[实用新型]组合式热管废热锅炉

说明书

本实用新型涉及的是一种利用生产废热的组合式热管废热锅炉。

目前，在氮肥企业造气系统大多采用火管式、水管式等废锅回收工艺余热。火管式设备列管管束通过两端固定的管板连接在一起，工作时，工艺气走管程，水、汽走壳程。水管设备工作时工艺气走壳程，水、汽走管程。这两种设备在实际应用中存在如下难题：

1、由于工艺气中含有大量的灰尘。火管式、水管式废热锅炉气体的流通面积小，这样气体流速较大，灰尘的冲刷动能较大，冲刷、磨损是致使设备损坏、泄漏的主要因素。

2、火管式、水管式废热锅炉，气水相隔一层管壁。管子壁面温度接近水的温度，其温度较低。管子壁面温度在露点以下时，煤气中的硫化物对管子腐蚀极为严重。因为腐蚀泄漏影响设备正常运行的问题是这两种设备不可克服的设计难题。

3、火管式、水管式废热锅炉，由于在管子壁面不能避开露点，挂在壁面的小液滴吸附煤气中的灰尘，造成积灰。这样本来就较小的流通面积，变得更小，使阻力急剧增大，严重影响制气。

有的化肥企业采用其它热管式废热锅炉，如双筒式、套管式等。由于设计结构不尽合理，阻力较大，防爆能力差，热管与设备连接处易泄漏。

本实用新型的目的，是提供一种利用上下行煤气显热加热低温蒸汽和软水，具有换热效率好、阻力低，运行稳定的热管组合式废热锅炉。

本实用新型是气--汽型换热装置、气--液型换热装置的组合设备。上段是气--汽型换热装置，下段是气--液型换热装置。两段结构基本相同，均由内筒、外筒、热管三部分构成。热管径向分布于内筒上，被内筒分成两段，插入部分是光管，内筒外侧带有翅片。

这种结构用于小氮肥企业造气工段具有以下性能特点：

1、换热效率高

300--400℃的上、下行煤气经过组合式热管废热锅炉，其温度下降到130℃左右。同时，经过组合式热管废热锅炉上段(热管蒸汽过热器)的低温蒸汽从120℃被过热到200--220℃。

2、阻力低、耐冲刷

热管径向分布，这种布置方法可以保证有充分大的流通面积，以RLG-237型组合式热管废热锅炉为例，其流通面积0.9m，相当于DN1000管道流通面积。其内煤气质量速度小于3Kg/m.s，灰尘冲刷动能极低。这样就解决了灰尘冲刷、磨损损坏设备的设计难点。煤气流速低，设备的气体阻力就非常小，其流通阻力不大于200pa。

3、耐腐蚀、不易积灰

在热管的加热段和冷凝段的长度不等时，热管传递一定的热量，热管加热段和冷凝段表面的热流密度就不相等。应用这一原理可以调整热管壁面温度，使其避开煤气露点。一方面热管控制了露点腐蚀；另一方面落在热管表面的灰是干灰，干灰只是暂时落在热管表面，不会长时间积留，即不易积灰。

4、运行稳定、使用寿命长

热管单管作业，一根或部分热管损坏，两流体不会发生混淆，不会影响设备的运行。具有较长的设备连续运行周期。

5、承压效果好

设备截面呈圆形，承压效果好，当煤气压力剧烈变化时，不会发生变形而影响换热效果。

6、适用于各种原料的造气工艺

它可适用于块煤、煤球、煤棒、焦炭等制气工艺的余热回收。

图1、图2是组合式热管废热锅炉结构示意图。现结合附图对本实用新型作进一步说明：

组合式热管废热锅炉，包括外筒体1、上段内筒体2、下段内筒体3、碳钢--萘热管4、碳钢--水热管5、翅片6。两种热管均部分带有翅片。热管沿径向分层均匀插焊于内筒体上，插入部分是光管，外测带有翅片。热管层于层之间选用叉排。上段(气--汽型热管换热装置)内筒体的上部分焊接碳钢--萘热管，上段内筒体的下部分焊接碳钢--水热管。随设计温度的不同选择碳钢--萘、碳钢--水热管的比例。上段内筒中心设有中心管7，防止蒸汽走短路。上段内筒体靠上段上支撑8、上段下支撑9固定在外筒体上部。下段(气--液型热管换热装置)内筒体上全部焊接碳钢--水热管，下段内筒体靠下段内筒体上支撑10、下段内筒体下支撑11固定在外筒体下部。外筒体的底部设有灰斗12。

组合式热管废热锅炉设置煤气入口13、煤气出口14、蒸汽入口15、蒸汽出口16、软水入口17、软水出口18、下灰口19。

工作时，煤气自外筒体的顶部煤气入口13进入，由外筒底部煤气出口14排出。低温蒸汽由上段内筒底部蒸汽入口15进入，从上段内筒顶部蒸汽出口16排出。软水由下段内筒底部的软水入口17进入，从下段内筒顶部的软水出口18排出。煤气走内外套筒之间，将热量传递给热管，热管以极高的速度将热量传递给内筒内部的蒸汽和软水。工艺余热得到充分回收。