CN219828882U - 一种具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统，包括锅炉烟道，锅炉烟道内依次设置有过热器一、蒸发器和省煤器，过热器一设置于锅炉烟道前段，蒸发器和省煤器依次设置于锅炉烟道尾段，锅炉烟道中段设置有补燃烟道，锅炉烟道内补燃烟道后设置有过热器二，过热器二包括上集箱、换热管束和下集箱，换热管束垂直错列排布，换热管束包括中间的直管段和连接上、下集箱的弯头，直管段采用涡节管。本实用新型补燃烟道后的过热器二的换热管束为涡节管，换热效率提高，管材消耗量减少，相比其他换热管束不易积灰，能有效提高锅炉热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及锅炉余热利用领域，尤其涉及一种具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统。
背景技术
在联合循环中，燃机余热锅炉用于回收燃气轮机排气中的余热，产生蒸汽推动汽轮机发电。与常规锅炉相比，燃机余热锅炉中不包括燃料输送及制粉系统，仅有汽水系统。燃机余热锅炉汽水系统包含汽包、省煤器、蒸发器、过热器及集箱等换热管束和容器。
燃机余热锅炉内的换热过程属于低温换热范畴，辐射热效应几乎可以忽略不计，对流换热占绝大部分。随着燃气轮机技术的发展，燃机余热锅炉进口烟温逐渐提高，烟气流量逐渐增大，受热面管束结构的优化对于提升燃机余热锅炉换热效率具有重大意义。
对于具有补燃烟道的燃机余热锅炉，可以通过补充天然气和燃油等燃料进行燃烧而提高烟气温度，有利于保持蒸汽参数和负荷稳定以提高蒸汽产量和质量，改善联合循环的变工况特性。然而，由于补燃后烟温的升高，若使用常规的鳍片管换热管束，则补燃烟道后过热器管束需要使用耐高温的不锈钢材料，因此使用鳍片管作为过热器管束将大大提高设备成本。而当过热器管束为光管时换热效果降低，过热器出口烟温升高，为了维持锅炉效率，需要增加光管的管排数。此外，使用一些燃烧后易产生灰分的燃料时，补燃烟道后过热器管束易产生积灰问题，鳍片管积灰后管外侧换热系数降低，也将降低锅炉效率。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型设计了一种具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统。
本实用新型采用如下技术方案：
一种具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统，包括锅炉烟道，锅炉烟道内依次设置有过热器一、蒸发器和省煤器，过热器一设置于锅炉烟道前段，蒸发器和省煤器依次设置于锅炉烟道尾段，锅炉烟道中段设置有补燃烟道，锅炉烟道内补燃烟道后设置有过热器二，给水进口通过管路连通省煤器，省煤器连通锅筒，锅筒的出水口通过下降管连通蒸发器，蒸发器通过上升管连通锅筒，锅筒的蒸汽出口连通过热器二，通过过热器二连通过热器一，过热器一的过热蒸汽出口连通汽轮机汽缸，过热器二包括上集箱、换热管束和下集箱，换热管束垂直错列排布，换热管束包括中间的直管段和连接上、下集箱的弯头，直管段采用涡节管。
作为优选，所述换热管束的横向管排与纵向管排之间均呈等间距分布。
作为优选，所述相邻两个换热管束的涡节管的突起与凹陷部分相互对应。增强涡节管之间的流体扰动。
作为优选，所述涡节管和弯头由光管一体成型，弯头由光管两端弯制而成，涡节管由光管中段冲压成型。
作为优选，所述过热器一、蒸发器和省煤器包括上集箱、换热管束和下集箱，换热管束采用鳍片管。
作为优选，所述锅炉烟道尾端设置有烟囱。
本实用新型的有益效果是：（1）、本实用新型补燃烟道后的过热器二采用涡节管作为过热器的换热管束，可以有效提高管内外表面的对流换热效率，涡节管总传热效率约为光管的1.2倍，可减少管材用量；（2）、当使用一些燃烧后易产生灰分的燃料时，补燃烟道后管束易积灰，涡节管的涡节结构可以使周围流体流速增加，减少灰分附着管壁，不易积灰，能有效提高锅炉热效率。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图；
图2是本实用新型中涡节管的一种结构示意图；
图中：1、锅炉烟道，2、补燃烟道，3、烟囱，4、过热器一，5、过热器二，6、蒸发器，7、省煤器，8、锅筒，A、烟气进口，B、给水进口，C、汽轮机汽缸，51、上集箱，52、换热管束，53下集箱。
实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：
实施例：如图1所示，一种具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统，包括锅炉烟道1，锅炉烟道内依次设置有过热器一4、蒸发器6和省煤器7，过热器一设置于锅炉烟道前段，蒸发器和省煤器依次设置于锅炉烟道尾段，锅炉烟道中段设置有补燃烟道2，锅炉烟道内补燃烟道后设置有过热器二5，给水进口通过管路连通省煤器，省煤器连通锅筒，锅筒的出水口通过下降管连通蒸发器，蒸发器通过上升管连通锅筒8，锅筒的蒸汽出口连通过热器二，通过过热器二连通过热器一，过热器一的过热蒸汽出口连通汽轮机汽缸，过热器二包括上集箱51、换热管束52和下集箱53，过热器二设置有若干个横向与纵向等间距分布的换热管束，换热管束的两端为光管段，中间为涡节管段，光管段通过弯制形成弯头，涡节管段如图2所示。换热管束的上下两端分别连接上集箱以及下集箱。
图1为具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统在锅炉烟道内的整体结构示意图，仅补燃烟道后的过热器二采用涡节管换热管束，其余换热面采用鳍片管。
燃机排出的高温烟气从烟气进口A进入锅炉烟道1内，热量传递给补燃烟道2前过热器一后烟温降低，经过补燃烟道2后烟温上升，再依次经过过热器二、蒸发器、省煤器后由烟囱3排出。
给水从给水进口B进入，通过下集箱进入省煤器，在省煤器中加热后从上集箱进入锅筒，锅筒中的水通过下降管和下集箱进入蒸发器，在蒸发器中加热产生汽水混合物，汽水混合物通过上集箱和上升管进入锅筒，在锅筒中进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽通过下降管和上集箱进入过热器二，在过热器二中加热后形成过热蒸汽，通过过热器二与过热器一的连管进入过热器一下集箱，在过热器一中进一步加热后进入汽轮机汽缸C中做功。
本实用新型补燃烟道后的过热器二的换热管束为涡节管，换热效率提高，管材消耗量减少，相比其他换热管束不易积灰，能有效提高锅炉热效率。
以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (6)
1.一种具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统，包括锅炉烟道，锅炉烟道内依次设置有过热器一、蒸发器和省煤器，过热器一设置于锅炉烟道前段，蒸发器和省煤器依次设置于锅炉烟道尾段，其特征是，所述锅炉烟道中段设置有补燃烟道，锅炉烟道内补燃烟道后设置有过热器二，给水进口通过管路连通省煤器，省煤器连通锅筒，锅筒的出水口通过下降管连通蒸发器，蒸发器通过上升管连通锅筒，锅筒的蒸汽出口连通过热器二，通过过热器二连通过热器一，过热器一的过热蒸汽出口连通汽轮机汽缸，过热器二包括上集箱、换热管束和下集箱，换热管束垂直错列排布，换热管束包括中间的直管段和连接上、下集箱的弯头，直管段采用涡节管。
2.根据权利要求1所述的一种具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统，其特征是，所述换热管束的横向管排与纵向管排之间均呈等间距分布。
3.根据权利要求1所述的一种具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统，其特征是，相邻两个换热管束的涡节管的突起与凹陷部分相互对应。
4.根据权利要求1所述的一种具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统，其特征是，所述涡节管和弯头由光管一体成型，弯头由光管两端弯制而成，涡节管由光管中段冲压成型。
5.根据权利要求1所述的一种具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统，其特征是，所述过热器一、蒸发器和省煤器包括上集箱、换热管束和下集箱，换热管束采用鳍片管。
6.根据权利要求1所述的一种具有补燃烟道的燃机余热锅炉的高效换热过热系统，其特征是，所述锅炉烟道尾端设置有烟囱。
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