CN212719650U - 一种薄管板型低温废热回收锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄管板型低温废热回收锅炉，包括炉体和汽包，炉体包括进气管箱、壳程筒体和出气管箱，壳程筒体与汽包之间设置有上升管、U形弯管和下降管，壳程筒体的两端分别连接有第一碗形薄管板和第二碗形薄管板，第一碗形薄管板、支持板和第二碗形薄管板之间穿装有多根换热管，进气管箱包括依次连接的第一密封门、第一过渡锥和L形连接筒体，出气管箱包括依次连接的短节、第二过渡锥和第二密封门，在位于第一碗形薄管板一侧的换热管端部设置有保护管，保护管上设置有定位环套和陶瓷纤维密封毡，进气管箱内一体浇注有耐火材料。本实用新型换热效果好，不易损坏，能长周期稳定运行，具有显著的经济价值和社会价值。

Description

一种薄管板型低温废热回收锅炉

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体涉及一种薄管板型低温废热回收锅炉。

背景技术

余热回收不仅可以带来能源方面的经济效益，还可以减少环境污染，废热回收锅炉就是利用工业生产过程中的余热来生产蒸汽的重要设备，被广泛应用于煤气化工业、合成氨工业、乙烯、硫酸、硝酸工业等化工或石化的废热回收，在提高整体装置的热效率，减少环境污染和满足某些工艺要求方面，起着十分重要的作用，充分利用余热资源将会产生巨大的经济效益和社会效益。

目前，大多废热回收锅炉多为厚管板管壳式结构，在使用时，存在以下问题：一是管板过厚，管板厚度方向上的热量传递慢，导致换热管和管板的焊接接头温度较高，极易开裂，壳程的水容易喷射到管程内；二是废热回收锅炉常常为U形管式结构，气体入口区域介质温度较高，气体出口区域介质温度较低，同一管板上温度分布极为不均，温差应力较大，管板中部温度分界区域极易开裂破坏，同时，管板气侧温度高，水侧温度低，两侧温差较大，也一导致管板出现裂纹而损坏；三是由于废热锅炉管程工艺气温度高，流量大，高温气体直接冲刷换热管与管板的焊缝，焊缝较易开裂，换热管束的使用寿命短，换热效果不好，以上问题会导致废热锅炉无法正常连续的运行生产，极其严重的制约了装置的长周期稳定运行，造成极大的经济损失和人力消耗。因此，研制开发一种换热效果好，不易损坏，能长周期稳定运行的薄管板型低温废热回收锅炉是客观需要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种换热效果好，不易损坏，能长周期稳定运行的薄管板型低温废热回收锅炉。

本实用新型的目的是这样实现的，包括炉体和汽包，汽包位于炉体上方的一侧，汽包壳体的顶部设置有出气管，汽包壳体的一侧设置有给水管，炉体包括进气管箱、壳程筒体和出气管箱，壳程筒体内均匀间隔设置有多块支持板，多块支持板将壳程筒体的内部空间分隔成多个加热区域，每个加热区域顶部的壳程筒体上均设置有上升管，上升管的上端与汽包壳体的下部连通，每个加热区域底部的壳程筒体上均设置有U形弯管，U形弯管的另一端连接有下降管，下降管的上端与汽包壳体的底部连通，壳程筒体的两端分别连接有第一碗形薄管板和第二碗形薄管板，第一碗形薄管板、支持板和第二碗形薄管板之间穿装有多根换热管，换热管的两端分别与第一碗形薄管板和第二碗形薄管板的端面焊接牢固，壳程筒体的两端外壁上分别设置有第一环形垫板和第二环形垫板，第一环形垫板位于靠近第一碗形薄管板的一侧，第二环形垫板位于靠近第二碗形薄管板的一侧。

进气管箱包括依次连接的第一密封门、第一过渡锥和L形连接筒体，第一过渡锥的顶部设置有进烟管，L形连接筒体的竖直段与第一环形垫板焊接牢固，出气管箱包括依次连接的短节、第二过渡锥和第二密封门，短节的端部与第二环形垫板焊接牢固，第二过渡锥的侧壁上设置有出烟管。

在位于第一碗形薄管板一侧的换热管端部设置有保护管，保护管的一端插入到换热管的内部，另一端设置有折边，保护管上设置有定位环套和陶瓷纤维密封毡，定位环套的外表面为台阶状，定位环套直径较小的一端及陶瓷纤维密封毡配合安装在换热管内，定位环套的台阶端面与换热管的端部之间设置有陶瓷纤维垫，第一过渡锥的内表面、L形连接筒体的内表面及第一碗形薄管板的外表面一体浇注有耐火材料，耐火材料的高度与保护管的折边齐平。

进一步的，U形弯管的底部设置有排污管。

进一步的，第一碗形薄管板的外表面设置有多个爪钉，爪钉位于耐火材料内部。

进一步的，支持板的边缘沿圆周均布有多个通水孔，壳程筒体的底部设置有出水管和进水管，出水管设置在靠近第一碗形薄管板的加热区域底部，进水管设置在靠近第二碗形薄管板的加热区域底部，出水管和进水管之间通过连通管连通，连通管上设置有抽水泵。

进一步的，汽包内的顶部设置有除雾筒，除雾筒的上端固定在出气管周围的汽包壳体上，除雾筒内设置有丝网除沫器。

进一步的，汽包的顶部设置有安全阀接口、压力表接口和温度计接口，汽包的侧壁上设置有液位计接口，壳程筒体的底部设置有排净口。

本实用新型用于回收工业烟气中的余热，在使用时，工业烟气从进烟管进入进气管箱，随后沿换热管流动，进入出气管箱并从出烟管排出，同时从给水管向汽包中注入冷水，冷水在重力作用下沿汽包底部的下降管和U形弯管进入炉体的壳程筒体，与换热管内的烟气进行换热，受热蒸发形成水蒸汽，水蒸汽不断上升，沿上升管进入汽包后从出气管排出，整个过程中烟气与冷水的换热效果较好，可快速持续的产生蒸汽；其次，本实用新型采用了碗形薄管板的结构，板厚较薄，可有效减少管板本身的热应力，管板由整块锻件制成，变形能力较大，可进行适当的柔性变形，可更大范围地协调换热管与壳程筒体的热膨胀差，部分吸收由温度载荷引起的热应力，管板本身的使用寿命较长，不易开裂损坏；另外，在第一碗形薄管板一侧的换热管端部设置了保护管，保护管外壁与换热管内壁之间设置了陶瓷纤维密封毡，并在第一碗形薄管板的外表面上浇注了耐火材料，将管板、换热管的焊接接头与烟气隔离开，可有效降低第一碗形薄管板和换热管管头焊缝的温度，进一步改善第一碗形薄管板和换热管管头焊缝的工作环境，保护效果较好，有利于整个设备的长期安全运行。本实用新型换热效果好，不易损坏，能长周期稳定运行，具有显著的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的侧视结构示意图；

图3为图1中节点A的放大结构示意图；

图中：1-汽包，2-出气管，3-给水管，4-壳程筒体，5-支持板，6-加热区域，7-上升管，8- U形弯管，9-下降管，10-第一碗形薄管板，11-第二碗形薄管板，12-换热管，13-第一环形垫板，14-第二环形垫板，15-第一密封门，16-第一过渡锥，17-L形连接筒体，18-进烟管，19-短节，20-第二过渡锥，21-第二密封门，22-出烟管，23-保护管，24-定位环套，25-陶瓷纤维密封毡，26-陶瓷纤维垫，27-耐火材料，28-排污管，29-爪钉，30-通水孔，31-出水管，32-进水管，33-连通管，34-抽水泵，35-除雾筒，36-丝网除沫器，37-安全阀接口，38-压力表接口，39-温度计接口，40-液位计接口，41-排净口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1～3所示，本实用新型包括炉体和汽包1，汽包1位于炉体上方的一侧，汽包1壳体的顶部设置有出气管2，汽包1壳体的一侧设置有给水管3，炉体包括进气管箱、壳程筒体4和出气管箱，壳程筒体4内均匀间隔设置有多块支持板5，多块支持板5将壳程筒体4的内部空间分隔成多个加热区域6，每个加热区域6顶部的壳程筒体4上均设置有上升管7，上升管7的上端与汽包1壳体的下部连通，每个加热区域6底部的壳程筒体4上均设置有U形弯管8，U形弯管8的另一端连接有下降管9，下降管9的上端与汽包1壳体的底部连通，壳程筒体4的两端分别连接有第一碗形薄管板10和第二碗形薄管板11，第一碗形薄管板10、支持板5和第二碗形薄管板11之间穿装有多根换热管12，换热管12的两端分别与第一碗形薄管板10和第二碗形薄管板11的端面焊接牢固，壳程筒体4的两端外壁上分别设置有第一环形垫板13和第二环形垫板14，第一环形垫板13位于靠近第一碗形薄管板10的一侧，第二环形垫板14位于靠近第二碗形薄管板11的一侧。

进气管箱包括依次连接的第一密封门15、第一过渡锥16和L形连接筒体17，第一过渡锥16的顶部设置有进烟管18，L形连接筒体17的竖直段与第一环形垫板13焊接牢固，出气管箱包括依次连接的短节19、第二过渡锥20和第二密封门21，短节19的端部与第二环形垫板14焊接牢固，第二过渡锥20的侧壁上设置有出烟管22。

在位于第一碗形薄管板10一侧的换热管12端部设置有保护管23，保护管23的一端插入到换热管12的内部，另一端设置有折边，保护管23上依次设置有定位环套24和陶瓷纤维密封毡25，定位环套24的外表面为台阶状，定位环套24直径较小的一端及陶瓷纤维密封毡25配合安装在换热管12内，定位环套24的台阶端面与换热管12的端部之间设置有陶瓷纤维垫26，第一过渡锥16的内表面、L形连接筒体17的内表面及第一碗形薄管板10的外表面一体浇注有耐火材料27，耐火材料27的高度与保护管23的折边齐平。

本实用新型用于回收工业烟气中的余热，在使用时，工业烟气从进烟管18进入进气管箱，随后沿换热管12流动，进入出气管箱并从出烟管22排出，同时从给水管3向汽包1中注入冷水，冷水在重力作用下沿汽包1底部的下降管9和U形弯管8进入炉体的壳程筒体4，与换热管12内的烟气进行换热，受热蒸发形成水蒸汽，水蒸汽不断上升，沿上升管7进入汽包1后从出气管2排出，整个过程中烟气与冷水的换热效果较好，可快速持续的产生蒸汽；其次，本实用新型采用了碗形薄管板的结构，板厚较薄，可有效减少管板本身的热应力，管板由整块锻件制成，变形能力较大，可进行适当的柔性变形，可更大范围地协调换热管12与壳程筒体4的热膨胀差，部分吸收由温度载荷引起的热应力，管板本身的使用寿命较长，不易开裂损坏；另外，在第一碗形薄管板10一侧的换热管12端部设置了保护管23，保护管23外壁与换热管12内壁之间设置了陶瓷纤维密封毡25，并在第一碗形薄管板10的外表面上浇注了耐火材料27，将管板、换热管12的焊接接头与烟气隔离开，可有效降低第一碗形薄管板10和换热管12管头焊缝的温度，进一步改善第一碗形薄管板10和换热管12管头焊缝的工作环境，保护效果较好，有利于整个设备的长期安全运行。

U形弯管8的底部设置有排污管28，设备运行一段时间后，U形弯管8内会积聚一些沉淀和污物，从而缩小U形弯管8的流通面积，甚至造成堵塞，通过排污管28可便捷的将这些沉淀和污物排出，保证U形弯管8的长期正常运行。

为了防止耐火材料27掉落，提高耐火材料27的使用寿命，第一碗形薄管板10的外表面设置有多个爪钉29，爪钉29位于耐火材料27的内部。

支持板5的边缘沿圆周均布有多个通水孔30，壳程筒体4的底部设置有出水管31和进水管32，出水管31设置在靠近第一碗形薄管板10的加热区域6底部，进水管32设置在靠近第二碗形薄管板11的加热区域6底部，出水管31和进水管32之间通过连通管33连通，连通管33上设置有抽水泵34。在使用时，开启抽水泵34，壳程筒体4内的水依次经出水管31、连通管33和进水管32后再次进入壳程筒体4，水流通过支持板5上的通水孔30在壳程筒体4内流动，且水流的流向与烟气的流向相反，这样的设置使得水在壳程筒体4内处于流动状态，利于提高水和烟气的热交换速度，平均水温，利于蒸汽的产出。

汽包1内的顶部设置有除雾筒35，除雾筒35的上端固定在出气管2周围的汽包1壳体上，除雾筒35内设置有丝网除沫器36，水蒸汽经丝网除沫器36除去其中的水分，得到含水量较低的水蒸汽，便于水蒸汽的后续使用。

汽包1的顶部设置有安全阀接口37、压力表接口38和温度计接口39，汽包1的侧壁上设置有液位计接口40，壳程筒体4的底部设置有排净口41，安全阀接口37用于安装安全阀，提高设备使用的安全性能，压力表接口38和温度计接口39分别用于安装压力表和温度计，液位计接口40用于安装液位计，便于实时掌握设备内部的压力、温度和水位情况，在设备使用后或是设备闲置时，可通过排净口41将设备内部的水排放干净。

Claims (6)

1.一种薄管板型低温废热回收锅炉，其特征在于：包括炉体和汽包（1），所述汽包（1）位于炉体上方的一侧，汽包（1）壳体的顶部设置有出气管（2），汽包（1）壳体的一侧设置有给水管（3），所述炉体包括进气管箱、壳程筒体（4）和出气管箱，所述壳程筒体（4）内均匀间隔设置有多块支持板（5），多块支持板（5）将壳程筒体（4）的内部空间分隔成多个加热区域（6），每个加热区域（6）顶部的壳程筒体（4）上均设置有上升管（7），上升管（7）的上端与汽包（1）壳体的下部连通，每个加热区域（6）底部的壳程筒体（4）上均设置有U形弯管（8），U形弯管（8）的另一端连接有下降管（9），下降管（9）的上端与汽包（1）壳体的底部连通，所述壳程筒体（4）的两端分别连接有第一碗形薄管板（10）和第二碗形薄管板（11），所述第一碗形薄管板（10）、支持板（5）和第二碗形薄管板（11）之间穿装有多根换热管（12），换热管（12）的两端分别与第一碗形薄管板（10）和第二碗形薄管板（11）的端面焊接牢固，所述壳程筒体（4）的两端外壁上分别设置有第一环形垫板（13）和第二环形垫板（14），第一环形垫板（13）位于靠近第一碗形薄管板（10）的一侧，第二环形垫板（14）位于靠近第二碗形薄管板（11）的一侧；

所述进气管箱包括依次连接的第一密封门（15）、第一过渡锥（16）和L形连接筒体（17），第一过渡锥（16）的顶部设置有进烟管（18），L形连接筒体（17）的竖直段与第一环形垫板（13）焊接牢固，所述出气管箱包括依次连接的短节（19）、第二过渡锥（20）和第二密封门（21），短节（19）的端部与第二环形垫板（14）焊接牢固，所述第二过渡锥（20）的侧壁上设置有出烟管（22）；

在位于第一碗形薄管板（10）一侧的换热管（12）端部设置有保护管（23），所述保护管（23）的一端插入到换热管（12）的内部，另一端设置有折边，所述保护管（23）上依次设置有定位环套（24）和陶瓷纤维密封毡（25），定位环套（24）的外表面为台阶状，定位环套（24）直径较小的一端及陶瓷纤维密封毡（25）配合安装在换热管（12）内，定位环套（24）的台阶端面与换热管（12）的端部之间设置有陶瓷纤维垫（26），所述第一过渡锥（16）的内表面、L形连接筒体（17）的内表面及第一碗形薄管板（10）的外表面一体浇注有耐火材料（27），耐火材料（27）的高度与保护管（23）的折边齐平。

2.根据权利要求1所述的一种薄管板型低温废热回收锅炉，其特征在于: 所述U形弯管（8）的底部设置有排污管（28）。

3.根据权利要求1所述的一种薄管板型低温废热回收锅炉，其特征在于: 所述第一碗形薄管板（10）的外表面设置有多个爪钉（29），爪钉（29）位于耐火材料（27）的内部。

4.根据权利要求1所述的一种薄管板型低温废热回收锅炉，其特征在于: 所述支持板（5）的边缘沿圆周均布有多个通水孔（30），所述壳程筒体（4）的底部设置有出水管（31）和进水管（32），出水管（31）设置在靠近第一碗形薄管板（10）的加热区域（6）底部，进水管（32）设置在靠近第二碗形薄管板（11）的加热区域（6）底部，所述出水管（31）和进水管（32）之间通过连通管（33）连通，连通管（33）上设置有抽水泵（34）。

5.根据权利要求1所述的一种薄管板型低温废热回收锅炉，其特征在于: 所述汽包（1）内的顶部设置有除雾筒（35），除雾筒（35）的上端固定在出气管（2）周围的汽包（1）壳体上，所述除雾筒（35）内设置有丝网除沫器（36）。

6.根据权利要求1所述的一种薄管板型低温废热回收锅炉，其特征在于:所述汽包（1）的顶部设置有安全阀接口（37）、压力表接口（38）和温度计接口（39），汽包（1）的侧壁上设置有液位计接口（40），所述壳程筒体（4）的底部设置有排净口（41）。

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