[发明专利]一种组装式有机热载体锅炉

说明书

技术领域

本发明属于压力容器领域，具体涉及一种组装式有机热载体锅炉。

背景技术

近年来，在有机热载体锅炉市场上，大型和特大型有机热载体锅炉需求旺盛，且市场上对环境保护要求更高，大气污染物排放要求日趋严格。在日趋大型化的燃油(气)有机热载体锅炉的趋势下，传统的整装结构受到严重的限制，例如运输尺寸和运输重量。并且大型化有机热载体锅炉用户很多为化工企业，企业内部需要消化一部分废油废气。通常办法是焚烧炉烧尽或者直接进入锅炉充当一部分燃料，圆筒型锅炉内中外三圈盘管互相套进去，间隙很小，一旦出现事故，比如堵塞烟气通道等，不能清理维修，只能更换锅炉主机。大型和特大型锅炉更换主机代价太大，严重不符合市场需求。且一般整装出厂在1500万大卡/小时左右达到常规炉型极限，无法设计更大供热量炉型。常规燃油(气)有机热载体锅炉最大供热量为25蒸吨左右，即1500万大卡或者1600万大卡。主要结构是三层盘管结构，烟气走向为二回程/三回程/四回程。这样的常规结构，受热面布置受到严重限制，且受热面采用大规格钢管结构，如φ108/φ133/φ159多头并联。此种结构的问题：1、如图1-2所示，管径大且并联导程少，这样结构布置受热面，吸收辐射和对流放热均有问题。首先来看对流受热面，大管径钢管布置受热面造成对流受热面需要更多布置且难以布置。对比大多数工业锅炉对流受热面，几乎都采用φ38/φ45/φ51/φ57管径，小管径流体较为均匀通过，换热效果远好于大管径，且受热面重量相对较小，结构也紧凑。再说辐射受热面，对流和辐射并联结构，部分流量通过辐射受热面，需要精确估算辐射受热面管内流量，控制流速在相应的范围，保证流量和吸热量匹配，达到各管内温度基本一致。但是并且大多数工业锅炉负荷波动很大，在低负荷情况下，辐射段吸热量百分比远大于设计值，此时辐射段和对流段管内流体的温度偏差很大，最多可达40℃。这样的结果就是某一根钢管管内油温相对更高，在主流体温度达到320℃或以上时，对热载体要求很高，基本选型液膜温度需要370或者375℃，且对热载体伤害较大，锅炉受热面布置要求非常严格。2、运输问题：1600万大卡/小时燃气导热油锅炉外筒直径基本在4200-4500mm之间，加上集箱和运输底座，运输的高度基本在4600-5000mm左右，2000万大卡/小时燃气导热油锅炉的外筒体直径甚至于达到4600-5000mm，运输尺寸需要5000mm-5400mm。国内运输高度为5m，基本上传统结构只能现场保温和外包，集箱和引出管需现场对接，且运输重量超过70吨，对国内道路和桥梁伤害极大。3、辐射受热面布置受制于运输，所以所有的大型有机热载体锅炉(整装)都选用燃烧设备调节火焰尺寸，所选火焰为细长形。以1200万大卡/小时燃油(气)有机热载体为例，锅炉炉膛容积55.06m³，容积热负荷为279KW/m³，理论燃烧温度为2000℃。此时满负荷运行，内圈盘管直径为2600mm，Nox的原始生成实测超过150mg/Nm³。(国家排放标准为200mg/Nm³)4、如图3所示，顶部整体浇注，干背式结构，需要大量浇注料和保温层保温。并且较多浇注料和保温材料在高温状态下，蓄热比较大，临时停车或者紧急停电的时候，热载体流速放慢，蓄热大的结构对热载体伤害很大。且此种结构上布置大量的抓钉抓牢浇注料，一般一年到二年之后浇注料由于不断冷热膨胀导致脱落。类似煤炉的炉墙，基本二三年后都要重新浇注一次。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种组装式有机热载体锅炉，克服上述缺陷，通过对锅炉辐射段管组、对流段管组以及顶棚管管组装置的改良，解决上述的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种组装式有机热载体锅炉，包括辐射段管组、连接烟道和对流段管组，所述连接烟道的一端连接所述辐射段管组，另一端连接所述对流段管组，所述辐射段管组的顶上设有顶棚管管组，所述对流段管组的靠近顶部的侧壁上设有进油口，所述对流段管组的靠近底部的侧壁上设有出油口，所述出油口连接喷管，所述喷管伸入所述辐射段管组中的下方。

作为本发明所述一种组装式有机热载体锅炉的一种优选方案，所述对流段管组分为上对流段管组和下对流段管组，所述上对流段管组和下对流段管组呈上下对称，所述上对流段管组和下对流段管组通过转管连接，所述对流段管组的外围由多根第一钢架固定、由多块第一封板密封。