CN211822363U - 一种高温高压煤气锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温高压煤气锅炉，包括炉膛、水平烟道和竖井式烟道，所述炉膛的下部设置有燃烧器，水平烟道内依次布置有屏式过热器、高温对流过热器和低温对流过热器，竖井式烟道依次设置有包墙管过热器、一级沸腾省煤器、二级沸腾省煤器、空气预热器、煤气加热器；燃烧器上设置有煤气入口和空气入口，空气预热器的热空气输出管连接至空气入口，煤气加热器的热煤气输出管连接至煤气入口；一级沸腾省煤器与二级沸腾省煤器之间设置有第一直通烟道，二级沸腾省煤器与空气预热器之间设置有第二直通烟道，第一直通烟道与第二直通烟道之间设置有烟气旁通管，烟气旁通管上设置有气体流量控制阀。本实用新型提高了煤气在炉膛燃烧的稳定性和辐射力。

Description

一种高温高压煤气锅炉

技术领域

本实用新型涉及煤气锅炉技术领域，具体涉及一种高温高压煤气锅炉。

背景技术

高炉煤气不同于其他的可燃气体(天然气、焦炉煤气等)，它本身含有N2、CO2等约70％的惰性气体，可燃成分CO、H2仅占约30％，因此其发热量很低，仅为3000～3800kJ/Nm3，着火温度为530～650℃，并随其成分的波动略有变化。因此，在炉膛内燃烧时火焰温度水平低，容易导致燃烧不稳定、辐射力不足和难于燃尽，许多钢铁企业都直接将高炉煤气直接放散至大气中将其烧掉，造成了能源的浪费，而且造成大气环境的污染。

现有技术中为提高煤气在炉膛内燃烧的稳定性，有采用在炉膛内增设蓄热稳燃装置，或采用缩腰的半开式炉膛结构的技术方案，以强化高炉煤气在炉内的燃烧。但是，蓄热稳燃装置会延长了锅炉冷态启动的时间，而缩腰的半开式炉膛结构一方面加大了炉体的制造难度，另一方面会增加烟气在炉膛内的阻力，从而增加引风机能耗。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种高温高压煤气锅炉，旨在提高煤气在炉膛燃烧的稳定性和辐射力，具体的技术方案如下：

一种高温高压煤气锅炉，包括炉膛、设置在所述炉膛上部出口的水平烟道和连接所述水平烟道的竖井式烟道，所述炉膛的下部设置有若干燃烧器，所述水平烟道内按照烟气流动的方向依次布置有屏式过热器、高温对流过热器和低温对流过热器，所述竖井式烟道上按照烟气流动的方向依次设置有包墙管过热器、一级沸腾省煤器、二级沸腾省煤器、空气预热器、煤气加热器；所述燃烧器上设置有煤气入口和空气入口，所述空气预热器的热空气输出管连接至所述空气入口，所述煤气加热器的热煤气输出管连接至所述煤气入口；所述一级沸腾省煤器与所述二级沸腾省煤器之间设置有第一直通烟道，所述二级沸腾省煤器与所述空气预热器之间设置有第二直通烟道，所述第一直通烟道与所述第二直通烟道之间设置有烟气旁通管，所述烟气旁通管上设置有气体流量控制阀。

上述技术方案中，在竖井式烟道上设置有空气预热器和煤气加热器，可以使得进入炉膛的煤气和空气预先得到加热，从而可以提高煤气在炉膛燃烧的热值和稳定性。另外，通过在第一直通烟道与第二直通烟道之间设置烟气旁通管，并在烟气旁通管上设置气体流量控制阀，实现了竖井式烟道上后段烟气温度的可控，从而能够较好地控制空气预热和煤气加热的温度。

优选的，所述烟气旁通管切向连接至与所述第二直通烟道以在所述第二直通烟道内形成旋流烟气。

烟气旁通管打开时，烟气沿第二直通烟道的内壁切向进入，从而形成旋流烟气。

上述烟气旁通管的切向安装结构可以实现烟气在第二直通烟道内的旋流，使得烟气旁通管中出来的较高温度烟气与经过二级沸腾省煤器热交换后的较低温度的烟气充分混合，从而提高第二直通烟道内各处烟气的温度均匀性，由此提高了后续空气预热和煤气加热的均匀性。

优选的，在位于所述空气预热器与煤气加热器之间的烟道上设置有烟气温度传感器。

优选的，在所述煤气加热器的煤气输出管路上设置有煤气温度传感器。

优选的，所述气体流量控制阀为电动气体流量控制阀或气动气体流量控制阀，所述气体流量控制阀、烟气温度传感器分别连接控制系统。

本实用新型中，所述空气预热器和所述煤气加热器均采用立式管箱结构，所述立式管箱包括箱体和竖立排布在所述箱体内的若干数量的立管，所述立管内孔的两端分别连接烟道，所述箱体内腔与所述立管的外圆之间形成换热的空间。

优选的，所述立管为用于增强换热效果的薄壁波纹管。

上述空气预热器和煤气加热器中的立管采用薄壁波纹管结构，相比传统的换热管大大提高了换热的面积和换热效率，其配合竖井式烟道上后段烟气温度的精确控制，一方面保证了空气预热和煤气加热的效果，另一方面通过控制烟气温度的恒定可以有效控制锅炉的热效率。

本实用新型中，所述炉膛的炉壁为膜式水冷壁。

本实用新型中，所述炉膛的顶部设置有顶棚过热器。

本实用新型中，所述燃烧器为旋流燃烧器，以实现加热煤气和预热空气的充分混合，燃烧器的旋流结构与煤气加热器、空气预热器相互协同，能够保证高炉煤气的稳定着火和完全燃烧，由此可以提高和稳定炉膛内的火焰温度，并增强其热辐射力。

本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型的一种高温高压煤气锅炉，在竖井式烟道上设置有空气预热器和煤气加热器，可以使得进入炉膛的煤气和空气预先得到加热，从而可以提高煤气在炉膛燃烧的稳定性。另外，通过在第一直通烟道与第二直通烟道之间设置烟气旁通管，并在烟气旁通管上设置气体流量控制阀，实现了竖井式烟道上后段烟气温度的可控，从而能够较好地控制空气预热和煤气加热的温度。

第二，本实用新型的一种高温高压煤气锅炉，烟气旁通管的切向安装结构可以实现烟气在第二直通烟道内的旋流，使得烟气旁通管中出来的较高温度烟气与经过二级沸腾省煤器热交换后的较低温度的烟气充分混合，从而提高第二直通烟道内各处烟气的温度均匀性，由此提高了后续空气预热和煤气加热的均匀性。

第三，本实用新型的一种高温高压煤气锅炉，空气预热器和煤气加热器中的立管采用薄壁波纹管结构，相比传统的换热管大大提高了换热的面积和换热效率，其配合竖井式烟道上后段烟气温度的精确控制，一方面保证了空气预热和煤气加热的效果，另一方面通过控制烟气温度的恒定可以有效控制锅炉的热效率。

第四，本实用新型的一种高温高压煤气锅炉，所述燃烧器为旋流燃烧器，可以实现加热煤气和预热空气的充分混合，燃烧器的旋流结构与煤气加热器、空气预热器相互协同，能够保证高炉煤气的稳定着火和完全燃烧，由此可以提高和稳定炉膛内的火焰温度，并增强其热辐射力。

附图说明

图1是本实用新型的一种高温高压煤气锅炉的结构示意图。

图中：1、炉膛，2、水平烟道，3、竖井式烟道，4、燃烧器，5、屏式过热器，6、高温对流过热器，7、低温对流过热器，8、包墙管过热器，9、一级沸腾省煤器，10、二级沸腾省煤器，11、空气预热器，12、煤气加热器，13、煤气入口，14、空气入口，15、第一直通烟道，16、第二直通烟道，17、烟气旁通管，18、气体流量控制阀，19、烟气温度传感器，20、顶棚过热器，21、汽包。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示为本实用新型的一种高温高压煤气锅炉的实施例，包括炉膛1、设置在所述炉膛1上部出口的水平烟道2和连接所述水平烟道2的竖井式烟道3，所述炉膛1的下部设置有若干燃烧器4，所述水平烟道2内按照烟气流动的方向依次布置有屏式过热器5、高温对流过热器6和低温对流过热器7，所述竖井式烟道3上按照烟气流动的方向依次设置有包墙管过热器8、一级沸腾省煤器9、二级沸腾省煤器10、空气预热器11、煤气加热器12；所述燃烧器4上设置有煤气入口13和空气入口14，所述空气预热器11的热空气输出管连接至所述空气入口14，所述煤气加热器12的热煤气输出管连接至所述煤气入口13；所述一级沸腾省煤器9与所述二级沸腾省煤器10之间设置有第一直通烟道15，所述二级沸腾省煤器10与所述空气预热器11之间设置有第二直通烟道16，所述第一直通烟道15与所述第二直通烟道16之间设置有烟气旁通管17，所述烟气旁通管17上设置有气体流量控制阀18。

上述技术方案中，在竖井式烟道3上设置有空气预热器11和煤气加热器12，可以使得进入炉膛1的煤气和空气预先得到加热，从而可以提高煤气在炉膛燃烧的热值和稳定性。另外，通过在第一直通烟道15与第二直通烟道16之间设置烟气旁通管17，并在烟气旁通管17上设置气体流量控制阀18，实现了竖井式烟道3上后段烟气温度的可控，从而能够较好地控制空气预热和煤气加热的温度。

优选的，所述烟气旁通管17切向连接至与所述第二直通烟道16以在所述第二直通烟道16内形成旋流烟气。

烟气旁通管打开时，烟气沿第二直通烟道16的内壁切向进入，从而形成旋流烟气。

上述烟气旁通管17的切向安装结构可以实现烟气在第二直通烟道16内的旋流，使得烟气旁通管17中出来的较高温度烟气与经过二级沸腾省煤器10热交换后的较低温度的烟气充分混合，从而提高第二直通烟道16内各处烟气的温度均匀性，由此提高了后续空气预热和煤气加热的均匀性。

优选的，在位于所述空气预热器11与煤气加热器12之间的烟道上设置有烟气温度传感器19。

优选的，在所述煤气加热器12的煤气输出管路上设置有煤气温度传感器。

优选的，所述气体流量控制阀18为电动气体流量控制阀或气动气体流量控制阀，所述气体流量控制阀18、烟气温度传感器19分别连接控制系统。

本实施例中，所述空气预热器11和所述煤气加热器12均采用立式管箱结构，所述立式管箱包括箱体和竖立排布在所述箱体内的若干数量的立管，所述立管内孔的两端分别连接烟道，所述箱体内腔与所述立管的外圆之间形成换热的空间。

优选的，所述立管为用于增强换热效果的薄壁波纹管。

上述空气预热器11和煤气加热器12中的立管采用薄壁波纹管结构，相比传统的换热管大大提高了换热的面积和换热效率，其配合竖井式烟道3上后段烟气温度的精确控制，一方面保证了空气预热和煤气加热的效果，另一方面通过控制烟气温度的恒定可以有效控制锅炉的热效率。

本实施例中，所述炉膛1的炉壁为膜式水冷壁。

本实施例中，所述炉膛1的顶部设置有顶棚过热器。

本实施例中，所述燃烧器4为旋流燃烧器，以实现加热煤气和预热空气的充分混合，燃烧器4的旋流结构与煤气加热器12、空气预热器11相互协同，能够保证高炉煤气的稳定着火和完全燃烧，由此可以提高和稳定炉膛1内的火焰温度，并增强其热辐射力。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种高温高压煤气锅炉，其特征在于，包括炉膛、设置在所述炉膛上部出口的水平烟道和连接所述水平烟道的竖井式烟道，所述炉膛的下部设置有若干燃烧器，所述水平烟道内按照烟气流动的方向依次布置有屏式过热器、高温对流过热器和低温对流过热器，所述竖井式烟道上按照烟气流动的方向依次设置有包墙管过热器、一级沸腾省煤器、二级沸腾省煤器、空气预热器、煤气加热器；所述燃烧器上设置有煤气入口和空气入口，所述空气预热器的热空气输出管连接至所述空气入口，所述煤气加热器的热煤气输出管连接至所述煤气入口；所述一级沸腾省煤器与所述二级沸腾省煤器之间设置有第一直通烟道，所述二级沸腾省煤器与所述空气预热器之间设置有第二直通烟道，所述第一直通烟道与所述第二直通烟道之间设置有烟气旁通管，所述烟气旁通管上设置有气体流量控制阀。

2.根据权利要求1所述的一种高温高压煤气锅炉，其特征在于，所述烟气旁通管切向连接至与所述第二直通烟道以在所述第二直通烟道内形成旋流烟气。

3.根据权利要求1所述的一种高温高压煤气锅炉，其特征在于，在位于所述空气预热器与煤气加热器之间的烟道上设置有烟气温度传感器。

4.根据权利要求3所述的一种高温高压煤气锅炉，其特征在于，所述气体流量控制阀为电动气体流量控制阀或气动气体流量控制阀，所述气体流量控制阀、烟气温度传感器分别连接控制系统。

5.根据权利要求1所述的一种高温高压煤气锅炉，其特征在于，所述空气预热器和所述煤气加热器均采用立式管箱结构，所述立式管箱包括箱体和竖立排布在所述箱体内的若干数量的立管，所述立管内孔的两端分别连接烟道，所述箱体内腔与所述立管的外圆之间形成换热的空间。

6.根据权利要求5所述的一种高温高压煤气锅炉，其特征在于，所述立管为用于增强换热效果的薄壁波纹管。

7.根据权利要求1所述的一种高温高压煤气锅炉，其特征在于，所述炉膛的炉壁为膜式水冷壁。

8.根据权利要求1所述的一种高温高压煤气锅炉，其特征在于，所述炉膛的顶部设置有顶棚过热器。

9.根据权利要求1所述的一种高温高压煤气锅炉，其特征在于，所述燃烧器为旋流燃烧器。

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