[发明专利]分离式翅片板蒸汽发生器

说明书

技术领域

本发明的分离式翅片板蒸汽发生器涉及一种蒸汽发生器，特别涉及一种利用烟气余热直接产生高压蒸汽的设备。

背景技术

我国的工业炉数量众多，广泛应用于冶金，化工，石油等领域，这些工业炉产生的高温烟气大量的排放到了大气中，造成了能源的浪费和大气热污染。通过烟气余热回收技术，降低烟气的排放温度，在能源紧缺且环境问题日益严重的今天显得非常关键，而如何高效回收烟气余热，成为了一个十分重要又迫切的课题。

传统的余热锅炉是利用烟气的余热，预热水和空气供锅炉使用，降低锅炉的能耗，余热并不用来直接产生高压蒸汽，烟气余热利用率较低。同时，由于传统换热器存在效率较低或者烟气阻力高等的问题，并不能真正达到高效回收余热的目的。

翅片板结构是板翅式结构的优化，由于其紧凑，高效，便于安装，同时烟气阻力降较小的特点，特别适用于烟气余热回收领域。但是翅片板由于是整体镍基钎焊而成，板内部可承受的压力较小，约为1.5 bar，这种缺陷使得翅片板换热器本身无法作为蒸汽发生器来使用。而分离式翅片板蒸汽发生器就解决了这一难题，通过结构的创新，使得该设备能够高效的直接产生高压蒸汽，并入蒸汽管网供后续使用。

发明内容

本发明旨在克服上述传统余热锅炉的缺点，针对翅片板内部无法承受高压的问题，提出了一种分离式翅片板蒸汽发生器。其优点是：结构紧凑，体积小，设备简单，便于安装；使用寿命长，余热利用率高，设备成本低。比同类余热锅炉性能有了很大的提高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种分离式翅片板蒸汽发生器，由蒸发端和冷凝端通过上升管和下降管连接组成，其特征是，所述蒸发端由若干翅片板平行排列，安插于烟道之中，翅片板间是烟气通道，板内充注传热工质，传热工质经烟气加热蒸发，与烟气呈逆向流动。所述冷凝端是一个釜状承压设备，内部由若干长度不等的翅片板组成，独立于烟道之外，高于蒸发端安置，翅片板间是水-蒸汽通道，板内同样充注有传热工质，与蒸发端通过上升管和下降管连接。传热工质在此处冷凝放热，加热水蒸发产生蒸汽。

所述蒸发端安插在烟道中，材料均为316L不锈钢，防止酸腐蚀。

所述冷凝端为釜状结构，可以承受高压，解决了镍基钎焊翅片板结构承压能力不强的缺点，独立于烟道之外，用来直接产生高压蒸汽，内部有长度不等的翅片板平行排列，冷凝端安置在蒸发端的上方，保证板内的传热工质因压力差而自然对流。

作为本发明的进一步改进，所述蒸发端翅片板直接安插在烟道中，不需要通过孔板或封头等部件连接，不仅布置更灵活，同时也避免了复杂的连接工艺。

作为本发明的进一步改进，所述蒸发端烟气侧（翅片板外侧）翅片高度大于6mm，这个尺度可以有效防止结垢。

作为本发明的进一步改进，所述蒸发端翅片板间距大于6mm，小于12mm，这个尺度可以保证蒸发端的传热和流动性能，在合理的阻力降范围内获得最好的传热效果。

作为本发明的进一步改进，所述蒸发端翅片板上方开孔串联于一根总管（直管），继而与上升管连接；下方开孔串联一根总管（直管），继而与下降管连接。冷凝端翅片板上方开孔串联于一根半圆形总管，继而与上升管连接；下方开孔串联于一根半圆形总管，继而与下降管连接。

作为本发明的进一步改进，所述两端（蒸发端和冷凝端）翅片板通过上升管、下降管相连以后，内部通道用真空泵抽真空至10^-3 Pa以下，然后充注传热工质。

作为本发明的进一步改进，所述上升管（包括与之连接的总管）的管径要略大于下降管（包括与之连接的总管）的管径。

作为本发明的进一步改进，所述翅片板为逆流翅片板，由隔板，封条，内部翅片和外部翅片整体镍基钎焊而成，镍基钎焊可以有效避免酸腐蚀的影响。

作为本发明的进一步改进，所述翅片板的端面须插入到一个两端封闭的圆形套管中，用手弧焊连接密封。圆形管可以确保板内的承压能力。圆形套管上开孔与对应总管连接。

作为本发明的进一步改进，所述翅片板插入套管的长度约为圆形套管直径的1/4，确保焊接的质量，同时避免出现流动死区。

作为本发明的进一步改进，所述上下方圆形套管开孔位置在翅片板对角线相距最远处，确保传热工质从进口到出口的各路径阻力相同，受热均匀。

作为本发明的进一步改进，所述蒸发端可以单独作为预热器使用，翅片板内不充注传热工质，而是作为预热水（空气）通道。板间烟气与板内侧的预热水（空气）进行换热。