一種超高壓煤氣鍋爐的制作方法
專利名稱:一種超高壓煤氣鍋爐的制作方法
【專利摘要】本申請中所述的一種超高壓煤氣鍋爐，所述超高壓煤氣鍋爐整體呈n形，沿著鍋爐的左側(cè)由爐膛水冷壁（2）環(huán)繞形成空心的結(jié)構(gòu)容納結(jié)構(gòu)，低氮燃燒器（1）固定在超高壓煤氣鍋爐的左下側(cè)，屏式過熱器（3）、高溫過熱器（4）、高溫再熱器（5）、低溫過熱器（6）、高溫省煤器（7）、低溫再熱器（8）沿著爐膛水冷壁（2）上側(cè)固定并連通形成n形的上側(cè)，n形的右側(cè)從上到下依次固定排列有煙道調(diào)節(jié)閥（9）、低溫省煤器（10）、空氣預熱器（11）、給水加熱器（12），在給水加熱器（12）下側(cè)固定有排煙管；至少具有滿足多種燃料工況，并能保證全然高爐煤氣工況的穩(wěn)定運行的效果。
【專利說明】
一種超高壓煤氣鍋爐
技術領域
[0001 ]本申請涉及一種超高壓煤氣鍋爐，屬于低熱值燃料燃燒利用領域，用于燃用低熱值的煤氣(高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣等)的煤氣鍋爐中。【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中:
[0003]我國是鋼鐵產(chǎn)能大國，目前的粗鋼產(chǎn)能已超過10億噸。在煉鋼過程中，根據(jù)煉鋼的工藝，會產(chǎn)生大量的高爐、轉(zhuǎn)爐煤氣，及部分焦爐煤氣。以高爐煤氣為例，每產(chǎn)出1噸生鐵，會產(chǎn)生1500?2000Nm3的高爐煤氣，每年僅煉鋼產(chǎn)生的高爐煤氣量就超過10000億Nm3。雖然目前大部分高爐煤氣已經(jīng)得到了有效利用，但仍有少量被直接排空而浪費。
[0004]隨著能源的日益緊張及國家對環(huán)保問題的日益重視，如何提高高爐煤氣的利用率及能源的轉(zhuǎn)化效率，是亟需解決的問題。
[0005]由于煉鋼產(chǎn)出的煤氣熱值較低(高爐煤氣熱值一般在800kcal/Nm3,轉(zhuǎn)爐煤氣熱值約1500kcal/Nm3)，以往在煤氣利用上，多采用高溫高壓以下參數(shù)煤氣爐。鍋爐效率<90%， 有進一步提尚的空間。本實用新型專利正是基于進一步提尚能源轉(zhuǎn)化效率而開發(fā)的超尚壓參數(shù)煤氣鍋爐，鍋爐效率>90%。
[0006] 其中，2012年第6期總第154期，冶金動力，400t/h超高壓煤氣鍋爐在寧鋼的應用實踐，中圖分類號 TK229,文章編號 1006-6764201206-0053-04;
[0007]該文章中對超高壓煤氣鍋爐的現(xiàn)有技術以及具體狀態(tài)進行了詳細的描述。
[0008]例如:中國專利申請?zhí)?呢01410115714.7;申請日2014.03.26;本發(fā)明提供一種全燒高爐煤氣鍋爐過熱器防超溫校驗方法。本發(fā)明的方法為:(1)按照常規(guī)高溫高壓鍋爐設計布置過熱器；(2)按照常規(guī)熱力計算和壁溫校核方法設計布置屏式過熱器、高溫過熱器、 低溫過熱器的面積大??；(3)以熱力計算中過熱器各部件吸熱量和燃料的放熱量計算過熱器部件吸熱比，要求全燒高爐煤氣高溫高壓鍋爐過熱器滿足校核值，屏式過熱器吸熱比< 7%、高溫過熱器吸熱比<10.5%、低溫過熱器吸熱比<10.3%; (4)如果鍋爐過熱器各部件吸熱比超過校核值要求，需要重新進行熱力計算，重新調(diào)整各部件的受熱面積和部件特征，直至達到校核值。本發(fā)明解決鍋爐全燒高爐煤氣情況下負荷拉升過程中或高負荷時過熱器超溫問題。
[0009]該申請中，對全燒高爐煤氣鍋爐的過熱器防超溫檢測進行了公開，但是對該全燒高爐煤氣鍋爐的具體結(jié)構(gòu)并未進行公開，且本領域的技術人員在進行應用時，無法得知鍋爐的技術方案。
[0010]以上專利申請由于它們的技術方案目的以及所要解決的技術問題均不同，為此導致它們的技術方案包括結(jié)構(gòu)和方法的不同，它們也不能簡單地組合用以本專利申請，否則會導致結(jié)構(gòu)設計更復雜，或者不能實施，等等。
[0011]鑒于此，如何設計出一種超高壓煤氣鍋爐，克服上述現(xiàn)有技術中所存在的缺陷，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本申請的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的技術問題，而提供一種超高壓煤氣鍋爐。
[0013]本申請的目的是通過如下技術方案來完成的，一種超高壓煤氣鍋爐，包括低氮燃燒器，爐膛水冷壁，屏式過熱器，高溫過熱器，高溫再熱器，低溫過熱器，高溫省煤器，低溫再熱器，煙道調(diào)節(jié)閥，低溫省煤器，空氣預熱器，給水加熱器，所述超高壓煤氣鍋爐整體呈η形，沿著鍋爐的左側(cè)由爐膛水冷壁環(huán)繞形成空心的結(jié)構(gòu)容納結(jié)構(gòu)，低氮燃燒器固定在超高壓煤氣鍋爐的左下側(cè)，屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器、低溫過熱器、高溫省煤器、低溫再熱器沿著爐膛水冷壁上側(cè)固定并連通形成η形的上側(cè)，η形的右側(cè)從上到下依次固定排列有煙道調(diào)節(jié)閥、低溫省煤器、空氣預熱器、給水加熱器，在給水加熱器下側(cè)固定有排煙管。
[0014]所述給水加熱器下側(cè)固定連通有排煙管，排煙管上設有過熱器系統(tǒng)。
[0015]所述過熱器系統(tǒng)中由上到下依次固定設有一級減溫器，二級減溫器，三級減溫器。
[0016]所述屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器、低溫過熱器都呈區(qū)塊的固定連通在超高壓煤氣鍋爐上部。
[0017]所述區(qū)塊為豎向的條形結(jié)構(gòu)，該條形結(jié)構(gòu)的橫截面為網(wǎng)狀。
[0018]本申請與現(xiàn)有技術相比，至少具有以下明顯優(yōu)點和效果:
[0019]超高壓煤氣鍋爐針對高爐煤氣熱值低，不易穩(wěn)定燃燒，輻射換熱效率低、燃料及負荷波動大等特點，進行η形排列的合理設計，保證鍋爐能滿足各種燃料工況(可燃燒各種比例高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣及焦爐煤氣)，并能保證全然高爐煤氣工況的穩(wěn)定運行。
[0020]同時鍋爐設置有再熱蒸汽系統(tǒng)及給水加熱系統(tǒng)，可提高電廠效率及降低排煙溫度。
【附圖說明】
[0021]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1為本申請的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本申請中過熱器系統(tǒng)的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]為使本申請的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本申請具體實施例及相應的附圖對本申請技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0025]本申請中所述的一種超高壓煤氣鍋爐，所述超高壓煤氣鍋爐整體呈η形，沿著鍋爐的左側(cè)由爐膛水冷壁2環(huán)繞形成空心的結(jié)構(gòu)容納結(jié)構(gòu)，低氮燃燒器I固定在超高壓煤氣鍋爐的左下側(cè)，屏式過熱器3、高溫過熱器4、高溫再熱器5、低溫過熱器6、高溫省煤器7、低溫再熱器8沿著爐膛水冷壁2上側(cè)固定并連通形成η形的上側(cè)，η形的右側(cè)從上到下依次固定排列有煙道調(diào)節(jié)閥9、低溫省煤器10、空氣預熱器11、給水加熱器12，在給水加熱器12下側(cè)固定有排煙管;至少具有滿足多種燃料工況，并能保證全然高爐煤氣工況的穩(wěn)定運行的效果。
[0026]本申請實施例中，利用低氮燃燒器I在超高壓煤氣鍋爐的左側(cè)下部進行燃燒，利用低氮燃燒器I通過調(diào)節(jié)燃燒空氣和燃燒頭，可以獲得燃燒參數(shù)的提高，進而將高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣等進行充分燃燒。
[0027]低熱值的煤氣首先進入低氮燃燒器I中進行燃燒，燃燒后的高溫煙氣在爐膛水冷壁2中進行輻射換熱，一部分輻射熱傳遞給布置在爐膛水冷壁2上部的屏式過熱器3，然后轉(zhuǎn)向后依次流經(jīng)高溫過熱器4，高溫再熱器5，低溫過熱器6，高溫省煤器7及低溫再熱器8，低溫省煤器10，空氣預熱器11和給水加熱器12。
[0028]高溫省煤器7和低溫再熱器8并列布置，下部設置有煙道調(diào)節(jié)閥9，通過調(diào)節(jié)低溫再熱器8的煙氣量進而調(diào)節(jié)低溫再熱器8中蒸汽的溫度;利用噴水可以對蒸汽進行減溫，確保低溫再熱器8中的蒸汽溫度不超過煙道調(diào)節(jié)閥9的調(diào)節(jié)范圍。
[0029]設置在尾部的給水加熱器12，能有效降低鍋爐的排煙溫度，提高鍋爐的熱效率。同時通過調(diào)節(jié)流經(jīng)給水加熱器12的流量，使鍋爐負荷及燃料變動時，出口排煙溫度能保持在一個恒定的數(shù)值，從而保證尾部煙氣處理設備不超溫。
[0030]參見圖1?圖2中所示，一種超高壓煤氣鍋爐，所述超高壓煤氣鍋爐整體呈η形，利用η形結(jié)構(gòu)將低氮燃燒器I，爐膛水冷壁2，屏式過熱器3，高溫過熱器4，高溫再熱器5，低溫過熱器6，高溫省煤器7，低溫再熱器8，煙道調(diào)節(jié)閥9，低溫省煤器10，空氣預熱器11，給水加熱器12，一級減溫器13，二級減溫器14，三級減溫器15共十五個部分組合在一起，形成穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)，在形成支撐結(jié)構(gòu)的過程中，相鄰兩者之間進行固定連通。
[0031]其中，沿著鍋爐的左側(cè)由爐膛水冷壁2環(huán)繞形成空心的結(jié)構(gòu)容納結(jié)構(gòu)，
[0032]利用爐膛水冷壁2對冷水進行加熱，充分的利用燃燒的熱能。
[0033]水冷壁是鍋爐的主要受熱部分，它由數(shù)排鋼管組成，分布于鍋爐爐膛的四周。它的內(nèi)部為流動的水或蒸汽，外界接受鍋爐爐膛的火焰的熱量
[0034]水冷壁最初設計時，目的并不是受熱，而是為了冷卻爐膛使之不受高溫破壞。后來，由于其良好的熱交換功能，逐漸取代汽包成為鍋爐主要受熱部分。
[0035]敷設在鍋爐爐膛內(nèi)壁、由許多并聯(lián)管子組成的蒸發(fā)受熱面。水冷壁的作用是吸收爐膛中高溫火焰或煙氣的輻射熱量，在管內(nèi)產(chǎn)生蒸汽或熱水，并降低爐墻溫度，保護爐墻。在大容量鍋爐中，爐內(nèi)火焰溫度很高，熱輻射的強度很大。鍋爐中有40?50%甚至更多的熱量由水冷壁所吸收。除少數(shù)小容量鍋爐外，現(xiàn)代的水管鍋爐均以水冷壁作為鍋爐中最主要的蒸發(fā)受熱面。
[0036]低氮燃燒器I固定在超高壓煤氣鍋爐的爐膛水冷壁2左下側(cè)并在該左下側(cè)位置進行燃燒，通過爐膛水冷壁2對屏式過熱器3進行固定。
[0037]屏式過熱器3、高溫過熱器4、高溫再熱器5、低溫過熱器6、高溫省煤器7、低溫再熱器8沿著爐膛水冷壁2上側(cè)固定并連通形成η形的上側(cè)。
[0038]其中，η形的上側(cè)為一橫向的管道，該管道的左側(cè)與爐膛水冷壁2的上部固定連接，通過該管道將屏式過熱器3、高溫過熱器4、高溫再熱器5、低溫過熱器6、高溫省煤器7、低溫再熱器8依次固定在其中，并形成連通結(jié)構(gòu)。
[0039]屏式過熱器3是指過熱器排列成屏風或者片狀的結(jié)構(gòu)，便于對管道中的延期進行接觸，進而充分的吸收熱量。
[0040]本文中論述的高溫與低溫是相對狀態(tài)下的兩個區(qū)間的溫度，兩者之間以500攝氏度為分界點。
[0041]過熱器是鍋爐中將一定壓力下的飽和水蒸氣加熱成相應壓力下的過熱水蒸氣的受熱面。
[0042]鍋爐中將蒸汽從飽和溫度進一步加熱至過熱溫度的部件，又稱蒸汽過熱器。大部分工業(yè)鍋爐不裝設過熱器，因為許多工業(yè)生產(chǎn)流程和生活設施只需要飽和蒸汽。在電站、機車和船用鍋爐中，為了提高整個蒸汽動力裝置的循環(huán)熱效率，一般都裝有過熱器。采用過熱蒸汽可以減少汽輪機排汽中的含水率。過熱蒸汽溫度的高低取決于鍋爐的壓力、蒸發(fā)量、鋼材的耐高溫性能以及燃料與鋼材的比價等因素，對電站鍋爐來說，4兆帕的鍋爐一般為450°C左右；10兆帕以上的鍋爐為540?570 °C。少數(shù)電站鍋爐也有采用更高過熱汽溫的甚至可達650°C。
[0043]再熱器實質(zhì)上是一種把做過功的低壓蒸汽再進行加熱并達到一定溫度的蒸汽過熱器，再熱器的作用進一步提高了電廠循環(huán)的熱效率，并使汽輪機末級葉片的蒸汽溫度控制在允許的范圍內(nèi)。
[0044]η形的右側(cè)從上到下依次固定排列有煙道調(diào)節(jié)閥9、低溫省煤器10、空氣預熱器11、給水加熱器12，在給水加熱器12下側(cè)固定有排煙管。
[0045]省煤器是安裝于鍋爐尾部煙道下部用于回收余熱的一種裝置，將鍋爐給水加熱成汽包壓力下的飽和水的受熱面，由于它吸收低溫煙氣的熱量，降低了煙氣的排煙溫度，節(jié)省了能源，提高了效率，所以稱之為省煤器。
[0046]低溫省煤器10為鋼管式省煤器，不受壓力限制，可以用作沸騰式，一般由外徑為32?51毫米的碳素鋼管制成。有時在管外加鰭片和肋片，以改善傳熱效果。鋼管式省煤器由水平布置的并聯(lián)彎頭管子習稱蛇形管組成。
[0047]本申請實施例中，
[0048]所述給水加熱器12下側(cè)固定連通有排煙管，排煙管上設有過熱器系統(tǒng)。
[0049]所述過熱器系統(tǒng)中由上到下依次固定設有一級減溫器13，二級減溫器14，三級減溫器15。
[0050]在過熱器系統(tǒng)中，設置有一級減溫器13，二級減溫器14，三級減溫器15，從而有效控制和調(diào)節(jié)過熱器熱面溫度及主蒸汽溫度。
[0051]設置為一級、二級、三級為形成由上至下的依次工作的狀態(tài)呈階梯狀。
[0052]本申請實施例中，
[0053]減溫器用水作冷卻介質(zhì)調(diào)節(jié)過熱式再熱汽溫的裝置，其作用是控制和保持過熱汽溫或再熱汽溫為規(guī)定值，并防止過熱器、再熱器管壁受熱。
[0054]減溫器可以為表面式或噴水式。
[0055]本申請中，采用表面式減溫器是一種在圓柱形的筒體內(nèi)裝有U形管或盤香管的間壁式熱交換器，以省煤器前的給水作為冷卻水在管內(nèi)流動，對冷卻水的水質(zhì)無特殊要求，但體積大，易產(chǎn)生熱疲勞，調(diào)節(jié)延遲大且調(diào)節(jié)范圍較小，適用于低、中壓鍋爐。
[0056]所述屏式過熱器3、高溫過熱器4、高溫再熱器5、低溫過熱器6都呈區(qū)塊的固定連通在超高壓煤氣鍋爐上部。
[0057]所述區(qū)塊為豎向的條形結(jié)構(gòu)，該條形結(jié)構(gòu)的橫截面為網(wǎng)狀。
[0058]將屏式過熱器3、高溫過熱器4、高溫再熱器5、低溫過熱器6設置為條狀結(jié)構(gòu)，將條狀結(jié)構(gòu)沿著同一縱向進行排列進而形成網(wǎng)狀，便于對氣體進行接觸與貼合。
[0059]本申請技術中的低溫省煤器10和給水加熱器12裝置，采用我公司自主知識產(chǎn)權(quán)的實用新型專利(專利名稱:玻璃窯余熱爐模塊式管箱裝置;專利號:ZL 201220316603.9)。
[0060]本技術主要特點為(同現(xiàn)有技術相比):
[0061]I鍋爐參數(shù)為超高壓參數(shù)，并帶一次蒸汽再熱。
[0062]2尾部設置給水加熱器。
[0063]3采用低氮旋流燃燒器，可以進行分層燃燒。
[0064]4主蒸汽采用三級減溫水控制。
[0065]5再熱蒸汽溫度采用噴水減溫及煙氣擋板雙重調(diào)節(jié)手段。
[0066]同現(xiàn)有技術相比，本專利技術還具有以下有點:
[0067]I超尚壓參數(shù)，并帶一次蒸汽再熱，大大提尚了發(fā)電效率，從而提尚的能源的轉(zhuǎn)化率。
[0068]2設置低溫的給水加熱器，降低排煙溫度，提高鍋爐效率，同時保證在鍋爐燃料及負荷出現(xiàn)大的波動時，鍋爐保持較為穩(wěn)定的排煙溫度，以保護尾部煙氣處理設備及引風機不超溫。
[0069]3采用先進的低氮燃燒器，使鍋爐NOx的原始排放濃度控制在100mg/Nm3左右，鍋爐僅需設置SCR脫硝就可滿足環(huán)保排放要求，大大減少脫硝運行費用.
[0070]4主蒸汽三級減溫調(diào)節(jié)，能快速有效的調(diào)節(jié)主蒸汽溫度，防止過熱器各熱面超溫。
[0071]5再熱蒸汽溫度采用蒸汽側(cè)和煙氣側(cè)雙重調(diào)節(jié)手段，調(diào)節(jié)更靈活，更為保險。
[0072]超高壓:一般認為壓強超過10Mpa就是超高壓，在超高壓條件下，生物體高分子立體結(jié)構(gòu)中的氫鍵結(jié)合、疏水結(jié)合、離子結(jié)合等非共有結(jié)合發(fā)生變化，使蛋白質(zhì)變性，淀粉糊化，酶失活，細胞膜破裂，菌體內(nèi)成分泄漏，生命活動停止，微生物菌體破壞而死亡。
[0073]以上所述僅為本申請的實施例而已，而且，本申請中零部件所取的名稱也可以不同，并不限制本申請中的名稱。對于本領域技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的構(gòu)思和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種超高壓煤氣鍋爐，包括低氮燃燒器(1)，爐膛水冷壁(2)，屏式過熱器(3)，高溫過 熱器(4)，高溫再熱器(5)，低溫過熱器(6)，高溫省煤器(7)，低溫再熱器(8)，煙道調(diào)節(jié)閥 (9)，低溫省煤器(10)，空氣預熱器(11)，給水加熱器(12)，其特征在于:所述超高壓煤氣鍋 爐整體呈n形，沿著鍋爐的左側(cè)由爐膛水冷壁(2)環(huán)繞形成空心的結(jié)構(gòu)容納結(jié)構(gòu)，低氮燃燒 器(1)固定在超高壓煤氣鍋爐的左下側(cè)，屏式過熱器(3)、高溫過熱器(4)、高溫再熱器(5)、 低溫過熱器(6)、高溫省煤器(7)、低溫再熱器(8)沿著爐膛水冷壁(2)上側(cè)固定并連通形成n 形的上側(cè)，n形的右側(cè)從上到下依次固定排列有煙道調(diào)節(jié)閥(9)、低溫省煤器(10)、空氣預熱 器(11)、給水加熱器(12)，在給水加熱器(12)下側(cè)固定有排煙管。2.如權(quán)利要求1所述的超高壓煤氣鍋爐，其特征在于:所述給水加熱器(12)下側(cè)固定連 通有排煙管，排煙管上設有過熱器系統(tǒng)。3.如權(quán)利要求2所述的超高壓煤氣鍋爐，其特征在于:所述過熱器系統(tǒng)中由上到下依次 固定設有一級減溫器13，二級減溫器14，三級減溫器15。4.如權(quán)利要求1所述的超高壓煤氣鍋爐，其特征在于:所述屏式過熱器(3)、高溫過熱器 (4)、高溫再熱器(5)、低溫過熱器(6)都呈區(qū)塊的固定連通在超高壓煤氣鍋爐上部。5.如權(quán)利要求4所述的超高壓煤氣鍋爐，其特征在于:所述區(qū)塊為豎向的條形結(jié)構(gòu)，該 條形結(jié)構(gòu)的橫截面為網(wǎng)狀。
【文檔編號】F22B31/08GK205717146SQ201620350890
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】羅賢成
【申請人】杭州海陸重工有限公司
【專利摘要】本申請中所述的一種超高壓煤氣鍋爐，所述超高壓煤氣鍋爐整體呈n形，沿著鍋爐的左側(cè)由爐膛水冷壁（2）環(huán)繞形成空心的結(jié)構(gòu)容納結(jié)構(gòu)，低氮燃燒器（1）固定在超高壓煤氣鍋爐的左下側(cè)，屏式過熱器（3）、高溫過熱器（4）、高溫再熱器（5）、低溫過熱器（6）、高溫省煤器（7）、低溫再熱器（8）沿著爐膛水冷壁（2）上側(cè)固定并連通形成n形的上側(cè)，n形的右側(cè)從上到下依次固定排列有煙道調(diào)節(jié)閥（9）、低溫省煤器（10）、空氣預熱器（11）、給水加熱器（12），在給水加熱器（12）下側(cè)固定有排煙管；至少具有滿足多種燃料工況，并能保證全然高爐煤氣工況的穩(wěn)定運行的效果。
【專利說明】
一種超高壓煤氣鍋爐
技術領域
[0001 ]本申請涉及一種超高壓煤氣鍋爐，屬于低熱值燃料燃燒利用領域，用于燃用低熱值的煤氣(高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣等)的煤氣鍋爐中。【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中:
[0003]我國是鋼鐵產(chǎn)能大國，目前的粗鋼產(chǎn)能已超過10億噸。在煉鋼過程中，根據(jù)煉鋼的工藝，會產(chǎn)生大量的高爐、轉(zhuǎn)爐煤氣，及部分焦爐煤氣。以高爐煤氣為例，每產(chǎn)出1噸生鐵，會產(chǎn)生1500?2000Nm3的高爐煤氣，每年僅煉鋼產(chǎn)生的高爐煤氣量就超過10000億Nm3。雖然目前大部分高爐煤氣已經(jīng)得到了有效利用，但仍有少量被直接排空而浪費。
[0004]隨著能源的日益緊張及國家對環(huán)保問題的日益重視，如何提高高爐煤氣的利用率及能源的轉(zhuǎn)化效率，是亟需解決的問題。
[0005]由于煉鋼產(chǎn)出的煤氣熱值較低(高爐煤氣熱值一般在800kcal/Nm3,轉(zhuǎn)爐煤氣熱值約1500kcal/Nm3)，以往在煤氣利用上，多采用高溫高壓以下參數(shù)煤氣爐。鍋爐效率<90%， 有進一步提尚的空間。本實用新型專利正是基于進一步提尚能源轉(zhuǎn)化效率而開發(fā)的超尚壓參數(shù)煤氣鍋爐，鍋爐效率>90%。
[0006] 其中，2012年第6期總第154期，冶金動力，400t/h超高壓煤氣鍋爐在寧鋼的應用實踐，中圖分類號 TK229,文章編號 1006-6764201206-0053-04;
[0007]該文章中對超高壓煤氣鍋爐的現(xiàn)有技術以及具體狀態(tài)進行了詳細的描述。
[0008]例如:中國專利申請?zhí)?呢01410115714.7;申請日2014.03.26;本發(fā)明提供一種全燒高爐煤氣鍋爐過熱器防超溫校驗方法。本發(fā)明的方法為:(1)按照常規(guī)高溫高壓鍋爐設計布置過熱器；(2)按照常規(guī)熱力計算和壁溫校核方法設計布置屏式過熱器、高溫過熱器、 低溫過熱器的面積大??；(3)以熱力計算中過熱器各部件吸熱量和燃料的放熱量計算過熱器部件吸熱比，要求全燒高爐煤氣高溫高壓鍋爐過熱器滿足校核值，屏式過熱器吸熱比< 7%、高溫過熱器吸熱比<10.5%、低溫過熱器吸熱比<10.3%; (4)如果鍋爐過熱器各部件吸熱比超過校核值要求，需要重新進行熱力計算，重新調(diào)整各部件的受熱面積和部件特征，直至達到校核值。本發(fā)明解決鍋爐全燒高爐煤氣情況下負荷拉升過程中或高負荷時過熱器超溫問題。
[0009]該申請中，對全燒高爐煤氣鍋爐的過熱器防超溫檢測進行了公開，但是對該全燒高爐煤氣鍋爐的具體結(jié)構(gòu)并未進行公開，且本領域的技術人員在進行應用時，無法得知鍋爐的技術方案。
[0010]以上專利申請由于它們的技術方案目的以及所要解決的技術問題均不同，為此導致它們的技術方案包括結(jié)構(gòu)和方法的不同，它們也不能簡單地組合用以本專利申請，否則會導致結(jié)構(gòu)設計更復雜，或者不能實施，等等。
[0011]鑒于此，如何設計出一種超高壓煤氣鍋爐，克服上述現(xiàn)有技術中所存在的缺陷，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本申請的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的技術問題，而提供一種超高壓煤氣鍋爐。
[0013]本申請的目的是通過如下技術方案來完成的，一種超高壓煤氣鍋爐，包括低氮燃燒器，爐膛水冷壁，屏式過熱器，高溫過熱器，高溫再熱器，低溫過熱器，高溫省煤器，低溫再熱器，煙道調(diào)節(jié)閥，低溫省煤器，空氣預熱器，給水加熱器，所述超高壓煤氣鍋爐整體呈η形，沿著鍋爐的左側(cè)由爐膛水冷壁環(huán)繞形成空心的結(jié)構(gòu)容納結(jié)構(gòu)，低氮燃燒器固定在超高壓煤氣鍋爐的左下側(cè)，屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器、低溫過熱器、高溫省煤器、低溫再熱器沿著爐膛水冷壁上側(cè)固定并連通形成η形的上側(cè)，η形的右側(cè)從上到下依次固定排列有煙道調(diào)節(jié)閥、低溫省煤器、空氣預熱器、給水加熱器，在給水加熱器下側(cè)固定有排煙管。
[0014]所述給水加熱器下側(cè)固定連通有排煙管，排煙管上設有過熱器系統(tǒng)。
[0015]所述過熱器系統(tǒng)中由上到下依次固定設有一級減溫器，二級減溫器，三級減溫器。
[0016]所述屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器、低溫過熱器都呈區(qū)塊的固定連通在超高壓煤氣鍋爐上部。
[0017]所述區(qū)塊為豎向的條形結(jié)構(gòu)，該條形結(jié)構(gòu)的橫截面為網(wǎng)狀。
[0018]本申請與現(xiàn)有技術相比，至少具有以下明顯優(yōu)點和效果:
[0019]超高壓煤氣鍋爐針對高爐煤氣熱值低，不易穩(wěn)定燃燒，輻射換熱效率低、燃料及負荷波動大等特點，進行η形排列的合理設計，保證鍋爐能滿足各種燃料工況(可燃燒各種比例高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣及焦爐煤氣)，并能保證全然高爐煤氣工況的穩(wěn)定運行。
[0020]同時鍋爐設置有再熱蒸汽系統(tǒng)及給水加熱系統(tǒng)，可提高電廠效率及降低排煙溫度。
【附圖說明】
[0021]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1為本申請的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本申請中過熱器系統(tǒng)的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]為使本申請的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本申請具體實施例及相應的附圖對本申請技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0025]本申請中所述的一種超高壓煤氣鍋爐，所述超高壓煤氣鍋爐整體呈η形，沿著鍋爐的左側(cè)由爐膛水冷壁2環(huán)繞形成空心的結(jié)構(gòu)容納結(jié)構(gòu)，低氮燃燒器I固定在超高壓煤氣鍋爐的左下側(cè)，屏式過熱器3、高溫過熱器4、高溫再熱器5、低溫過熱器6、高溫省煤器7、低溫再熱器8沿著爐膛水冷壁2上側(cè)固定并連通形成η形的上側(cè)，η形的右側(cè)從上到下依次固定排列有煙道調(diào)節(jié)閥9、低溫省煤器10、空氣預熱器11、給水加熱器12，在給水加熱器12下側(cè)固定有排煙管;至少具有滿足多種燃料工況，并能保證全然高爐煤氣工況的穩(wěn)定運行的效果。
[0026]本申請實施例中，利用低氮燃燒器I在超高壓煤氣鍋爐的左側(cè)下部進行燃燒，利用低氮燃燒器I通過調(diào)節(jié)燃燒空氣和燃燒頭，可以獲得燃燒參數(shù)的提高，進而將高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣等進行充分燃燒。
[0027]低熱值的煤氣首先進入低氮燃燒器I中進行燃燒，燃燒后的高溫煙氣在爐膛水冷壁2中進行輻射換熱，一部分輻射熱傳遞給布置在爐膛水冷壁2上部的屏式過熱器3，然后轉(zhuǎn)向后依次流經(jīng)高溫過熱器4，高溫再熱器5，低溫過熱器6，高溫省煤器7及低溫再熱器8，低溫省煤器10，空氣預熱器11和給水加熱器12。
[0028]高溫省煤器7和低溫再熱器8并列布置，下部設置有煙道調(diào)節(jié)閥9，通過調(diào)節(jié)低溫再熱器8的煙氣量進而調(diào)節(jié)低溫再熱器8中蒸汽的溫度;利用噴水可以對蒸汽進行減溫，確保低溫再熱器8中的蒸汽溫度不超過煙道調(diào)節(jié)閥9的調(diào)節(jié)范圍。
[0029]設置在尾部的給水加熱器12，能有效降低鍋爐的排煙溫度，提高鍋爐的熱效率。同時通過調(diào)節(jié)流經(jīng)給水加熱器12的流量，使鍋爐負荷及燃料變動時，出口排煙溫度能保持在一個恒定的數(shù)值，從而保證尾部煙氣處理設備不超溫。
[0030]參見圖1?圖2中所示，一種超高壓煤氣鍋爐，所述超高壓煤氣鍋爐整體呈η形，利用η形結(jié)構(gòu)將低氮燃燒器I，爐膛水冷壁2，屏式過熱器3，高溫過熱器4，高溫再熱器5，低溫過熱器6，高溫省煤器7，低溫再熱器8，煙道調(diào)節(jié)閥9，低溫省煤器10，空氣預熱器11，給水加熱器12，一級減溫器13，二級減溫器14，三級減溫器15共十五個部分組合在一起，形成穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)，在形成支撐結(jié)構(gòu)的過程中，相鄰兩者之間進行固定連通。
[0031]其中，沿著鍋爐的左側(cè)由爐膛水冷壁2環(huán)繞形成空心的結(jié)構(gòu)容納結(jié)構(gòu)，
[0032]利用爐膛水冷壁2對冷水進行加熱，充分的利用燃燒的熱能。
[0033]水冷壁是鍋爐的主要受熱部分，它由數(shù)排鋼管組成，分布于鍋爐爐膛的四周。它的內(nèi)部為流動的水或蒸汽，外界接受鍋爐爐膛的火焰的熱量
[0034]水冷壁最初設計時，目的并不是受熱，而是為了冷卻爐膛使之不受高溫破壞。后來，由于其良好的熱交換功能，逐漸取代汽包成為鍋爐主要受熱部分。
[0035]敷設在鍋爐爐膛內(nèi)壁、由許多并聯(lián)管子組成的蒸發(fā)受熱面。水冷壁的作用是吸收爐膛中高溫火焰或煙氣的輻射熱量，在管內(nèi)產(chǎn)生蒸汽或熱水，并降低爐墻溫度，保護爐墻。在大容量鍋爐中，爐內(nèi)火焰溫度很高，熱輻射的強度很大。鍋爐中有40?50%甚至更多的熱量由水冷壁所吸收。除少數(shù)小容量鍋爐外，現(xiàn)代的水管鍋爐均以水冷壁作為鍋爐中最主要的蒸發(fā)受熱面。
[0036]低氮燃燒器I固定在超高壓煤氣鍋爐的爐膛水冷壁2左下側(cè)并在該左下側(cè)位置進行燃燒，通過爐膛水冷壁2對屏式過熱器3進行固定。
[0037]屏式過熱器3、高溫過熱器4、高溫再熱器5、低溫過熱器6、高溫省煤器7、低溫再熱器8沿著爐膛水冷壁2上側(cè)固定并連通形成η形的上側(cè)。
[0038]其中，η形的上側(cè)為一橫向的管道，該管道的左側(cè)與爐膛水冷壁2的上部固定連接，通過該管道將屏式過熱器3、高溫過熱器4、高溫再熱器5、低溫過熱器6、高溫省煤器7、低溫再熱器8依次固定在其中，并形成連通結(jié)構(gòu)。
[0039]屏式過熱器3是指過熱器排列成屏風或者片狀的結(jié)構(gòu)，便于對管道中的延期進行接觸，進而充分的吸收熱量。
[0040]本文中論述的高溫與低溫是相對狀態(tài)下的兩個區(qū)間的溫度，兩者之間以500攝氏度為分界點。
[0041]過熱器是鍋爐中將一定壓力下的飽和水蒸氣加熱成相應壓力下的過熱水蒸氣的受熱面。
[0042]鍋爐中將蒸汽從飽和溫度進一步加熱至過熱溫度的部件，又稱蒸汽過熱器。大部分工業(yè)鍋爐不裝設過熱器，因為許多工業(yè)生產(chǎn)流程和生活設施只需要飽和蒸汽。在電站、機車和船用鍋爐中，為了提高整個蒸汽動力裝置的循環(huán)熱效率，一般都裝有過熱器。采用過熱蒸汽可以減少汽輪機排汽中的含水率。過熱蒸汽溫度的高低取決于鍋爐的壓力、蒸發(fā)量、鋼材的耐高溫性能以及燃料與鋼材的比價等因素，對電站鍋爐來說，4兆帕的鍋爐一般為450°C左右；10兆帕以上的鍋爐為540?570 °C。少數(shù)電站鍋爐也有采用更高過熱汽溫的甚至可達650°C。
[0043]再熱器實質(zhì)上是一種把做過功的低壓蒸汽再進行加熱并達到一定溫度的蒸汽過熱器，再熱器的作用進一步提高了電廠循環(huán)的熱效率，并使汽輪機末級葉片的蒸汽溫度控制在允許的范圍內(nèi)。
[0044]η形的右側(cè)從上到下依次固定排列有煙道調(diào)節(jié)閥9、低溫省煤器10、空氣預熱器11、給水加熱器12，在給水加熱器12下側(cè)固定有排煙管。
[0045]省煤器是安裝于鍋爐尾部煙道下部用于回收余熱的一種裝置，將鍋爐給水加熱成汽包壓力下的飽和水的受熱面，由于它吸收低溫煙氣的熱量，降低了煙氣的排煙溫度，節(jié)省了能源，提高了效率，所以稱之為省煤器。
[0046]低溫省煤器10為鋼管式省煤器，不受壓力限制，可以用作沸騰式，一般由外徑為32?51毫米的碳素鋼管制成。有時在管外加鰭片和肋片，以改善傳熱效果。鋼管式省煤器由水平布置的并聯(lián)彎頭管子習稱蛇形管組成。
[0047]本申請實施例中，
[0048]所述給水加熱器12下側(cè)固定連通有排煙管，排煙管上設有過熱器系統(tǒng)。
[0049]所述過熱器系統(tǒng)中由上到下依次固定設有一級減溫器13，二級減溫器14，三級減溫器15。
[0050]在過熱器系統(tǒng)中，設置有一級減溫器13，二級減溫器14，三級減溫器15，從而有效控制和調(diào)節(jié)過熱器熱面溫度及主蒸汽溫度。
[0051]設置為一級、二級、三級為形成由上至下的依次工作的狀態(tài)呈階梯狀。
[0052]本申請實施例中，
[0053]減溫器用水作冷卻介質(zhì)調(diào)節(jié)過熱式再熱汽溫的裝置，其作用是控制和保持過熱汽溫或再熱汽溫為規(guī)定值，并防止過熱器、再熱器管壁受熱。
[0054]減溫器可以為表面式或噴水式。
[0055]本申請中，采用表面式減溫器是一種在圓柱形的筒體內(nèi)裝有U形管或盤香管的間壁式熱交換器，以省煤器前的給水作為冷卻水在管內(nèi)流動，對冷卻水的水質(zhì)無特殊要求，但體積大，易產(chǎn)生熱疲勞，調(diào)節(jié)延遲大且調(diào)節(jié)范圍較小，適用于低、中壓鍋爐。
[0056]所述屏式過熱器3、高溫過熱器4、高溫再熱器5、低溫過熱器6都呈區(qū)塊的固定連通在超高壓煤氣鍋爐上部。
[0057]所述區(qū)塊為豎向的條形結(jié)構(gòu)，該條形結(jié)構(gòu)的橫截面為網(wǎng)狀。
[0058]將屏式過熱器3、高溫過熱器4、高溫再熱器5、低溫過熱器6設置為條狀結(jié)構(gòu)，將條狀結(jié)構(gòu)沿著同一縱向進行排列進而形成網(wǎng)狀，便于對氣體進行接觸與貼合。
[0059]本申請技術中的低溫省煤器10和給水加熱器12裝置，采用我公司自主知識產(chǎn)權(quán)的實用新型專利(專利名稱:玻璃窯余熱爐模塊式管箱裝置;專利號:ZL 201220316603.9)。
[0060]本技術主要特點為(同現(xiàn)有技術相比):
[0061]I鍋爐參數(shù)為超高壓參數(shù)，并帶一次蒸汽再熱。
[0062]2尾部設置給水加熱器。
[0063]3采用低氮旋流燃燒器，可以進行分層燃燒。
[0064]4主蒸汽采用三級減溫水控制。
[0065]5再熱蒸汽溫度采用噴水減溫及煙氣擋板雙重調(diào)節(jié)手段。
[0066]同現(xiàn)有技術相比，本專利技術還具有以下有點:
[0067]I超尚壓參數(shù)，并帶一次蒸汽再熱，大大提尚了發(fā)電效率，從而提尚的能源的轉(zhuǎn)化率。
[0068]2設置低溫的給水加熱器，降低排煙溫度，提高鍋爐效率，同時保證在鍋爐燃料及負荷出現(xiàn)大的波動時，鍋爐保持較為穩(wěn)定的排煙溫度，以保護尾部煙氣處理設備及引風機不超溫。
[0069]3采用先進的低氮燃燒器，使鍋爐NOx的原始排放濃度控制在100mg/Nm3左右，鍋爐僅需設置SCR脫硝就可滿足環(huán)保排放要求，大大減少脫硝運行費用.
[0070]4主蒸汽三級減溫調(diào)節(jié)，能快速有效的調(diào)節(jié)主蒸汽溫度，防止過熱器各熱面超溫。
[0071]5再熱蒸汽溫度采用蒸汽側(cè)和煙氣側(cè)雙重調(diào)節(jié)手段，調(diào)節(jié)更靈活，更為保險。
[0072]超高壓:一般認為壓強超過10Mpa就是超高壓，在超高壓條件下，生物體高分子立體結(jié)構(gòu)中的氫鍵結(jié)合、疏水結(jié)合、離子結(jié)合等非共有結(jié)合發(fā)生變化，使蛋白質(zhì)變性，淀粉糊化，酶失活，細胞膜破裂，菌體內(nèi)成分泄漏，生命活動停止，微生物菌體破壞而死亡。
[0073]以上所述僅為本申請的實施例而已，而且，本申請中零部件所取的名稱也可以不同，并不限制本申請中的名稱。對于本領域技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的構(gòu)思和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種超高壓煤氣鍋爐，包括低氮燃燒器(1)，爐膛水冷壁(2)，屏式過熱器(3)，高溫過 熱器(4)，高溫再熱器(5)，低溫過熱器(6)，高溫省煤器(7)，低溫再熱器(8)，煙道調(diào)節(jié)閥 (9)，低溫省煤器(10)，空氣預熱器(11)，給水加熱器(12)，其特征在于:所述超高壓煤氣鍋 爐整體呈n形，沿著鍋爐的左側(cè)由爐膛水冷壁(2)環(huán)繞形成空心的結(jié)構(gòu)容納結(jié)構(gòu)，低氮燃燒 器(1)固定在超高壓煤氣鍋爐的左下側(cè)，屏式過熱器(3)、高溫過熱器(4)、高溫再熱器(5)、 低溫過熱器(6)、高溫省煤器(7)、低溫再熱器(8)沿著爐膛水冷壁(2)上側(cè)固定并連通形成n 形的上側(cè)，n形的右側(cè)從上到下依次固定排列有煙道調(diào)節(jié)閥(9)、低溫省煤器(10)、空氣預熱 器(11)、給水加熱器(12)，在給水加熱器(12)下側(cè)固定有排煙管。2.如權(quán)利要求1所述的超高壓煤氣鍋爐，其特征在于:所述給水加熱器(12)下側(cè)固定連 通有排煙管，排煙管上設有過熱器系統(tǒng)。3.如權(quán)利要求2所述的超高壓煤氣鍋爐，其特征在于:所述過熱器系統(tǒng)中由上到下依次 固定設有一級減溫器13，二級減溫器14，三級減溫器15。4.如權(quán)利要求1所述的超高壓煤氣鍋爐，其特征在于:所述屏式過熱器(3)、高溫過熱器 (4)、高溫再熱器(5)、低溫過熱器(6)都呈區(qū)塊的固定連通在超高壓煤氣鍋爐上部。5.如權(quán)利要求4所述的超高壓煤氣鍋爐，其特征在于:所述區(qū)塊為豎向的條形結(jié)構(gòu)，該 條形結(jié)構(gòu)的橫截面為網(wǎng)狀。
【文檔編號】F22B31/08GK205717146SQ201620350890
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】羅賢成
【申請人】杭州海陸重工有限公司
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