[发明专利]一种立式烟管余热锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热锅炉，尤其是水泥窑窑尾余热回收锅炉。

背景技术

在现有水泥窑窑尾余热利用系统中，多采用水管式余热锅炉。由于水泥窑窑尾废气温度较低，当受热面采用光管设计时，钢耗量大；为降低受热面钢材耗量，增加受热面积，近期锅炉设计中多采用扩展受热面结构，如螺旋翅片或H型翅片管结构。由于窑尾烟气中含尘量大，随之而来的问题是受热面积灰，致使该种类型锅炉在实际运行中效率低下，排烟温度高，在积灰严重时甚至将锅炉堵塞，致使锅炉停运。

水泥窑窑尾烟气所含灰尘中，由于原料的原因，一般都富含有碱金属及硫、氯化物。锅炉受热面积灰后，除降低锅炉热效率外，还会造成受热面的腐蚀，为保证受热面清洁，在设计中多采用蒸汽、脉冲和振打清灰方式，在采用这些清灰方式的同时，不但增加了能源消耗，还会对设备造成损害，如采用振打清灰时管端裂纹，蒸汽吹灰时受热面爆管等。特别是采用脉冲吹灰和蒸汽吹灰时，加剧了烟气中腐蚀性成分与水蒸气的结合，提高了烟气露点，使锅炉受热面在较高温度下就开始腐蚀，同时还可能使灰尘积聚，加之水蒸气的作用，导致清灰更加难以清除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传热效率高、可自清积灰的立式烟管余热锅炉。

本发明主要包括有：烟气入口烟箱、锅筒、烟气出口烟箱及钢架。其中，锅筒为一竖直的筒体，其上下两端开口设有管板，若干竖直的烟管两端分别固定在上下管板对应的通孔上构成烟管束。上述烟管可以是光管，但最好是可增大换热面积的螺纹管或波节管，也可在烟管内设扰流子。在上述锅筒上端设有烟气入口烟箱，在锅筒下端设有烟气出口烟箱，三者连在一起。上述锅筒壁下部设有与其腔内连通的通孔即给水孔，上管板上部设有与锅筒腔内连通的通孔即蒸汽出口，其上设有连管，该穿过烟气入口烟箱的连管可与蒸汽管路相连。在锅筒侧壁上设有上下两个水位计安装孔，其上设有一个水位计。由于锅筒比较长，最好锅筒中部设有膨胀节。最好在下管板上设有与锅筒腔内连通的通孔即排污孔，其上设有排污管，该穿过烟气出口烟箱的排污管出口位于烟气出口烟箱外。在锅筒上部还设有与锅筒腔内连通的表面排污孔。另在锅筒外壁上设有支座，通过该支座可将锅筒固定在钢架上。该钢架为与锅筒对应并固定在地基上的框架，为了方便操作和检修，钢架上还设有平台扶梯。

本发明工作过程简述如下:给水经锅筒下部给水口进入锅筒腔内后经烟管壁换热面加热后产生蒸汽，经顶部管板处的蒸汽出口排出供用户使用。烟气自上部烟气入口烟箱进入，通过上管板分别进入烟管中，经过烟管壁换热面换热降温后再经由下管板，在烟气出口烟箱汇合，经烟风管路排出。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、采用烟火管结构，保持合理的烟气流速，依靠烟管自清灰的能力在不增加清灰装置的情况下确保锅炉高效传热；

2、本发明装置的传热系数可以达到50~60W/m²·℃，而现有水管锅炉的传热系数只能达到30~40 W/m²·℃，同等条件下，相同的传热面积，本发明装置的传热量是现有锅炉的1.33~1.4倍。

3、采用纵置式布置，烟气呈I字形自上而下流动，可使烟气中所携带的灰尘自然沉降，不会产生二次携带；

4、锅炉水循环系统采用直流布置方式，在锅筒顶部设置汽相空间，给水经受热面加热后产生微过热蒸汽，可保证在不加装汽水分离装置的情况下蒸汽含水率控制在3%-5%的范围以内；

5、鉴于水泥窑窑尾烟气温度介于350℃-400℃的特点，由于烟气温度较低，在承压元件的材质选择上无需做特殊考虑，在烟气入口端采用先胀后焊的连接方式，确保该管板不裂纹。

附图说明

图1为本发明主视示意简图。

图2为本发明锅筒主视局剖示意简图。

附图中标号说明  

1—烟气入口烟箱  2—锅筒  3—烟气出口烟箱  4—支座  5—钢架   6—上管板  7—烟管  8—筒体  9—下管板 10—膨胀节  11—给水入口管   12—水位计接口短管 13—表面排污管   14—蒸汽出口管  15—排污管 16—平台扶梯 17—水位计。

具体实施方式

在图1和图2所示的立式烟管余热锅炉的示意图中，锅筒2为一竖直的筒体，其上端开口设有上管板6，其下端开口设有下管板9，若干竖直的烟管7两端分别固定在上管板6和下管板7对应的通孔上构成烟管管束。在上述锅筒2上端设有烟气入口烟箱1，在锅筒2下端设有烟气出口烟箱3，三者连在一起。上述锅筒2外壁下部设有与其腔内连通的给水入口管11，上管板6上部设有与锅筒2腔内连通的蒸汽出口管14，该穿过烟气入口烟箱1的蒸汽出口管14可与蒸汽管路相连。在锅筒2外侧壁上设有上下两个水位计安装短管12，其上设有一个水位计17。锅筒2中部设有膨胀节10。在下管板9上设有与锅筒2腔内连通的排污管15，该穿过烟气出口烟箱的排污管15出口位于烟气出口烟箱3外。在锅筒2上部还设有与锅筒2腔内连通的表面排污管13。另在锅筒2外壁上设有支座4，通过该支座4可将锅筒2固定在钢架5上。该钢架5为与锅筒对应并固定在地基上的框架，钢架5上还设有平台扶梯16。