示出)，水封装置用于对从合成气进口11向下流入至内层水冷壁3底端的合成气进行阻挡，以使合成气折流入环形通道4内，并从合成气出口12流出。可以理解为，渣池5的末端设有下渣管50，下渣管50的底端设有水封装置，流入至内层水冷壁3底端的合成气无法击穿与下渣管50底端连接的水封液柱静压，从而向上折流入环形通道4内。在具体实现时，还可以使壳体1与外层水冷壁2之间形成环隙，该环隙内设有带压惰性气体，即，外层水冷壁2与壳体1之间的环隙形成带压惰性气体保护通道，因此，流入至内层水冷壁3底端的合成气也无法进入至壳体1与外层水冷壁2之间的环隙内，从而只能进入至内层水冷壁3与外层水冷壁2之间的环形通道4内。

具体实现时，该辐射式废热锅炉的合成气进口11与气化炉连接，气化炉排出的高温合成气从合成气进口11进入至内层水冷壁3形成的内腔中，然后沿着内层水冷壁3向下流动，通过内层水冷壁3进行热交换，使高温气体的温度降低，且在气体向下流走的过程中，可有效带走内层水冷壁3的腔壁上的积灰，避免积灰影响热效率。当合成气流动至内层水冷壁3的底端时，合成气在渣池末端的下渣管50连接的水封装置以及外层水冷壁2与壳体1间环隙带压惰性保护气体的阻挡作用下折流入环形通道4中，沿着环形通道4向上流动，此时，内层水冷壁3和外层水冷壁2同时对进入环形通道4内的合成气进行冷却，提高了对合成气冷却效果，同时，由于合成气会夹杂有灰份，在合成气上行过程中，合成气可与灰份得到较好惯性分离效果，大部分固态灰渣在惯性作用下和重力作用下直接落入渣池5或被喷淋水捕捉进入渣池5，通过渣池5对灰份熔渣进行收集，使用非常方便，从而减少了合成气含灰量，减少后续换热除尘系统的设计难度。环形通道4内的合成气继续向上流动，最终从壳体1侧壁上部的合成气出口12排出。从而通过将水冷壁设置为双层水冷壁，使合成气所经通道变为折流通道，从而在提高传热效率的同时，降低了壳体1的高度，使得整个辐射式废热锅炉的占用空间减小。

本实施例提供的辐射式废热锅炉，结构紧凑，通过将水冷壁设置为内层水冷壁和套设在内层水冷壁外侧的外层水冷壁，且外层水冷壁和内层水冷壁之间形成环形通道，同时，将合成气进口设置在壳体顶部，且与内层水冷壁的内腔连通，将合成气出口设置在壳体的侧壁上部，且与环形通道连通，并在壳体的下方设置渣池，在渣池末端的下渣管连接有水封装置，从而使得从合成气进口进入的高温气体沿着内层水冷壁的内腔向下流动，通过水冷壁对气体进行冷却，且气体向下流动过程中可有效带走内层水冷壁壁面积灰，从而提高了传热效率，当气体流动至内层水冷壁的底端后，合成气被水封装置阻挡而折流进入至环形通道内，并从环形通道上部的合成气出口流出，从而使合成气先下行再折流上行，为合成气提供折流换热通道，在延长气体冷却路径、提高传热效率的同时，降低了壳体的高度，使整个辐射式废热锅炉的占用空间减小，同时，合成气沿环形通道上行过程中可与合成气中的灰份得到较好的惯性分离效果，使得灰份和熔渣落入至渣池中，减少了合成气中的含灰量，减小了后续换热除尘系统的设计难度。且通过渣池对灰份熔渣进行收集，无需通过额外的管道再连接收渣装置，使用方便，减小了煤化气系统的投资。

其中，内层水冷壁3和外层水冷壁2均由水冷壁光管和鳍片依次交替焊接形成，也就是说，内层水冷壁3和外层水冷壁2均包括多个竖向设置的水冷壁光管、多个鳍片。两个相邻的水冷壁光管之间通过鳍片进行连接，从而多个水冷壁光管和多个鳍片之间依次交替焊接形成无孔隙的列管式膜式壁，即内层水冷壁3和外层水冷壁2均为列管式膜式壁，其中水冷壁光管中注有冷却水，通过冷却水对高温合成气进行热交换，从而对高温的合成气进行降温。较为优选的，内层水冷壁3与外层水冷壁2之间的间距值范围为180mm～250mm。将内层水冷壁3和外层水冷壁2之间的间距设置在该合理范围内，可以获得理想的合成气通过速度，从而提高热传递速率。

由于落入渣池5的灰渣等的温度较高，为了防止高温灼蚀渣池5内壁，渣池5的内壁上还设有绝热内衬51，具体实现时，该绝热内衬51可以通过水泥浇筑的方式设置在渣池5的内壁上，从而有效防止堵渣及高温灼蚀。此外，渣池5的内腔中还设有喷淋环53，喷淋环53围设在渣池5的内壁上，喷淋环53的出水方向朝向喷淋环53的径向和/或喷淋环53的下方，从而使得喷淋环53喷出与水平面呈多角度的径向喷射水簇，从而可以及时冷却并裂化落渣，捕捉合成气内灰份，具备一定的初步除尘效果。另外，渣池5的底部套设有水冷夹套52，水冷夹套52的夹层内注有冷却水，通过水冷夹套52可高效的冷却渣池5内壁，其中，水冷夹套52的顶部还具有溢流孔，该溢流孔的出水方向朝向渣池5的内腔中，即，水冷夹套52的夹层内的水过多时，水从溢流孔排出，并在渣池5内腔中形成固定水膜，促进蓄渣下行，促进排渣。同时，喷淋环53向下喷出的水簇可沿水冷夹套52的内壁流下，从而进一步冷却渣池5内壁。从而使得本实施中的渣池5既具备缓存落渣的功能，又具备冷却落渣的功能。可以理解的是，水冷夹套52具有进水口、出水口以及供水冷夹套52内的污水排出的排污口。为了在下渣堵塞等特殊情况下，便于对渣池5进行观察和检修，在本实施例中，渣池5的侧壁上还设有检修人孔54，具体地，该检修人孔54可以设置在水冷夹套52的上方。

具体地，参照图1所示，渣池5的上段为锥形结构，锥形结构的上端(即扩口端)与壳体1的底端连接，绝热内衬51设置在渣池5上段的内壁上，喷淋环53设置在渣池5的中段位置，水冷夹套52套设在渣池5的下段。

进一步地，内层水冷壁3和外层水冷壁2的底端分别连通有冷却水进水管6，冷却水进水管6贯穿渣池5的侧壁设置，也就是说，内层水冷壁3所连接的冷却水进水管6为内层水冷壁3的各水冷壁光管提供冷却水，外层水冷壁2所连接的冷却水进水管6为外层水冷壁2的各水冷壁光管提供冷却水。由于进入辐射式废热锅炉中的合成气的温度较高，在合成气流动过程中，内层水冷壁3和外层水冷壁2受热会相对于壳体1向下膨胀位移，为了补偿水冷壁相对于壳体1向下的膨胀量，在本实施例中，冷却水进水管6上还设有伸缩套筒61，从而通过伸缩套筒61的伸缩补偿水冷壁发生的位移，从而保证内外水冷壁与壳体1之间连接的可靠性和系统的稳定性。

本实施例提供的上述辐射式废热锅炉，通过设置双层水冷壁，使得从内层水冷壁顶部的合成气进口进入的合成气先沿内层水冷壁的内腔下行，然后再折流上行进入至内层水冷壁和外层水冷壁之间形成的环形通道内，即，为合成气提供折流换热通道，在延长合成气冷却路径，提高热传递效率的同时，降低了壳体的高度和整个辐射式废热锅炉的占用空间，而且合成气上行过程中可与合成气中的灰份得以较好的惯性分离，减小了合成气的含灰量，减少了后续除尘系统的设计难度。同时，通过设置渣池，并在渣池内设置绝热内衬、喷淋环和水冷夹套，从而使渣池不仅具备缓存落渣的功能，还具有冷却落渣的功能。此外，通过在冷却水进水管上设置伸缩套筒，通过伸缩套筒补偿水冷壁相对于壳体向下的膨胀位移，提高了水冷壁和壳体连接的可靠性和系统的稳固性。当渣池下渣不利或者发生意外堵塞时，可通过渣池侧壁上的检修人孔进行观察和检修，使用非常方便。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种辐射式废热锅炉，其特征在于，包括：两端开口的筒状壳体、内层水冷壁、外层水冷壁以及渣池；

所述内层水冷壁、所述外层水冷壁和所述壳体由内至外依次套设且同轴设置；所述内层水冷壁的顶端、所述外层水冷壁的顶端和所述壳体之间密封固连；所述壳体的顶部设有与所述内层水冷壁的内腔连通的合成气进口；所述内层水冷壁与所述外层水冷壁之间形成环形通道，所述环形通道与所述内层水冷壁的内腔连通，所述壳体的侧壁上部设有与所述环形通道连通的合成气出口；

所述渣池的上边缘连接在所述壳体的底端；所述渣池末端的下渣管连接有水封装置，所述水封装置用于对从所述合成气进口向下流入至所述内层水冷壁底端的合成气进行阻挡，以使所述合成气折流入所述环形通道内，并从所述合成气出口流出。

2.根据权利要求1所述的辐射式废热锅炉，其特征在于，所述内层水冷壁和所述外层水冷壁均由水冷壁光管和鳍片依次交替焊接形成。

3.根据权利要求1所述的辐射式废热锅炉，其特征在于，所述内层水冷壁与所述外层水冷壁之间的间距值范围为180mm～250mm。

4.根据权利要求1所述的辐射式废热锅炉，其特征在于，所述渣池的内壁上设置有绝热内衬。

5.根据权利要求1所述的辐射式废热锅炉，其特征在于，所述渣池的内腔中还设有喷淋环，所述喷淋环围设在所述渣池的内壁上，所述喷淋环的出水方向朝向所述喷淋环的径向和/或所述喷淋环的下方。

6.根据权利要求1至5任一项所述的辐射式废热锅炉，其特征在于，所述渣池的底部还套设有水冷夹套，且所述水冷夹套的顶部设有溢流孔，所述溢流孔的出水方向朝向所述渣池的内腔中。

7.根据权利要求1至5任一项所述的辐射式废热锅炉，其特征在于，所述内层水冷壁和所述外层水冷壁的底端分别与冷却水进水管连通，所述冷却水进水管贯穿所述渣池的侧壁设置，所述冷却水进水管上设有伸缩套筒。

8.根据权利要求6所述的辐射式废热锅炉，其特征在于，所述渣池的侧壁上还设有检修人孔，所述检修人孔位于所述水冷夹套的上方。