[实用新型]单受热面辐射式废热锅炉

说明书

技术领域：

本实用新型涉及应用于高温煤气化合成气的显热回收技术，特别是整体煤气化联合循环发电系统(IGCC-Intergrated Gasification Combined Cycle)气化系统的废热锅炉流程，具体为一种单受热面辐射式废热锅炉。

背景技术：

正在日益兴起的整体煤气化联合循环发电系统是迄今为止煤转换发电利用工艺中处于最前沿的技术之一。煤转换利用的洁净化、高效化、多样化目标在IGCC工艺中得到高度的统一。煤气化炉出口的粗煤气一般都具有较高的温度。在日前技术条件下，煤气的净化方法仍以低温湿法净化为主。因此，煤气在净化之前必须降温，煤气中的大量显热将被冷却介质带走损失掉。可见，煤气显热是否能充分利用，对联合循环发电的净效率将有很大影响。煤气显热利用的方法有废热锅炉流程和激冷流程。利用辐射式和对流式废热锅炉最大限度地回收合成气中的显热，以生产高压蒸汽或预热其他工艺介质(如加热去燃气轮机的合成气和回注氮气等)。这种方法可以回收相当于原料煤低位发热量中14％-18％的能量，使得热煤气效率可达到90％-95％，也将使联合循环发电的净效率提高4％-5％(绝对值)。研制应用于废热锅炉流程的辐射式废热锅炉是我国发展IGCC技术的关键。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种单受热面辐射式废热锅炉，它是应用于煤气化系统中粗煤气显热辐射式回收的设备，其热偏差和水力偏差较小。

本实用新型的技术方案是：

单受热面辐射式废热锅炉，是由与气化炉相连的法兰、承受合成气高压和高温的壳体、具有辐射换热的膜式水冷壁及位于辐射式废热锅炉底部的渣水池等元件共同构成。水冷壁沿辐射式废热锅炉的壳体内部呈单层环形布置，水冷壁的入口位于辐射式废热锅炉下部的渣水池水面上部，水冷壁入口的高压水经过水冷壁接受粗煤气的辐射热量，被加热成高压饱和水蒸汽由水冷壁出口排出，用于联合循环发电。辐射式废热锅炉底部设有收集落渣的渣水池，渣水由辐射式废热锅炉底部的出口排入下部锁斗。经过显热回收的粗煤气由出口管流向下面的流程。

单受热面辐射式废热锅炉与气化炉相连接，具有承受高温和高压的壳体，壳体承压密封结构，如：采用美国牌号SA387Cr11CL2等高压锅炉钢材料，承受压力为＞4.0MPa。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供的单受热面辐射式废热锅炉可以应用于IGCC发电系统，吸收粗煤气的显热发生高压蒸汽用于发电。另外，还可以应用于化工系统中的煤气化显热回收系统中，应用于化工生产系统中，吸收粗煤气的显热发生高压蒸汽，可以产生化工生产中应用的工艺蒸汽和辅助蒸汽。

2、本实用新型涉及的水冷壁布置的环形结构，优点是热偏差和水力偏差较小。

3、本实用新型涉及的水冷壁布置为单层有利于吹灰及维修。

附图说明：

图1为单受热面辐射式废热锅炉的结构示意图。

图2为图1中D-D剖视图。

图中，1法兰；2出口；3出口管；4壳体；5水冷壁；6入口；7渣水池；8渣水池出口。

具体实施方式：

如图1-图2所示，本实用新型单受热面辐射式废热锅炉主要是由与气化炉相连的法兰1、承受合成气高压和高温的壳体4、具有辐射换热的膜式水冷壁5及位于辐射式废热锅炉底部的渣水池7等元件共同构成。水冷壁5沿辐射式废热锅炉的壳体4内部呈单层环形布置，水冷壁5的入口6位于辐射式废热锅炉下部的渣水池7水面上部，水冷壁入口6处的高压水经过水冷壁5接受粗煤气的辐射热量，被加热成高压饱和水蒸汽由水冷壁出口2排出，用于联合循环发电。辐射废锅底部设有收集落渣的渣水池7，渣水由辐射废锅底部的渣水池出口8排入下部锁斗。经过显热回收的粗煤气由出口管3流向下面的流程。

辐射式废热锅炉位于IGCC系统的主热力系统中，为汽轮机发电系统提供发电用的高压蒸汽。

该设备达到的性能如下：

散热损失：＜0.4％

合成气入口温度：1200～1400℃

合成气出口温度：600～700℃

运行压力(管程)：＞10MPa

运行压力(壳程)：＞4.0MPa