CN2903875Y - 隧道式余热锅炉 - Google Patents

Abstract

一种隧道式余热锅炉，包括落灰斗和建在其上的保温隧道，其主要特征是，在落灰斗上连接有钢架，钢架顶部安装有锅筒；在保温隧道内沿烟气流动方向依次设置有凝渣管束、蒸汽过热器、对流管束和省煤器且采用悬挂方式与钢架的横梁连接。本实用新型采用单一上锅筒结构型式，彻底解决了锅炉积灰的问题；受热面全部采用上下集箱的管排结构和吊挂布置方式，通过集中的下降管和导汽管道与锅筒连接，避免了在锅筒上开密集管孔，可满足中高压锅炉的设计需要，也使得锅炉受热面的布置更加自由方便；在结构上完全克服了现有技术的缺点，使余热锅炉的应用领域更加广泛。

Description

隧道式余热锅炉

技术领域

在现代工业生产中，能源综合利用始终是一项艰巨的任务。各工业领域生产工艺中所产生的高温烟气、废渣以及热值很低的废气往往没进行任何处理就排入大气或堆积起来，造成了极大的环境污染和巨大的能源浪费。本实用新型就是一种利用生产工艺中产生的废气的显热和潜热来产生蒸汽的余热锅炉。它可以代替常规的燃煤、燃油、燃气锅炉。生产出来的蒸汽可直接应用于各种生产工艺中，也可在提高压力等级后用于发电。

背景技术

余热锅炉结构型式包括管壳式、烟道式等。烟道式又分为水管式、烟管式、热管式等。水管式还可分成卧式和立式。本实用新型隧道式余热锅炉属于水管式余热锅炉。

现有技术卧式双锅筒余热锅炉由上下锅筒及对流管束组成，烟气一次通过管束进行热交换，它在烟气洁净、低压小吨位的余热回收方面应用广泛。但是，当烟气含尘量较大时，下锅筒极易积灰，造成系统正压并失去换热功能，再由于锅筒上需开密集管孔，受孔桥减弱系数的限制，使得锅筒随着蒸发量的增大直径越来越大，而且长度也越来越长，锅筒壁厚在满足GB9222-89强度标准要求的条件下越来越厚，使锅炉的设计制造非常困难。

立式双锅筒锅炉是将上下锅筒间距拉大，较大烟气量在对流管束间折流通过，这种形式虽较卧式结构有一定自清灰作用，但在底部由于下锅筒密集管束的存在，使得积灰可能性仍然较大且清除困难，严重威胁和阻碍着锅炉的安全经济运行，随着锅炉容量的增加，这一现象会变得更加突出；而且同样受锅筒上密集管孔孔桥减弱系数的限制，既难以满足中高压锅炉设计的强度条件，也限制了锅炉受热面的布置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能克服以上缺陷，具有不易积灰，适应性强，设计合理，可满足中高压锅炉的设计需要的隧道式余热锅炉。

本实用新型的目的是这样实现的：一种隧道式余热锅炉，包括落灰斗和建在其上的保温隧道，其特征在于：在落灰斗上连接有钢架，钢架顶部安装有锅筒；在保温隧道内沿烟气流动方向依次设置有凝渣管束、蒸汽过热器、对流管束和省煤器，它们均采用悬挂方式与钢架的横梁连接；在凝渣管束和对流管束底部两侧设置有连通一体的汇集集箱，由下降管将汇集集箱与锅筒连通，凝渣管束和对流管束上部通过导汽管连通锅筒；省煤器采用逆流布置方式，进口设置在末端，前端通过输水管连通锅筒；蒸汽过热器通过导汽管与锅筒上部连通，在其前端设置有成品蒸汽出口。

本实用新型的目的还可以下述方式实现：凝渣管束、对流管束均由多片换热管束单元组成，每片换热管束单元的结构为：在管状的上集箱和下集箱之间连接至少一排对流管，形成一个对流换热片；上集箱上安装有耳板，耳板通过吊钩悬挂在钢架的横梁上；上集箱通过导汽管与锅筒连通；下集箱与汇集集箱连通。

蒸汽过热器采用立式蛇形管结构，可分多级布置，各级之间由减温器联接。

省煤器由多片换热管束单元组成；每片换热管束单元的结构为：在管状的上集箱和下集箱之间连接至少一排对流管，形成一个对流换热片；片与片之间通过两侧的连通管将各片串连起来。

锅筒为沿保温隧道方向的纵置式，锅筒内安装有汽水分离装置、加药装置和排污装置。

在汇集集箱下设置有排污管。

落灰斗的结构为：混凝土基柱支撑灰斗，灰斗底部设置有清灰口，灰斗底面装有钢板衬底并在其上连接有落灰管；灰斗由内向外依次为耐火混凝土层、保温混凝土层和普通混凝土层。

保温隧道由内向外依次为耐火层、保温层、红砖层和外包板。

在省煤器之后保温隧道外还设置有空气预热器。

空气预热器的结构为：在外壳内设置多根管道作为预热空气通道，壳内各管道之间空隙作为烟气通道；沿高度方向可分隔为多个预热空气通道以生成不同温度参数的预热空气。

本实用新型具有如下优点：首先，采用单一上锅筒结构型式，彻底解决了锅炉积灰的问题；其次，凝渣管束、对流管束和省煤器全部采用上下集箱的管排结构，只通过集中的下降管和导汽管道与锅筒连接，避免了在锅筒上开密集管孔，使锅筒不受密集管孔的影响，可满足中高压锅炉的设计需要；第三，锅炉受热面全部采取吊挂布置方式，也使得锅炉受热面的布置更加自由方便，锅炉设计制造更加随意自如，运行条件也得到改善。本实用新型对烟气含尘量没有严格要求，设计时可根据烟气含尘量的大小，调整管子节距，选择适当的烟气流速，以达到最佳换热效果和运行效益。本实用新型在结构上完全克服了现有技术的缺点，使余热锅炉的应用领域更加广泛。

附图说明

图1为本实用新型隧道式余热锅炉结构示意图

图2为图1的俯视图

图3为图2沿A-O-O-A阶梯剖面左向视图

具体实施方式

本实用新型主要包括以下部件：

落灰斗1；结构上可分为基柱1-1，灰斗1-2，清灰口1-3，落灰管1-4，钢板衬底1-5；保温隧道2；钢架3；锅筒4；凝渣管束5；排污管6；汇集集箱7；导汽管8；下降管9；蒸汽过热器10；对流管束11；省煤器12；空气预热器13及供检修维护用的平台扶梯等部件。

本实用新型的整体结构为，包括落灰斗1和建在其上的保温隧道2，其特征在于：在落灰斗1上连接有钢架3，钢架3顶部安装有锅筒4；在保温隧道2内沿烟气流动方向依次设置有凝渣管束5、蒸汽过热器10、对流管束11和省煤器12，它们均采用悬挂方式与钢架3的横梁连接；在凝渣管束5和对流管束11底部两侧设置有连通一体的汇集集箱7，由下降管9将汇集集箱7与锅筒4连通，凝渣管束5和对流管束11上部通过导汽管8连通锅筒4；省煤器12采用逆流布置方式，进口设置在末端，前端通过输水管连通锅筒4；蒸汽过热器10通过导汽管与锅筒4上部连通，在其前端设置有成品蒸汽出口。

一、凝渣管束

由于进入余热锅炉的余热烟气温度较高，若直接按常规烟气流速布置受热面的管子间距，势必会导致管子上严重结渣，为此，在余热锅炉的进口布置了横向管间距较大的凝渣管束5，可有效的防止受热面管子的结渣问题。再者，由于余热锅炉烟气量和烟气温度很不稳定，造成锅炉蒸发量也不稳定，这种工况对蒸汽过热器10运行极为不利，凝渣管束5的设置对蒸汽过热器10起到了良好的保护作用。

凝渣管束5采用上下集箱横置式结构，由多片换热管束单元组成，每片换热管束单元的结构为：在管状的上集箱和下集箱之间连接至少一排对流管，形成一个对流换热片；上集箱上安装有耳板，耳板通过吊钩悬挂在钢架3的横梁上；上集箱通过导汽管8与锅筒4连通；下集箱与汇集集箱7连通再通过下降管连通锅筒4，工质在其中形成可靠的自然循环回路。管子横向间距及纵向排数可灵活设计，以适应在不同含尘量的烟气工艺条件下使用。

二、蒸汽过热器

继凝渣管束5之后，布置立式对流式蒸汽过热器10。为实现过热蒸汽温度的有效调节，并防止因蒸汽超温而损坏受热面，将蒸汽过热器10设计成两级或多级布置，各级之间用减温器联接。

三、锅筒

锅筒4采用纵置式，其长度和支撑均不受限制，可以满足不同容量锅炉的设计需要。它与各组受热面的衔接均通过集中的连接管道，避免了密集的管束联接方式。为使蒸汽品质符合要求，安装有波形板分离器、旋风分离器等汽水分离装置以及处理水质的加药装置、排污装置等内部部件。

四、对流管束

在蒸汽过热器10的后面设置对流管束11。该部分为主要蒸发受热面，布置在锅筒4的下方，其结构同凝渣管束，也采用上下集箱横置式，分成若干片，与锅筒4的连接方式同凝渣管束5。可根据余热烟气含尘量大小、所需对流换热强度的高低，选择经济合理的烟气流速，设计满意的管子间距。

五、省煤器

省煤器12设在对流管束11的后面，总体采用钢管式、逆流布置方式。受热面也分为若干片，单片结构同对流管束11，仍设计成上下集箱横置式结构，两侧用连通管将各片受热面联接起来，出口通过省煤器输水管与锅筒4相连。可按需要设计为沸腾式或非沸腾式。

凝渣管束5、对流管束11和省煤器12，由于都分成了若干片，各片之间相对独立，可分片组装出厂，减少了现场安装的工作量，缩短了安装工期；并且在锅炉运行过程中，若出现局部泄漏损坏等现象，可以将该片拆下进行局部维修处理，不需对锅炉进行整体拆除破坏。

六、空气预热器

空气预热器13布置在锅炉的尾部，管式结构型式。在外壳内设置多根管道作为预热空气通道，壳内各管道之间空隙作为烟气通道；空气走管内，烟气在管外横向冲刷。可以根据余热回收的总体要求，将空气预热器13沿高度方向分为若干级，以得到不同温度参数的空气，来满足各工段的需要。

七、落灰斗

落灰斗1的结构为：混凝土基柱1-1支撑灰斗1-2，灰斗1-2底部设置有清灰口1-3，灰斗1-2底面装有钢板衬底1-5并在其上连接有落灰管1-4；灰斗1-2由内向外依次为耐火混凝土层、保温混凝土层和普通混凝土层。沿烟气流动方向，落灰斗设计成通长的形状，根据灰量的多少设置数量适宜的清灰口，必要时可加装吹灰装置，清灰比较方便。

八、保温隧道

保温隧道2由内向外依次为耐火层、保温层、红砖层和外包板。保温隧道顶面各受热面吊钩杆孔采用耐火石棉绳密封。

九、钢架

钢架3是整个锅炉与落灰斗及基础部分的连接部件。它由若干根立柱和横梁组成一个框架以承载锅筒和整个受热面。受热面的支撑，均采用吊挂结构型式。钢架3的立柱通过落灰斗上的予埋板焊接固定在其上。

此外，在锅炉外两侧搭建扶梯和多层检修平台，以供平时操作监视和维护检修使用。

隧道式余热锅炉的运行：水从省煤器进口加入，沿省煤器逆向通过烟气预热后进入锅筒，然后由下降管进入汇集集箱再分别进入对流管束和凝渣管束的各个下集箱，向上经各个对流管蒸发，由上集箱，导汽管进入锅筒内；在锅筒内经汽水分离处理后由导汽管进入蒸汽过热器进一步处理成可满足各个工艺要求的成品蒸汽向外输出。空气预热器的作用是进一步回收余热，为各个工段提供一定温度的空气以供使用。

Claims (10)

1.一种隧道式余热锅炉，包括落灰斗(1)和建在其上的保温隧道(2)，其特征在于：在落灰斗(1)上连接有钢架(3)，钢架(3)顶部安装有锅筒(4)；在保温隧道(2)内沿烟气流动方向依次设置有凝渣管束(5)、蒸汽过热器(10)、对流管束(11)和省煤器(12)，它们均采用悬挂方式与钢架(3)的横梁连接；在凝渣管束(5)和对流管束(11)底部两侧设置有连通一体的汇集集箱(7)，由下降管(9)将汇集集箱(7)与锅筒(4)连通，凝渣管束(5)和对流管束(11)上部通过导汽管(8)连通锅筒(4)；省煤器(12)采用逆流布置方式，进口设置在末端，前端通过输水管连通锅筒(4)；蒸汽过热器(10)通过导汽管与锅筒(4)上部连通，在其前端设置有成品蒸汽出口。

2、根据权利要求1所述的隧道式余热锅炉，其特征在于：凝渣管束(5)、对流管束(11)均由多片换热管束单元组成，每片换热管束单元的结构为：在管状的上集箱和下集箱之间连接至少一排对流管，形成一个对流换热片；上集箱上安装有耳板，耳板通过吊钩悬挂在钢架(3)的横梁上；上集箱通过导汽管(8)与锅筒(4)连通；下集箱与汇集集箱(7)连通。

3、根据权利要求1所述的隧道式余热锅炉，其特征在于：蒸汽过热器(10)采用立式蛇形管结构，可分多级布置，各级之间由减温器联接。

4、根据权利要求1所述的隧道式余热锅炉，其特征在于：省煤器(12)由多片换热管束单元组成；每片换热管束单元的结构为：在管状的上集箱和下集箱之间连接至少一排对流管，形成一个对流换热片；片与片之间通过两侧的连通管将各片串连起来。

5、根据权利要求1所述的隧道式余热锅炉，其特征在于：锅筒(4)为沿保温隧道方向的纵置式，锅筒(4)内安装有汽水分离装置、加药装置和排污装置。

6、根据权利要求1所述的隧道式余热锅炉，其特征在于：在汇集集箱(7)下设置有排污管(6)。

7、根据权利要求1所述的隧道式余热锅炉，其特征在于：落灰斗(1)的结构为：混凝土基柱(1-1)支撑灰斗(1-2)，灰斗(1-2)底部设置有清灰口(1-3)，灰斗(1-2)底面装有钢板衬底(1-5)并在其上连接有落灰管(1-4)；灰斗(1-2)由内向外依次为耐火混凝土层、保温混凝土层和普通混凝土层。

8、根据权利要求1所述的隧道式余热锅炉，其特征在于：保温隧道(2)由内向外依次为耐火层、保温层、红砖层和外包板。

9、根据权利要求1至8之一所述的隧道式余热锅炉，其特征在于：在省煤器(12)之后保温隧道(2)外还设置有空气预热器(13)。

10、根据权利要求9所述的隧道式余热锅炉，其特征在于：空气预热器(13)的结构为：在外壳内设置多根管道作为预热空气通道，壳内各管道之间空隙作为烟气通道；沿高度方向可分隔为多个预热空气通道以生成不同温度参数的预热空气。