[发明专利]一种卧式无气包无烟箱管壳式余热锅炉

说明书

本发明公开了一种卧式无气包无烟箱管壳式余热锅炉，是一种对炭黑行业用卧式无气包管壳式余热锅炉结构的创新设计，占地面积小、改善管板受力状况，保证余热锅炉使用寿命，该余热锅炉包括：烟气入口接管、挠性管板、壳程、烟气出口接管、管程、保护套管。壳程采用挠性管板，烟气入口和出口接管与挠性管板焊在一起，烟气进出换热管流速不受影响，接管内挂灰少清理方便。该余热锅炉有效解决了原有设备存在的烟气进入管程分布不均，换热管受热不均对管板产生的不利影响，烟箱积灰多清理周期短、操作工劳动强度大，粉尘对身体损害大等问题。

技术领域

本发明涉及炭黑行业用卧式管壳式余热锅炉。一般管壳式余热锅炉有立式和卧式两种，卧式余热锅炉在组成上又分有气包和无气包两种。无气包余热锅炉主要由换热段本体、烟气入口烟箱、烟气出口烟箱及各类仪器仪表组成。

背景技术

多年来，广泛用于炭黑行业的卧式管壳式余热锅炉，主要是将反应过程中产生的尾气经过空气预热器加热空气后，再进入余热锅炉管程加热壳程中的水产生高温蒸汽用于生产或生活中，同时也可以外销，不但达到了节能降耗的目的同时也增加了企业收入，是炭黑生产线上余热回收利用的重要设备之一。一般卧式无气包管壳式余热锅炉管程工作温度在200℃～700℃，壳程30℃～200℃，蒸汽温度达200℃左右。主要由换热段本体、烟气入口烟箱、烟气出口烟箱及各类仪器仪表组成，换热段本体内由管束和汽化腔组成，其特征在于：烟气入口烟箱和烟气出口烟箱与分别与换热段壳程平法兰连结；烟气入口、出口烟箱内衬耐火料，并设置有人孔和清理孔；烟气入口为高温端，每个换热管都有保护套管伸出，通过打制耐火料来固定保护套管并保护管板在高温烟气下强度不变；烟气入口及出口法兰在现场与管道连结。其缺点是：设备由换热段及两组烟箱组成，占地面积大、连接面多；烟气进入烟箱后受烟箱结构限制，不能均匀进入各换热管降低了烟气流速；烟箱上部无换热管处易积灰集热，管板各处受热更加不均匀；由于换热管分布不对称尤其是管束下、上层换热管及汽化腔无换热管处对平管板产生复杂应力的作用，使管板易发生变形或内裂纹导致耐火料开裂，管板及保护套管失去了保护后加快了管板损坏及保护套管脱落；烟箱与管板连接密封面受管板变形影响而产生泄露。

因此，有必要研制一种在复杂应力作用下变形小、无裂纹产生的管板，密封面少的一种卧式无气包无烟箱管壳式余热锅炉，在余热锅炉各项指标参数不变的情况下，改善管板受力状况，减少设备对外连接密封面，设备占地面积小，安装方便，降低生产线用地成本。

发明内容

本发明旨在研制一种卧式无气包无烟箱管壳式余热锅炉，该设备在工厂制造完成后，到现场直接与对接管道连接即可，有效解决了余热锅炉占地面积大，换热段本体通过烟气入口及出口直接与管道连接，采用挠性管板消除了换热管对管板产生的不利影响；挠性管板承受外力好无内应力产生，不会发生开裂等；不存在高温烟气进入烟箱后挂灰现象可均匀进入各换热管。现场清灰只需拆下一段连接管道即可，减少了现场操作人员的劳动强度和粉尘对身体的伤害。

本发明采取的技术方案为：

一种卧式无气包无烟箱管壳式余热锅炉，包括：烟气入口接管、挠性管板、壳程、烟气出口接管、管程、保护套管，其特征在于：管程与壳程一体组成换热段本体，其进出口烟箱由接管内衬耐火料代替；换热段本体壳程采用挠性管板，可有效吸收由于布管不均产生的内应力；烟气进出口接管直接与挠性管板组焊在一起且管口大小根据换热管排列确定，接管口伸出长度小可有效保护耐火料不脱落。该无气包无烟箱余热锅炉投入市场后，深受用户欢迎。

本发明无烟箱结构，烟气入口出口伸出长度小，刚性强，挂灰小；

本发明采用挠性管板，在复杂应力作用下变形小，无内应力；

本发明结构紧凑、不但缩小了生产线长度，而且也为用户节省了用地成本。

本发明一种卧式无气包无烟箱管壳式余热锅炉设计要点是：

1、改善管板受力状况，增强烟气入口出口接管刚性；