CN217559808U - 节能蒸汽过热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化工能源回收利用领域，公开了一种节能蒸汽过热炉所述蒸汽过热炉包括：炉体(1)，安装在所述炉体(1)内的蒸汽换热器(5)，安装在所述炉体(1)上方用于排放所述炉体(1)中烟气的烟囱(6)，安装在所述烟囱(6)中的管道换热器(3)，和用于向所述管道换热器(3)中输送助燃空气的鼓风机(2)；其中，所述管道换热器(3)上设置有换热器入口和换热器出口，所述换热器入口与所述鼓风机(2)的出气口连接，所述换热器出口与设置在所述炉体(1)上的助燃空气入口连接。本实用新型克服了助燃空气直接通入蒸汽过热炉炉膛内导致的炉膛内热量过度消耗和烟气温度过高导致的能量浪费的技术问题。

Description

节能蒸汽过热炉

技术领域

本实用新型涉及化工能源回收利用领域，具体地涉及一种节能蒸汽过热炉。

背景技术

蒸汽过热炉是化工装置的主要设备之一，也是煤化工领域应用很普遍的一种火力加热设备。加热炉的主要任务是将水蒸汽进一步加热，以使水蒸汽转变为满足一定温度要求的过热蒸汽。

通常过热炉以燃料气或工厂废气为原料，将生产装置副产的饱和蒸汽加热为过热蒸汽，将过热蒸汽用于其它生产装置。燃料气或装置废气在过热炉内燃烧产生的烟气经过过热炉的辐射段和对流段，最后通过烟囱排出。

实际生产过程中，由于排放烟气温度较高，导致烟气中大量热量损失，造成生产装置能耗升高；同时蒸汽过热炉烟气温度过高会导致炉内腐蚀加剧，导致设备的使用寿命缩短。

过热炉运行中需消耗助燃空气，通常情况下助燃空气的用量是燃料气的 1.5-2倍。现有的设计是将助燃空气直接送入蒸汽过热炉炉膛，助燃空气与燃料气在蒸汽过热炉炉膛内混合后燃烧，此种情况下助燃空气的温度直接受环境温度的影响。尤其是当冬季环境温度较低时，助燃空气进入炉膛后会消耗燃料气的部分热量，从而导致过热炉的热效率降低、能耗增加。

陈洪志等(专利：蒸汽过热炉烟道气废热回收以及加热助燃空气的装置，授权公告号CN 201779687 U)提出利用蒸汽过热炉烟道气废热加热水，然后用热水加热助燃空气。该设计能回收一部分烟气的热量，但是经过两次换热后热量损失较多，设计较为复杂。

因此，亟待提供一种能够有效利用系统中余热的蒸汽过热炉，以达到提高能量利用率的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的助燃空气直接通入蒸汽过热炉炉膛内导致炉膛内热量过度消耗和烟气温度过高导致的能量浪费与设备易受损的技术问题，提供一种节能蒸汽过热炉。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种一种节能蒸汽过热炉，其中，所述蒸汽过热炉包括：

炉体，安装在所述炉体内的蒸汽换热器，安装在所述炉体上方用于排放所述炉体中烟气的烟囱，安装在所述烟囱中的管道换热器，和用于向所述管道换热器中输送助燃空气的鼓风机；

其中，所述管道换热器上设置有换热器入口和换热器出口，所述换热器入口与所述鼓风机的出气口连接，所述换热器出口与设置在所述炉体上的助燃空气入口连接。

优选地，所述蒸汽过热炉还包括：设置在所述烟囱内部且位于所述管道换热器上部的用于调节炉体内气压的烟囱挡板阀。

优选地，所述蒸汽过热炉还包括：测压装置，所述测压装置设置在炉体的炉膛的上部，用于检测所述炉体内的气压。

优选地，所述蒸汽过热炉还包括：氧含量检测装置，所述氧含量检测装置设置在炉体的炉膛的中下部，用于检测所述炉体内的氧含量。

优选地，所述蒸汽换热器设置在所述炉体内的辐射段和/或对流段。

优选地，所述炉体上的助燃空气入口位于所述炉体底部的中央。

优选地，所述管道换热器的最底端与所述烟囱的最底端之间的距离为 0.2-1.0m。

优选地，所述管道换热器的最底端与其最顶端之间的距离为L，所述烟囱的高度为H，其中，L/H为0.2-0.5。

优选地，所述蒸汽过热炉还包括：设置在所述管道换热器上的除尘装置，用于清除沉积在所述管道换热器上的烟尘。

优选地，所述管道换热器和蒸汽换热器选自沉浸式蛇管换热器、夹套式换热器和螺旋板式换热器中的任意一种。

通过上述技术方案，本实用新型提供的节能蒸汽过热炉具有如下有益效果：

通过在烟囱中设置管道换热器，鼓风机鼓入的助燃空气先在管道换热器中吸收烟囱中的热量转变为被加热后的助燃空气，高温空气再进入蒸汽过热炉炉膛内，即避免了低温空气过度消耗炉膛内热量；又能有效的降低烟囱中废气的温度，避免由于烟气温度过高导致的炉内腐蚀问题。

附图说明

图1是本实用新型提供的节能蒸汽过热炉的结构示意图。

附图标记说明

1-炉体；2-鼓风机；3-管道换热器；4-烟囱挡板阀；5-蒸汽换热器；6- 烟囱；7-燃料气管路；8-助燃空气；9-饱和蒸汽；10-过热蒸汽。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本实用新型提供的一种节能蒸汽过热炉，如图1所示，所述蒸汽过热炉包括：

炉体1，安装在所述炉体1内的蒸汽换热器5，安装在所述炉体1上方用于排放所述炉体1中烟气的烟囱6，安装在所述烟囱6中的管道换热器3，和用于向所述管道换热器3中输送助燃空气的鼓风机2；

其中，所述管道换热器3上设置有换热器入口和换热器出口，所述换热器入口与所述鼓风机2的出气口连接，所述换热器出口与设置在所述炉体1 上的助燃空气入口连接。

本实用新型提供的具体实施方式中，优选地，所述蒸汽过热炉还包括：

设置在所述烟囱6内部且位于所述管道换热器3上部的用于调节炉体1 内气压的烟囱挡板阀4。通过调节烟囱挡板阀4的开合程度控制炉膛内的压力。

本实用新型提供的具体实施方式中，优选地，所述蒸汽过热炉还包括：测压装置，所述测压装置设置在炉体1的炉膛的上部，用于检测所述炉体1 内的气压。本实用新型中，炉膛是指在所述炉体1内部为燃料气提供燃烧空间的立体空间。

本实用新型中，蒸汽过热炉内的压力是影响蒸汽过热炉运行的一个关键参数，需要控制蒸汽过热炉中的压力处于适宜的范围内。蒸汽过热炉燃烧时，炉膛内需要处于一定的负压状态，以将助燃空气吸入炉膛内。如果炉膛内负压值较低时，炉膛内则吸入的助燃空气很少，蒸汽过热炉内燃料燃烧不完全，热效率低，冒黑烟，炉膛不明亮，甚至会往外喷火，导致安全问题；炉膛内负压值较高时可能导致蒸汽过热炉烧嘴熄灭。

本实用新型中，通过测压装置检测所述炉体1内的气压，并根据测量结果调节烟囱挡板阀4的开合程度控制炉膛内的压力，从而维持炉膛内的压力处于-15Pa(G)到-60Pa(G)之间，确保蒸汽过热炉稳定运行。

本实用新型提供的具体实施方式中，优选地，所述蒸汽过热炉还包括：氧含量检测装置，所述氧含量检测装置设置在炉体1的炉膛的中下部，用于检测所述炉体1内的氧含量。

本实用新型中，蒸汽过热炉中氧含量对燃烧反应影响较大，若氧含量过低会导致燃料气燃烧不充分，造成燃料气浪费并污染环境；若氧含量过高会导致蒸汽过热炉热效率下降，能耗升高。本实用新型中通过设置氧含量检测装置，用于检测所述炉体1内的氧含量，并根据检测的结果调整鼓风机的送风量，从而将过热炉内的氧含量控制在2％～7％的范围内，保证蒸汽过热炉中的燃料气处于较优的燃烧效果。

本实用新型提供的具体实施方式中，优选地，所述蒸汽换热器5设置在所述炉体1内的辐射段和/或对流段。当蒸汽换热器5处于炉体1内的辐射段和/或对流段能保证蒸汽换热器5充分吸收炉膛内的热量。

本实用新型提供的具体实施方式中，优选地，所述炉体1上的助燃空气入口位于所述炉体1底部的中央。

本实用新型提供的具体实施方式中，优选地，所述管道换热器3的最底端与所述烟囱6的最底端之间的距离为0.2-1.0m。

本实用新型提供的具体实施方式中，优选地，所述管道换热器3的最底端与其最顶端之间的距离为L，所述烟囱6的高度为H，其中，L/H为0.2-0.5。当L/H处于上述范围内，能保证管道换热器3与烟囱中的烟气取得较好的换热效果，能够充分利用烟气的余热。

本实用新型提供的具体实施方式中，优选地，所述蒸汽过热炉还包括：设置在所述管道换热器3上的除尘装置，用于清除沉积在所述管道换热器3 上的烟尘。由于长时间的使用，管道换热器3上会沉积烟气中的灰尘，通过在管道换热器3上设置除尘装置可及时清除沉积在管道换热器3上的灰尘，增强管道换热器3和烟囱中烟气的换热效果。

本实用新型提供的具体实施方式中，优选地，所述管道换热器3和蒸汽换热器5选自沉浸式蛇管换热器、夹套式换热器和螺旋板式换热器中的任意一种。

以下结合本实用新型提供的图1所示的节能蒸汽过热炉，说明节能蒸汽过热炉的具体操作过程。

燃料气通过燃料气管路7送入蒸汽过热炉1底部，进入蒸汽过热炉辐射段与被加热后的助燃空气8在辐射段内燃烧。燃烧产生的烟气在辐射段、对流段与蒸汽换热器5发生热量交换，用以将送入蒸汽换热器5的饱和蒸汽9 进一步加热为过热蒸汽10。

炉膛中的烟气与蒸汽换热器5换热后进入烟囱，鼓风机2向管道换热器 3中输送助燃空气8，管道换热器3中的助燃空气8吸收烟气中的余热后变为被加热后的助燃空气8。

通过设置氧含量检测装置，检测炉体1内的氧含量，并根据检测的结果调整鼓风机2的送风量，从而将过热炉内的氧含量控制在2％～7％的范围内，保证蒸汽过热炉中的燃料气处于较优的燃烧效果。

通过测压装置检测炉体1内的气压，根据测量结果调节烟囱挡板阀4的开合程度控制炉膛内的压力，从而维持炉膛内的压力处于-15Pa(G)到-60Pa (G)之间，确保蒸汽过热炉稳定运行。

蒸汽过热炉开车过程中，首先启动鼓风机2，通过调节烟囱挡板阀4调整炉膛内压力，然后引燃燃料气，再对蒸汽过热炉点火。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种节能蒸汽过热炉，其特征在于，所述蒸汽过热炉包括：

炉体(1)，安装在所述炉体(1)内的蒸汽换热器(5)，安装在所述炉体(1)上方用于排放所述炉体(1)中烟气的烟囱(6)，安装在所述烟囱(6)中的管道换热器(3)，和用于向所述管道换热器(3)中输送助燃空气的鼓风机(2)；

其中，所述管道换热器(3)上设置有换热器入口和换热器出口，所述换热器入口与所述鼓风机(2)的出气口连接，所述换热器出口与设置在所述炉体(1)上的助燃空气入口连接。

2.根据权利要求1所述的蒸汽过热炉，其特征在于，所述蒸汽过热炉还包括：

设置在所述烟囱(6)内部且位于所述管道换热器(3)上部的用于调节炉体(1)内气压的烟囱挡板阀(4)。

3.根据权利要求1所述的蒸汽过热炉，其特征在于，所述蒸汽过热炉还包括：测压装置，所述测压装置设置在炉体(1)的炉膛的上部，用于检测所述炉体(1)内的气压。

4.根据权利要求1所述的蒸汽过热炉，其特征在于，所述蒸汽过热炉还包括：氧含量检测装置，所述氧含量检测装置设置在炉体(1)的炉膛的中下部，用于检测所述炉体(1)内的氧含量。

5.根据权利要求1所述的蒸汽过热炉，其特征在于，所述蒸汽换热器(5)设置在所述炉体(1)内的辐射段和/或对流段。

6.根据权利要求1所述的蒸汽过热炉，其特征在于，所述炉体(1)上的助燃空气入口位于所述炉体(1)底部的中央。

7.根据权利要求1所述的蒸汽过热炉，其特征在于，所述管道换热器(3)的最底端与所述烟囱(6)的最底端之间的距离为0.2-1.0m。

8.根据权利要求1所述的蒸汽过热炉，其特征在于，所述管道换热器(3)的最底端与其最顶端之间的距离为L，所述烟囱(6)的高度为H，其中，L/H为0.2-0.5。

9.根据权利要求1所述的蒸汽过热炉，其特征在于，所述蒸汽过热炉还包括：设置在所述管道换热器(3)上的除尘装置，用于清除沉积在所述管道换热器(3)上的烟尘。

10.根据权利要求1所述的蒸汽过热炉，其特征在于，所述管道换热器(3)和蒸汽换热器(5)选自沉浸式蛇管换热器、夹套式换热器和螺旋板式换热器中的任意一种。

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