[实用新型]一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的锅炉装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种余热发电系统的锅炉装置，特别是一种用于罐式碳素煅烧炉尾气的余热发电系统的锅炉装置。 

背景技术

目前在纯低温余热发电领域中的余热锅炉绝大多数为中低温换热器，由于换热温度不高，因而锅炉内部换热结构布置相对简单，即大多数采用上进下出、上进侧出等方式，进口烟气依次经过过热器、蒸发器、省煤器后排出，与受热工质在锅炉内部逆向对流换热，受热源温度限制，较少采用过热器以及减温装置。 

目前纯低温余热发电技术主要应用于水泥行业，其烟气成分的特点决定了余热锅炉换热面设计时在低温段无需过多考虑酸露点腐蚀对余热锅炉材质的影响。由于该领域传统余热锅炉换热温度相对较低，所产生的蒸汽热力参数也相对较低。当遇到烟气成分复杂、温度较高时，传统的余热发电系统锅炉已不能适应于发电系统。 

罐式碳素煅烧炉尾气温度在850℃-1000℃之间，进口烟气成分复杂(包括约7％的二氧化碳、约8％的氧气、约74.5％的一氧化碳及约10.5％的水，且含硫量为610mg/Nm³)，利用该尾气余热进行发电时，产生与此相匹配的蒸汽热力参数相对较高，这就要求余热锅炉换热面设计时，充分考虑到烟气温度和锅炉材质的匹配适应性，在结构布置上采取措施保证从换热效率和成本造价等方面综合考虑余热锅炉的设计，结合碳素煅烧炉尾气成分的特点，还需着重考虑酸露点腐蚀温度高、烟气积灰等问题，结合碳素煅烧炉尾气的这些特点，传统余热发电系统的锅炉已不能满足在罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统中应用的要求。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于从烟气成分和温度参数入手进行余热锅炉的结构 设计，余热锅炉换热面采用分段布置、倒U字形结构，先经过辐射冷却室换热、面式减温后再进入蒸发器、省煤器进行换热。 

废气流程采用侧进侧出，从煅烧炉尾部出来的烟气首先经锅炉装置一侧的辐射冷却室的膜式水冷壁墙辐射换热、高温过热器、面式减温器、低温过热器交换热量后进入烟气出口一侧的两段蒸发器及三段省煤器后排出炉外。两段过热器中间布置面式减温装置，保证烟气进入低温段过热器的温度不超过600℃。辐射冷却室的受热工质来自锅筒底部的饱和水，经过辐射换热吸热后的汽水混合物重新进入锅筒汽包进行汽水分离。面式减温装置的换热介质来自系统给水，经过吸收热量后，被加热的热水进入锅筒汽包进行汽水分离。 

给水温度为104℃，给水采用自然循环方式、露天立式布置。由于碳素生产线煅烧炉废气量是不断变化的，锅炉设计时对此充分考虑，给出了上限及下限值时锅炉产汽量变化，满足最大工况时的运行参数和性能。由于锅炉全部露天安装，锅炉设计时考虑了防寒、防雨等措施，汽包及过热器部位设置密封炉顶小室并配套供货，并根据当地气象资料考虑风、雪、地震等载荷 

根据烟气成分参数中SO₂含量，露点温度在190℃左右。为了尽可能提高余热回收效率并减少烟气在酸露点之下对钢材的腐蚀，省煤器采用三段布置，末段省煤器材质采用ND钢即09CrCuSb钢。采用蒸汽吹灰的方式，制造工艺中在汽包和锅炉本体上分别预留蒸汽接口，并预留出灰口。 

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的锅炉装置，包括：炉墙，其通过包围形成锅炉装置的整体框架；锅筒，其设置在锅炉装置的的上部；在锅炉装置的烟气进口一侧设置有烟气进口和辐射冷却室，辐射冷却室中设置有高温段过热器、面式减温器以及低温段过热器；蒸发器，其设置在锅炉装置烟气出口一侧的上部；省煤器，其设置在锅炉装置烟气出口一侧的下部；烟气出口，其设置在锅炉装置烟气出口一侧的底部。 

优选的是，本实用新型所述的一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的锅炉装置，所述蒸发器为两段蒸发器。 

优选的是，本实用新型所述的一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系 统的锅炉装置，所述省煤器为三段省煤器。 

优选的是，本实用新型所述的一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的锅炉装置，所述三段省煤器的末段省煤器的材质采用ND钢，即：O9CrCuSb钢。 

优选的是，本实用新型所述的一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的锅炉装置，还预留有蒸汽接口和出灰口。 

优选的是，本实用新型所述的一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的锅炉装置，所述面式减温装置设置为使得进入低温段过热器的烟气的温度不超过600℃。 

优选的是，本实用新型所述的一种用于罐式碳素煅烧炉尾气余热发电系统的锅炉装置，所述辐射冷却室和所述锅筒通过管道相连。