具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐的製作方法

2023-05-30 07:25:06 3

專利名稱：具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種輻射式廢熱鍋爐。
背景技術：
廢熱鍋爐是能源化工行業重要的顯熱回收設備，尤其是整體煤氣化聯合循環和煤化工過 程中，煤氣化後的產物，即粗合成氣為還原性氣氛的高溫、高壓燃氣，其壓力往往高於lMPa ，溫度高於100(TC，有效回收粗合成氣的這部分物理顯熱可大大提高系統熱效率或發電效率 ，有利於全系統的節能減排。傳統的全顯熱回收廢熱鍋爐一般包括輻射式廢熱鍋爐和對流式 廢熱鍋爐兩部分，輻射式廢熱鍋爐與氣化爐直接連接，即布置在粗合成氣顯熱回收的高溫段 ，對流式廢熱鍋爐布置在輻射式廢熱鍋爐的後部，即布置在粗合成氣顯熱回收的低溫段。但 由於輻射式廢熱鍋爐與氣化爐直接連接，煤氣化後的粗合成氣夾帶灰渣一起進入上述兩段廢 熱鍋爐，灰渣的沉積、結焦和磨損影響了受熱面安全正常的工作，尤其是布置了密集管束的 對流式廢熱鍋爐的安全工作，因此高效的灰渣分離裝置對廢熱鍋爐的安全運行有著重要的意 義。輻射式廢熱鍋爐一般採用單層或雙層水冷壁結構，其內層由圓形或正多邊形水冷壁構成 較大的流通空間，灰渣依靠重力沉降與燃氣夾帶，通過該空間落入排渣裝置，該除灰結構簡 單，但分離灰渣效率較低，尤其是小粒徑飛灰得不到分離，很容易造成後續對流廢熱鍋爐受 熱面的汙染和磨損。

發明內容
本發明的目的是為了解決傳統的輻射式廢熱鍋爐灰渣分離依靠重力沉降與粗合成氣夾帶 ，分離飛灰效率較低，小粒徑飛灰得不到分離，造成後續對流廢熱鍋爐受熱面的汙染和磨損 的問題，提供一種具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐。
本發明包括一級徑向分離環、鍋爐本體、外層水冷壁和內層水冷壁，外層水冷壁設置在 鍋爐本體中，內層水冷壁設置在外層水冷壁中，所述一級徑向分離環由三個一級連接板、一 級圓臺環和一級內環組成， 一級圓臺環為錐環，且一級圓臺環上端的孔徑大於一級圓臺環下 端的孔徑，三個一級連接板均布在一級圓臺環的上端外側壁上，且一級圓臺環與三個一級連 接板製成一體， 一級內環上端的孔徑大於一級內環下端的孔徑，且一級內環的錐度與一級圓 臺環的錐度相同， 一級內環設置在一級圓臺環中， 一級徑向分離環設置在內層水冷壁中且位 於下部，每個一級連接板的外側端面與內層水冷壁的內壁固接。本發明具有以下有益效果 一、本發明通過一級徑向分離環l上的一級圓臺環l-2傾斜的 內壁與沿內層水冷壁6軸向下落的飛灰碰撞，改變飛灰運動方向，使不同粒徑的飛灰均向一 級圓臺環l-2中心匯集，從而達到提高飛灰分離效率的目的，不僅保證了大粒徑灰渣的分離 ，同時也使得小粒徑飛灰得到分離，從而使後續受熱面不被汙染和磨損。二、廢熱鍋爐內的 燃氣在9m/s的氣速夾帶下，使用一級徑向分離環1可將5 10價粒徑的飛灰分離效率提高5倍 ，10 20價粒徑的飛灰分離效率提高10倍，同時由於分離環長期同飛灰碰撞，因此壁面不產 生積灰。


圖l是本發明具有徑向分離環的廢熱鍋爐的整體結構主剖視圖，圖2是一級徑向分離環1 的主剖視圖，圖3是圖2的俯視圖，圖4是二級徑向分離環2的主剖視圖，圖5是圖4的俯視圖， 圖6是三級徑向分離環3的主剖視圖，圖7是圖6的俯視圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一結合圖1 圖3說明本實施方式，本實施方式包括一級徑向分離環l、 鍋爐本體4、外層水冷壁5和內層水冷壁6，外層水冷壁5設置在鍋爐本體4中，內層水冷壁6設 置在外層水冷壁5中， 一級徑向分離環l由三個一級連接板l-l、 一級圓臺環l-2和一級內環 l-3組成， 一級圓臺環l-2為錐環，且一級圓臺環l-2上端的孔徑大於一級圓臺環l-2下端的孔 徑，三個一級連接板l-l均布在一級圓臺環l-2的上端外側壁上，且一級圓臺環l-2與三個一 級連接板l-l製成一體， 一級內環l-3上端的孔徑大於一級內環l-3下端的孔徑，且一級內環 l-3的錐度與一級圓臺環l-2的錐度相同， 一級內環l-3設置在一級圓臺環l-2中， 一級徑向分 離環1設置在內層水冷壁6中且位於下部，每個一級連接板l-1的外側端面與內層水冷壁6的內 壁固接。由於內層水冷壁6內腔的下部粗合成氣溫度低於75(TC，因此，將一級徑向分離環l 設置在內層水冷壁6內腔下部進行飛灰分離，可以有效避免廢熱鍋爐內的鉀、鈉鹽的析出。
具體實施方式
二結合圖2說明本實施方式，本實施方式的一級徑向分離環l上的一級圓 臺環l-2的內壁面與水平方向的夾角a為45 60。。這樣設計為使一級圓臺環l-2和一級內環 1-3的側壁具有傾斜度，傾斜的一級內環l-3的內壁面使得飛灰向廢鍋爐中心區域匯集，壁面 不易產生積灰。其它組成及連接關係與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結合圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式的一級徑向分離環l上的 一級內環l-3的材質為陶瓷。陶瓷具有耐高溫、防腐蝕的性能。其它組成及連接關係與具體 實施方式一或二相同。
具體實施方式
四結合圖l、圖4和圖5說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一不同的是它還增加有二級徑向分離環2， 二級徑向分離環2由三個二級連接板2-l、 二級圓臺 環2-2和二級內環2-3組成，二級圓臺環2-2為錐環，且二級圓臺環2-2上端的孔徑大於二級圓 臺環2-2下端的孔徑，三個二級連接板2-l均布在二級圓臺環2-2的上端外側壁上，且二級圓 臺環2-2與三個二級連接板2-l製成一體，二級內環2-3上端的孔徑大於一級內環l-3下端的孔 徑，且二級內環2-3的錐度與二級圓臺環2-2的錐度相同，二級內環2-3設置在二級圓臺環2-2 中，二級徑向分離環2設置在內層水冷壁6中且位於一級徑向分離環1的上方，每個二級連接 板2-1的外側端面與內層水冷壁6的內壁固接，二級徑向分離環2的下端面與一級徑向分離環1 的上端面之間的間距為5 50mm。這樣設計以保證沿輻射式廢熱鍋爐內層水冷壁6內腔軸向下 落的飛灰先與二級徑向分離環2上的二級內環2-3的內壁碰撞後再與一級徑向分離環l上的一 級內環l-3的內壁碰撞，使飛灰經二次碰撞後得到更好的分離。同時二級徑向分離環2與一級 徑向分離環l之間保持5 50mm的間距，以便使燃氣在二級徑向分離環2與一級徑向分離環1之 間擾動增加，保證一級徑向分離環l頂部不積灰。其它組成及連接關係與具體實施方式
三相 同。
具體實施方式
五結合圖l、圖2和圖4說明本實施方式，本實施方式的所述二級徑向分 離環2上的二級圓臺環2-2的內壁面與水平方向的夾角e為45 60。 ， 二級圓臺環2-2下端的 孔徑大於一級圓臺環l-2上端的孔徑。傾斜的二級內環2-3的內壁面使得飛灰向廢鍋爐中心區 域匯集，壁面不易產生積灰；二級圓臺環2-2下端的孔徑大於一級圓臺環l-2上端的孔徑，使 得上、下圓臺環的內徑從上到下逐漸縮小，使得飛灰容易向輻射式廢熱鍋爐中心匯集。其它 組成及連接關係與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六結合圖4和圖5說明本實施方式，本實施方式的二級徑向分離環2上的 二級內環2-3的材質為陶瓷。陶瓷具有耐高溫、防腐蝕的性能。其它組成及連接關係與具體 實施方式五相同。
具體實施方式
七結合圖l、圖6和圖7說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
三 不同的是它還增加有三級徑向分離環3，三級徑向分離環3由三個三級連接板3-l、三級圓臺 環3-2和三級內環3-3組成，三級圓臺環3-2為錐環，且三級圓臺環3-2上端的孔徑大於三級圓 臺環3-2下端的孔徑，三個三級連接板3-l均布在三級圓臺環3-2的上端外側壁上，且三級圓 臺環3-2與三個三級連接板3-1製成一體，三級內環3-3上端的孔徑大於三級內環3-3下端的孔 徑，且三級內環l-3的錐度與三級圓臺環3-2的錐度相同，三級內環l-3設置在三級圓臺環3-2 中，三級徑向分離環3設置在內層水冷壁6中且位於二級徑向分離環2的上方，每個三級連接 板3-1的外側端面與內層水冷壁6的內壁固接，三級徑向分離環3的下端面與二級徑向分離環2的上端面之間的間距為5 50mm。這樣設計以保證沿輻射式廢熱鍋爐內層水冷壁6內腔軸向下 落的飛灰先與三級徑向分離環3上的三級內環3-3傾斜的內壁碰撞後撞向二級徑向分離環2上 的二級內環2-3的內壁，然後再繼續撞向一級徑向分離環l上的一級內環l-3的內壁， 一級內 環l-3傾斜的內壁使飛灰向廢鍋爐中心區域匯集，經三次碰撞的飛灰得到更加充分的分離。 其它組成及連接關係與具體實施方式
六相同。
具體實施方式
八結合圖l、圖4和圖6說明本實施方式，本實施方式的所述三級徑向分 離環3上的三級圓臺環3-2的內壁面與水平方向的夾角y為45 60。，三級圓臺環3-2下端的 孔徑大於二級圓臺環2-2上端的孔徑。傾斜的三級內環3-3的內壁面使得飛灰向廢鍋爐中心區 域匯集，壁面不易產生積灰；三級圓臺環3-2下端的孔徑大於二級圓臺環2-2上端的孔徑，使 得上、中、下圓臺環的內徑從上到下逐漸縮小，使得飛灰更容易向輻射式廢熱鍋爐中心匯集 。其它組成及連接關係與具體實施方式
七相同。
具體實施方式
九結合圖6和圖7說明本實施方式，本實施方式的三級徑向分離環3上的 三級內環3-3的材質為陶瓷。陶瓷具有耐高溫、防腐蝕的性能。其它組成及連接關係與具體 實施方式八相同。
權利要求
1.一種具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐，所述廢熱鍋爐包括鍋爐本體(4)、外層水冷壁(5)和內層水冷壁(6)，外層水冷壁(5)設置在鍋爐本體(4)中，內層水冷壁(6)設置在外層水冷壁(5)中，其特徵在於所述廢熱鍋爐還包括一級徑向分離環(1)，所述一級徑向分離環(1)由三個一級連接板(1-1)、一級圓臺環(1-2)和一級內環(1-3)組成，一級圓臺環(1-2)為錐環，且一級圓臺環(1-2)上端的孔徑大於一級圓臺環(1-2)下端的孔徑，三個一級連接板(1-1)均布在一級圓臺環(1-2)的上端外側壁上，且一級圓臺環(1-2)與三個一級連接板(1-1)製成一體，一級內環(1-3)上端的孔徑大於一級內環(1-3)下端的孔徑，且一級內環(1-3)的錐度與一級圓臺環(1-2)的錐度相同，一級內環(1-3)設置在一級圓臺環(1-2)中，一級徑向分離環(1)設置在內層水冷壁(6)中且位於下部，每個一級連接板(1-1)的外側端面與內層水冷壁(6)的內壁固接。
2.根據權利要求l所述的具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐，其特徵 在於所述一級徑向分離環(1)上的一級圓臺環(1-2)的內壁面與水平方向的夾角(a) 為45 6CT 。
3.根據權利要求1或2所述的具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐，其 特徵在於所述一級徑向分離環(1)上的一級內環(1-3)的材質為陶瓷。
4.根據權利要求3所述的具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐，其特徵 在於所述廢熱鍋爐還包括二級徑向分離環(2)，所述二級徑向分離環(2)由三個二級連 接板(2-1) 、 二級圓臺環(2-2)和二級內環(2-3)組成，二級圓臺環(2-2)為錐環，且 二級圓臺環(2-2)上端的孔徑大於二級圓臺環(2-2)下端的孔徑，三個二級連接板(2-1 )均布在二級圓臺環(2-2)的上端外側壁上，且二級圓臺環(2-2)與三個二級連接板(2- 1)製成一體，二級內環(2-3)上端的孔徑大於一級內環(1-3)下端的孔徑，且二級內 環(2-3)的錐度與二級圓臺環(2-2)的錐度相同，二級內環(2-3)設置在二級圓臺環( 2-2)中，二級徑向分離環(2)設置在內層水冷壁(6)中且位於一級徑向分離環(1)的上方，每個二級連接板(2-1)的外側端面與內層水冷壁(6)的內壁固接，所述二級徑向分離 環(2)的下端面與所述一級徑向分離環(1)的上端面之間的間距為5 50mm。
5. 根據權利要求4所述的具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐，其特徵 在於所述二級徑向分離環(2)上的二級圓臺環(2-2)的內壁面與水平方向的夾角(e) 為45 6(T ，所述二級圓臺環(2-2)下端的孔徑大於一級圓臺環(1-2)上端的孔徑。
6. 根據權利要求5所述的具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐，其特徵 在於所述二級徑向分離環(2)上的二級內環(2-3)的材質為陶瓷。
7. 根據權利要求6所述的具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐，其特徵 在於所述廢熱鍋爐還包括三級徑向分離環(3)，所述三級徑向分離環(3)由三個三級連 接板(3-1)、三級圓臺環(3-2)和三級內環(3-3)組成，三級圓臺環(3-2)為錐環，且 三級圓臺環(3-2)上端的孔徑大於三級圓臺環(3-2)下端的孔徑，三個三級連接板(3-1 )均布在三級圓臺環(3-2)的上端外側壁上，且三級圓臺環(3-2)與三個三級連接板( 3-1)製成一體，三級內環(3-3)上端的孔徑大於三級內環(3-3)下端的孔徑，且三級內 環(1-3)的錐度與三級圓臺環(3-2)的錐度相同，三級內環(1-3)設置在三級圓臺環( 3-2)中，三級徑向分離環(3)設置在內層水冷壁(6)中且位於二級徑向分離環(2)的上 方，每個三級連接板(3-1)的外側端面與內層水冷壁(6)的內壁固接，所述三級徑向分離 環(3)的下端面與所述二級徑向分離環(2)的上端面之間的間距為5 50mm。所述三級徑 向分離環(3)的下端面與所述二級徑向分離環(2)的上端面之間的間距為5 50mm。
8. 根據權利要求7所述的具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐，其特徵 在於所述三級徑向分離環(3)上的三級圓臺環(3-2)的內壁面與水平方向的夾角(y) 為45 6(T ，所述三級圓臺環(3-2)下端的孔徑大於二級圓臺環(2-2)上端的孔徑。
9. 根據權利要求8所述的具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐，其特徵 在於所述三級徑向分離環(3)上的三級內環(3-3)的材質為陶瓷。
全文摘要
具有徑向分離環的輻射式廢熱鍋爐，它涉及一種輻射式廢熱鍋爐。本發明為解決傳統的輻射式廢熱鍋爐灰渣分離依靠重力沉降與粗合成氣夾帶，分離飛灰效率較低，小粒徑飛灰得不到分離，造成後續對流廢熱鍋爐受熱面的汙染和磨損的問題。本發明的一級徑向分離環由三個一級連接板、一級圓臺環和一級內環組成，一級圓臺環為錐環，三個一級連接板均布在一級圓臺環的上端外側壁上，且一級圓臺環與三個一級連接板製成一體，一級內環的錐度與一級圓臺環的錐度相同，一級內環設置在一級圓臺環中，一級徑向分離環設置在內層水冷壁中且位於下部，每個一級連接板的外側端面與內層水冷壁的內壁固接。本發明應用於能源化工行業廢熱鍋爐的粗合成氣的灰渣高效分離。
文檔編號C10K1/02GK101672466SQ20091030910
公開日2010年3月17日 申請日期2009年10月30日 優先權日2009年10月30日
發明者吳少華, 張夜雨, 王文杰, 王海剛, 譚建宇, 邱朋華 申請人:哈爾濱工業大學