一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐的製作方法

2023-06-27 05:08:11

一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐，它包括煙氣進口、煙氣均流室、水冷輻射換熱室、輻射蒸發屏、膜式水冷壁、對流換熱室、蒸發器、省煤器、汽包、排灰裝置等，高溫煙氣通過餘熱鍋爐的煙氣進口進入煙氣均流室，煙氣經均流後，進入水冷輻射換熱室，與膜式水冷壁及輻射蒸發屏換熱後，再進入對流換熱室，與蒸發器及省煤器換熱後，煙氣的溫度得到大幅降低，然後排出鍋爐系統，經除塵後排放；餘熱鍋爐吸收高溫煙氣的熱量，產生蒸汽供生產或發電使用。本發明的餘熱鍋爐能充分回收電弧爐、轉爐等高溫、高含塵煙氣的熱量，所回收的煙氣溫度可以大於1600℃，回收熱量能達到所排煙氣熱量的70％以上；本回收系統的設備運行穩定可靠，維修及運行費用低。
【專利說明】一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐
【技術領域】
[0001]本發明涉及回收高溫、高含塵煙氣餘熱的餘熱鍋爐，具體地說多輻射蒸發屏餘熱鍋爐能高效地回收電弧爐、轉爐等高溫、高含塵的煙氣餘熱，最大限度降低排煙溫度，高效回收煙氣的餘熱，保證除塵設備安全運行，降低除塵電耗，屬於的節能環保【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，在電弧爐煉鋼、轉爐煉鋼及封閉式礦熱爐生產過程中，所排出的高溫、高含塵煙氣的溫度很高，一般在1300°C?1800°C，煙氣中的含塵量達到30g/米3，甚至更高，必須首先冷卻後才能進行除塵。目前，通常採用以下幾種冷卻降溫方法:汽化冷卻裝置、直接混入冷風、水冷煙道、噴霧冷卻、熱管鍋爐和普通鋼管式餘熱鍋爐冷卻等。上述冷卻方式都存在諸多缺點:1、汽化冷卻裝置的阻力大、排煙溫度高、投資高，佔地面積大；2、直接混入冷風冷卻方式:其降溫後的風量增加很大，需增加排煙的風機、電機、除塵器的初投資和運行費用，並浪費了煙氣中熱量。3、水冷煙道冷卻方式:其冷卻時需大量的冷卻水，需配置冷卻水的冷卻設備及水處理裝置，不僅浪費了煙氣中的熱量，而且增加了冷卻水系統的電耗及藥劑消耗。3、噴霧冷卻:消耗冷卻水，增加煙氣中水的含量，不僅使除塵布袋容易結露，還容易造成布袋水解失效，並同樣浪費了煙氣中的熱量。4、熱管餘熱鍋爐冷卻方式:由於熱管僅能承受860°C左右煙氣溫度，因此該方式僅可以回收煙氣為850°C以下部分的熱量；熱管餘熱鍋爐的熱管壽命較短，運行費用較高；熱管餘熱鍋爐體積大，佔地大，投資高。5、帶煙氣擋屏餘熱鍋爐，專利號為200820211388X，在輻射室內安裝水冷煙氣擋屏，該煙氣掛屏由彎曲縱向排列冷卻水管組成，這種掛屏不適應1000°C以上的高溫煙氣，當使用在1000以上的高溫煙氣裡，彎管中的水容易汽化存積於彎管的頂部，造成局部過熱燒壞；另外這種擋屏是迎著煙氣，在高含塵的煙氣中極易磨損損壞。因此這種型式鍋爐不適於電弧爐煉鋼、轉爐煉鋼等這種高含塵、超高溫煙氣餘熱回收。

【發明內容】

[0003]發明目的:為了克服現有技術中存在的不足，提供一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐作為高含塵、高溫煙氣餘熱回收設備，能高效地回收高含塵、超高溫煙氣中的熱能。
[0004]技術方案:本發明的多輻射蒸發屏餘熱鍋爐，由進煙氣口、煙氣均流室、汽包、水冷福射換熱室、中間沉降室、對流換熱室、排煙氣口組成的；水冷福射換熱室安裝多片福射蒸發屏、膜式水冷壁，輻射室外安裝輻射室下降管，汽包通過輻射室下降管與膜式水冷壁、輻射蒸發屏的下端進水口相連，膜式壁、輻射蒸發屏的出水管與輻射蒸發屏的出水聯箱相連，然後出水聯箱通過管道與汽包相連；對流換熱室內安裝蒸發器、省煤器，對流室外安裝下降管，蒸發器通過聯箱、管道與汽包相連，省煤器通過管道與汽包相連；進煙氣口與餘熱鍋爐的煙氣均流室前端相連，煙氣均流室後端連接水冷輻射換熱室前端，水冷輻射換熱室前端連接餘熱鍋爐中間沉降室的一端，中間沉降室的另一端連接對流換熱室前端，對流換熱室後端與餘熱鍋爐的排煙氣口相連。[0005]本發明多輻射蒸發屏餘熱鍋爐，優選為U型結構；根據現場位置也可選擇Π或L結構鍋爐；輻射室優選為立式。
[0006]本發明輻射蒸發屏由一排平行鋼管彼此通過鋼板焊接成屏式；多片輻射蒸發屏懸掛安裝在水冷輻射換熱室內，每片輻射蒸發屏內的鋼管均處於豎直狀態；輻射蒸發屏的上端通過管道、輻射蒸發屏出水聯箱與汽包(4)相連；輻射蒸發屏的下端通過管道、輻射蒸發屏的進水聯箱與汽包相連。
[0007]本發明的多片輻射蒸發屏之間，優選屏與屏之間的距離應大於20cm，輻射蒸發屏與膜式壁之間的距離大於20cm。
[0008]本發明的的多輻射蒸發屏餘熱鍋爐的中間沉降室下部安裝排灰裝置。
[0009]本發明的蒸發器組優選為一級光管蒸發器和二級翅片管蒸發器。
[0010]本發明的蒸發器組內的光管優選安裝方式為傾斜型或豎立型。
[0011]本發明的蒸發器組內的翅片管優選安裝方式為傾斜型。
[0012]本發明的多輻射蒸發屏餘熱鍋爐優選為雙壓餘熱鍋爐，對流換熱室內安裝低壓蒸發器、低壓省煤器。
[0013]本發明的多輻射蒸發屏餘熱鍋爐煙氣流程為:1300?2200°C高溫、高含塵煙氣，通過煙道及餘熱鍋爐進煙氣口進入煙氣均流室，均流室使煙氣均勻進入水冷輻射換熱室，高溫煙氣在通過輻射蒸發屏之間，輻射蒸發屏與膜式壁之間，高溫煙氣與多輻射蒸發屏及膜式水冷壁換熱後，煙氣溫度將大幅下降，通常煙氣溫度降至600?800°C，煙氣的體積大幅度減小，煙氣流速也大幅減小，然後進入鍋爐中間沉降室，進行除塵，煙氣中部分較大顆粒灰塵沉降下來，煙氣接著進入對流換熱室，在上升過程或水平流動過程中與蒸發器組、省煤器、低壓蒸發器、低壓省煤器換熱後，煙氣溫度降至250°C以下，通過鍋爐排煙氣口排出，送除塵器除塵後，達標排放，滿足環保要求。
[0014]本發明水汽流程為:軟水補充水或汽機凝結水通過低壓省煤器加熱後，送入除氧器除氧，除氧後的水經給水泵加壓送至省煤器加熱後，然後送入汽包；汽包中的水通過多輻射蒸發屏、膜式水冷壁及蒸發器組吸收煙氣熱量，產生蒸汽，汽包中的蒸汽通過汽包上部的外供蒸汽管道向外供蒸汽，滿足生產和生活用。
[0015]本發明與現有技術相比具有以下優點:
[0016]本發明充分回收了電弧爐、轉爐、礦熱爐等高溫煙氣的熱量，具有熱效率高，餘熱回收效率達到80%以上，適用於所有煙氣溫度，並克服了熱管餘熱鍋爐灰塵堵塞難題，不僅系統簡單，運行可靠，維修費用及運行費用低，而且提高了煙氣除塵效率，降低了除塵系統電耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的多輻射蒸發屏餘熱鍋爐示意圖(實施例一)。
[0018]1、多輻射蒸發屏餘熱鍋爐2、進煙氣口 3、煙氣均流室4、汽包5、水冷輻射換熱室6、輻射蒸發屏7、膜式壁8、對流換熱室9、低壓省煤器10、排煙氣口 11、低壓蒸發器12、省煤器13、蒸發器組14、排灰裝置15、中間沉降室
[0019]圖2是本發明的多輻射蒸發屏餘熱鍋爐示意圖(實施例二)。
[0020]1、多輻射蒸發屏餘熱鍋爐2、進煙氣口 3、煙氣均流室4、汽包5、水冷輻射換熱室6、輻射蒸發屏7、膜式壁8、對流換熱室9、低壓省煤器10、排煙氣口 11、低壓蒸發器12、省煤器132、光管蒸發器131、翅片管蒸發器14、排灰裝置15、中間沉降室
[0021]圖3是輻射蒸發屏結構圖
[0022]6、輻射蒸發屏61、無縫鋼管62、鋼管之間連接鋼板【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0024]實施例一:
[0025]如圖1所示:本發明多輻射屏式餘熱鍋爐為U形結構，包括多輻射蒸發屏餘熱鍋爐
(1)的進煙氣口(2)、煙氣均流室(3)、汽包(4)、水冷輻射換熱室(5)、中間沉降室(15)、對流換熱室(8)、排煙氣口(10);水冷輻射換熱室(5)安裝8片輻射蒸發屏(6)，水冷輻射室換熱室的四周安裝膜式水冷壁(7)，輻射室外安裝汽包下降管、膜式水冷壁進水聯箱，輻射蒸發屏的進水聯箱，安裝管道將汽包下降管與膜水冷壁進水聯箱、膜式水冷壁相串連，安裝管道將汽包下降管與輻射水冷屏的進水聯箱、輻射水冷屏相串連，安裝汽包上升管道與膜式壁出水聯箱，安裝管道將膜式壁的出水口與膜式壁出水聯箱、汽包上升管相串連，安裝汽包上升管道與輻射蒸發屏的出水聯箱，安裝管道將輻射蒸發屏的出水口與輻射蒸發屏的出水聯箱、汽包上升管相串連；在對流換熱室(8)安裝一組光管蒸發器(13)、省煤器(12)，光管蒸發器的光管水平傾角為30度；進煙氣口(2)安裝在多輻射蒸發屏餘熱鍋爐(I)的上部，進煙氣口(2)的中心距均流室的下部距離為2米，煙氣均流室高度為1.5米，水冷輻射換熱室的高度為15米，中間 沉降室的矩形部位高度為1.5米，水冷輻射室的中點距對流換熱室的中點距離為8.5米，對流換熱室的高度為15米，長度為8米，對流換熱室下部安裝兩組錐形沉降室，錐頂角度為60度；餘熱鍋爐的排煙氣口在對流室的上部。
[0026]在輻射蒸發屏(6)由一排Φ 60 X 4的無縫鋼管(20號鍋爐鋼)，彼此通過鋼板焊接成屏式(見圖3)。
[0027]在對流換熱室(8)安裝連接光管蒸發器(13)、汽包(4)的上升管和汽包(4)下降管的管道；安裝連接省煤器(12)、汽包(4)及給水泵的管道。
[0028]在對流換熱室(8)安裝低壓省煤器(9)，低壓蒸發器(11)，安裝連接低壓省煤器、低壓汽包、低壓給水泵的管道，安裝連接低壓蒸發器(11)、低壓汽包的上升及下降管道。
[0029]在鍋爐中間沉降室(15)下部按裝排灰裝置(14)。
[0030]本發明的餘熱鍋爐的煙氣流程為:高溫、高含塵的煙氣，通過餘熱鍋爐的進煙氣口
(2)，進入多輻射蒸發屏餘熱鍋爐(I)的均流室(3)，均流室(9)使煙氣均勻進入水冷輻射換熱室(5)，高溫煙氣與多片輻射蒸發發屏(6)及膜式水冷壁(7)換熱後，煙氣溫度大幅下降，通常煙氣溫度降至600~800°C，煙氣的體積大幅度減小，煙氣流速也大幅減小，接著進入鍋爐中間沉降室(15)，進行沉降除塵，經沉降除塵後煙氣進入對流換熱室(8)，在上升過程中與蒸發器(13)、省煤器(12)、低壓蒸發器(11)、低壓省煤器(9)換熱後，通過餘熱鍋爐排煙氣口(10)排出，此時煙氣的溫度小於200°C，送除塵器除塵後，達標排空，滿足環保要求。
[0031]本發明水汽流程為:低壓泵將軟水或除鹽水的水加壓後送入低壓省煤器(9)加熱後，送入低壓汽包的除氧頭進行除氧，除氧後的水通過流入低壓汽包，低壓蒸發器通過其上升管和下降管與低壓汽包形成汽水自然循環系統；低壓汽包的水通過管道及鍋爐給水泵加壓送至省煤器(12)加熱後，再送入汽包(4);多片輻射水冷屏(6)、膜式水冷壁(7)及蒸發器(13)通過汽包的上升管及下降管形成汽水自然循環系統，多片輻射水冷屏(6)、膜式水冷壁(7)及蒸發器(13)吸收煙氣熱量，並在汽包⑷產生蒸汽，汽包⑷中的蒸汽通過汽包上部的外供蒸汽管道送給用戶，滿足生產和生活使用。
[0032]實施施二:
[0033]如圖2所示:本發明多輻射屏式餘熱鍋爐為U形結構，包括多輻射蒸發屏餘熱鍋爐
(1)的進煙氣口(2)、煙氣均流室(3)、汽包(4)、水冷輻射換熱室(5)、中間沉降室(15)、對流換熱室(8)、排煙氣口(10);水冷輻射換熱室(5)安裝6片輻射蒸發屏(6)，水冷輻射室換熱室的四周安裝膜式水冷壁(7)，輻射室外安裝汽包下降管、膜式水冷壁進水聯箱，輻射蒸發屏的進水聯箱，安裝管道將汽包下降管與膜水冷壁進水聯箱、膜式水冷壁相串連，安裝管道將汽包下降管與輻射水冷屏的進水聯箱、輻射水冷屏相串連，安裝汽包上升管道與膜式壁出水聯箱，安裝管道將膜式壁的出水口與膜式壁出水聯箱、汽包上升管相串連，安裝汽包上升管道與輻射蒸發屏的出水聯箱，安裝管道將輻射蒸發屏的出水口與輻射蒸發屏的出水聯箱、汽包上升管相串連；在對流換熱室(8)安裝一組翅片管蒸發器(131)和一組光管蒸發器(132)、省煤器(12)，光管蒸發器的光管水平傾角為30度，翅片管蒸發器的翅片管水平傾角為30度；進煙氣口(2)安裝在多輻射蒸發屏餘熱鍋爐(I)的上部，進煙氣口(2)的中心距均流室的下部距離為2米，煙氣均流室高度為1.5米，水冷輻射換熱室的高度為15米，中間沉降室的矩形部位高度為1.5米，水冷輻射室的中點距對流換熱室的中點距離為8.5米，對流換熱室的高度為15米，長度為8米，對流換熱室下部安裝兩組錐形沉降室，錐頂角度為60度；餘熱鍋爐的排煙氣口在對流室的上部。 [0034]在輻射蒸發屏(6)由一排Dg60的無縫鋼管(20號鍋爐鋼)，彼此通過鋼板焊接成屏式(見圖3)。
[0035]在對流換熱室(8)安裝連接光管蒸發器(132)、汽包(4)的上升管和汽包(4)下降管的管道；安裝連接翅片蒸發器(131)、汽包(4)的上升管和汽包(4)下降管的管道；安裝連接省煤器(12)、汽包(4)及給水泵的管道。
[0036]在對流換熱室(8)安裝低壓省煤器(9)，低壓蒸發器(11)，安裝連接低壓省煤器、低壓汽包、低壓給水泵的管道，安裝連接低壓蒸發器(11)、低壓汽包的上升及下降管道。
[0037]在鍋爐中間沉降室(15)下部按裝排灰裝置(14)。
[0038]本發明的餘熱鍋爐的煙氣流程為:高溫、高含塵的煙氣，通過餘熱鍋爐的進煙氣口
(2)，進入多輻射蒸發屏餘熱鍋爐(I)的均流室(3)，均流室(9)使煙氣均勻進入水冷輻射換熱室(5)，高溫煙氣與多片輻射蒸發發屏(6)及膜式水冷壁(7)換熱後，煙氣溫度大幅下降，通常煙氣溫度降至600~800°C，煙氣的體積大幅度減小，煙氣流速也大幅減小，接著進入鍋爐中間沉降室(15)，進行沉降除塵，經沉降除塵後煙氣進入對流換熱室(8)，在上升過程中與光管蒸發器(132)、翅片管蒸發器(131)、省煤器(12)、低壓蒸發器(11)、低壓省煤器
(9)換熱後，通過餘熱鍋爐排煙氣口(10)排出，此時煙氣的溫度小於180°C，送除塵器除塵後，達標排空，滿足環保要求。
[0039]本發明水汽流程為:低壓泵將軟水或除鹽水的水加壓後送入低壓省煤器(9)加熱後，送入低壓汽包的除氧頭進行除氧，除氧後的水通過流入低壓汽包，低壓蒸發器通過其上升管和下降管與低壓汽包形成汽水自然循環系統；低壓汽包的水通過管道及鍋爐給水泵加壓送至省煤器(12)加熱後，再送入汽包(4);多片輻射水冷屏(6)、膜式水冷壁(7)、光管蒸發器(132)、翅片管蒸汽器(131)通過汽包(4)的上升管及下降管形成汽水自然循環系統，多片輻射水冷屏出)、膜式水冷壁(7)、光管蒸發器(132)及翅片管蒸汽器(131)吸收煙氣熱量，並在汽包(4)產生蒸汽，汽包(4)中的蒸汽通過汽包上部的外供蒸汽管道送給用戶，滿足生產和生活使用。
[0040]以上所述僅是本發明的優選兩種實施方式，應當指出:對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護 範圍。
【權利要求】
1.一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐，其特徵在於:所述的多輻射蒸發屏餘熱鍋爐(I)設進煙氣口(2)、煙氣均流室(3)、汽包(4)、水冷輻射換熱室(5)、中間沉降室(15)、對流換熱室(8)、排煙氣口(10);所述的水冷輻射換熱室(5)設多片輻射蒸發屏(6)、膜式水冷壁(7)、輻射室下降管；所述的對流換熱室(8)設蒸發器組(13)、省煤器(12);所述的進煙氣口(2)連接餘熱鍋爐(I)的煙氣均流室(3)前端，煙氣均流室(3)後端連接水冷輻射換熱室(5)前端，水冷輻射換熱室(5)後端連接餘熱鍋爐中間沉降室(15)的一端，中間沉降室(15)的另一端連接對流換熱室(8)前端，對流換熱室(8)的後端與餘熱鍋爐(I)的排煙氣口(10)相連。
2.根據權利要求1所述的一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐，其特徵在於:所述的多輻射蒸發屏餘熱鍋爐(I)為一種U型或Π或L結構鍋爐；所述的輻射室為立式。
3.根據權利要求1所述的一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐，其特徵在於:所述的每片輻射蒸發屏(6)由一排平行鋼管彼此通過鋼板焊接成屏式；所述的多片輻射蒸發屏(6)懸掛安裝在水冷輻射換熱室(5)內，輻射蒸發屏(6)內的鋼管設豎直狀態；所述輻射蒸發屏(6)的上端通過管道、輻射蒸發屏的出水聯箱與汽包(4)相連；所述的輻射蒸發屏(6)的下端通過管道、輻射蒸發屏的進水聯箱與汽包(4)相連。
4.根據權利要求1所述的一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐，其特徵在於:所述的輻射蒸發屏(6)，彼此之間以及與膜式壁之間的距離大於20cm。
5.根據權利要求1所述的一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐，所述的餘熱鍋爐(I)中間沉降室(15)下部設排灰裝 置(14)。
6.根據權利要求1所述的一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐，其特徵在於:所述的蒸發器組(13)設一級光管蒸發器和二級翅片管蒸發器。
7.根據權利要求6所述的一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐，其特徵在於:所述的光管蒸發器的光管安裝方式為傾斜型或豎立型。
8.根據權利要求6所述的一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐，其特徵在於:所述的翅片管蒸發器的翅片管安裝方式為傾斜型。
9.根據權利要求1所述的一種多輻射蒸發屏餘熱鍋爐，其特徵在於:所述的多輻射蒸發屏餘熱鍋爐(I)為雙壓餘熱鍋爐，對流換熱室(8)內設低壓蒸發器(11)、低壓省煤器(9)。
【文檔編號】F27D17/00GK103982884SQ201410169297
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月25日 優先權日:2014年4月25日
【發明者】孫慕文 申請人:孫慕文