水泥窯窯頭余熱鍋爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種水泥窯窯頭余熱鍋爐，該鍋爐的廢氣入口位于其頂端，廢氣出口位于其底端，所述的鍋爐內(nèi)自上而下設(shè)有過熱器、蒸發(fā)器和省煤器。該鍋爐受熱面結(jié)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定，爆管率低，使用壽命長(zhǎng)，熱效率高。
【專利說(shuō)明】水泥窯窯頭余熱鍋爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水泥窯余熱回收利用技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥窯余熱回收利用技術(shù)就是利用水泥窯窯頭的熟料廢氣設(shè)計(jì)鍋爐，布置鍋爐受熱面，回收利用熟料廢氣中的熱量，該技術(shù)需要對(duì)鍋爐受熱面進(jìn)行合理布置，這樣可以提高鍋爐的換熱效率，減少受熱面磨損，提高鍋爐使用壽命，降低成本，并能夠保證鍋爐運(yùn)行的可靠和滿足用戶的需要。目前是的鍋爐還存在受熱面布置缺陷，仍需要通過改進(jìn)來(lái)提高鍋爐熱利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種提高現(xiàn)有鍋爐受熱面的換熱效率，減少受熱面磨損，提高鍋爐使用壽命，降低成本，以保證鍋爐運(yùn)行的可靠和滿足用戶的需要。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種水泥窯窯頭余熱鍋爐，該鍋爐的廢氣入口位于其頂端，廢氣出口位于其底端，所述的鍋爐內(nèi)自上而下設(shè)有過熱器、蒸發(fā)器和省煤器。
[0005]所述的過熱器、蒸發(fā)器和省煤器內(nèi)部分別設(shè)有過熱器管排、蒸發(fā)器管排和省煤器管排，所述的管排均固定在框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，且框架結(jié)構(gòu)外設(shè)有用于運(yùn)輸保護(hù)的可拆卸面板。
[0006]所述的省煤器管排入口端設(shè)有入水管道，所述的入水管道設(shè)有水泵，省煤器管排出口通過管道經(jīng)汽包連接蒸發(fā)器管排，所述的蒸發(fā)器管排出口通過管道經(jīng)汽包連接過熱器管排，所述的過熱器管排出口通過管道與汽輪機(jī)連接。
[0007]所述的過熱器管排、蒸發(fā)器管排和省煤器管排出入口均設(shè)于鍋爐側(cè)壁，管排水平置于鍋爐內(nèi)。
[0008]所述的蒸發(fā)器管排入口處高度低于其出口處高度。
[0009]所述的蒸發(fā)器每層管排之間相互交錯(cuò)排列。
[0010]所述的管排均為螺旋鰭片管，所述的過熱器管排規(guī)格為Φ51Χ3.5，翅片節(jié)距為
6.25mm,高度為24mm,厚度為1.2mm,蒸發(fā)器管排和省煤器管排的規(guī)格為Φ 38x3.5,翅片節(jié)距為6.25mm,高度為21mm,厚度為1.2mm。
[0011]所述的鍋爐壁外層為輕型護(hù)板爐墻，內(nèi)層保溫層采用硅酸鋁纖維板，厚度為150-170mmo
[0012]所述的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有沿廢氣流動(dòng)方向設(shè)置的導(dǎo)流板。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該鍋爐受熱面結(jié)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定，爆管率低，使用壽命長(zhǎng)，熱效率聞。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面對(duì)本發(fā)明說(shuō)明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明:[0015]圖1為水泥窯生產(chǎn)線窯頭余熱鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為水泥窯生產(chǎn)線窯頭余熱鍋爐結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0017]上述圖中的標(biāo)記均為:1、過熱器；2、蒸發(fā)器；3、省煤器；
[0018]圖1中箭頭A為廢氣入口；箭頭B為廢氣出口。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0020]參見圖1、2可知，水泥窯窯頭余熱鍋爐采用立式布置結(jié)構(gòu)，鍋爐的廢氣入口位于其頂端，廢氣出口位于其底端，煙氣流速低于5m/s，煙氣流向如圖1中箭頭所示，鍋爐內(nèi)自上而下設(shè)有過熱器1、蒸發(fā)器2和省煤器3，這樣的結(jié)構(gòu)使得鍋爐占地面積減小，煙氣流動(dòng)更均勻。
[0021]過熱器1、蒸發(fā)器2和省煤器3內(nèi)部分別設(shè)有過熱器管排、蒸發(fā)器管排和省煤器管排，由于采用立式結(jié)構(gòu)，管排出入口均設(shè)于鍋爐側(cè)壁，管排水平置于鍋爐內(nèi)，這樣水循環(huán)方式為自然循環(huán)，可靠性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，操作維護(hù)方便，且省去了強(qiáng)制循環(huán)的循環(huán)泵的投資、運(yùn)行及維修等費(fèi)用。
[0022]過熱器I作用是將飽和蒸汽加熱成為一定溫度的過熱蒸汽，該鍋爐的過熱器I布置在鍋爐煙氣入口側(cè)，水平布置在鍋爐最上層，依靠對(duì)流換熱吸取熱量，鍋爐的過熱器I采用的是螺旋鰭片管，對(duì)流過熱器I接受較高溫度的煙氣沖刷，以吸收煙氣對(duì)流熱為主，煙氣的輻射熱為輔。過熱器I主要由螺旋鰭片管和兩個(gè)箱體框架組成。過熱器管排與箱體框架采用焊接連接。過熱器I螺旋鰭片管數(shù)目的多少與蒸汽流速有關(guān)，蒸汽流速大，對(duì)流換熱效果好，金屬管子能得到較好的冷卻，但蒸汽壓降增加；管壁冷卻還與蒸汽密度有關(guān)，密度大，冷卻效果好,但阻力損失大。
[0023]蒸發(fā)器2的作用是依靠爐內(nèi)流動(dòng)的廢熱與蒸發(fā)受熱面的熱交換，使蒸發(fā)器內(nèi)的飽和水，蒸發(fā)成飽和蒸汽。由于該鍋爐采用的是對(duì)流蒸發(fā)受熱面，所以鍋爐中的蒸發(fā)器2是由對(duì)流管束組成的，鍋爐的蒸發(fā)器采用也是螺旋鰭片管。蒸發(fā)器2管排入口處高度低于其出口處高度，來(lái)保證其沿介質(zhì)流向向上傾斜。蒸發(fā)器2換熱面進(jìn)行交錯(cuò)排列，有效改變廢氣的流向，增加廢氣在鍋爐內(nèi)部停留的時(shí)間，增大了鍋爐的換熱效率。
[0024]省煤器3的作用是加熱鍋爐的給水，提高進(jìn)入汽包的水溫。該鍋爐的省煤器3水平布置在鍋爐垂直煙道的下部，依靠對(duì)流換熱吸取熱量，鍋爐的省煤器3采用的是螺旋鰭片管。對(duì)流式省煤器主要由框架及螺旋鰭片管所構(gòu)成。煙氣經(jīng)過省煤器3后鍋爐排煙溫度降至100°C以下，提高了鍋爐效率，并可減小因溫差而引起的汽包壁的熱應(yīng)力，延長(zhǎng)汽包的使用壽命。
[0025]煙氣自上而下通過鍋爐內(nèi)的過熱器1、蒸發(fā)器和省煤器3。過熱器1、蒸發(fā)器和省煤器3之間連接關(guān)系如下:水通過鍋爐給水泵升壓泵進(jìn)入該鍋爐省煤器3進(jìn)行加熱，經(jīng)過省煤器3后水由50-60°C加熱到167°C，加熱后的水分送到汽包，進(jìn)入汽包的水，由汽包底部的管道引入鍋爐的蒸發(fā)器2，蒸發(fā)出的飽和蒸汽再進(jìn)入鍋爐的汽包，經(jīng)過汽水分離后送入過熱器I進(jìn)一步加熱成為360°c的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功。
[0026]由于過熱器1、蒸發(fā)器2和省煤器3的管排均采用具有高擴(kuò)展受熱面的螺旋鰭片管，可以獲得最佳的傳熱效果和最低的煙氣阻力，使得鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，節(jié)省設(shè)備初投資。另外，采用螺旋鰭片管還可減小鍋爐煙氣側(cè)阻力，使系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)的電功率減小，從而降低鍋爐的運(yùn)行費(fèi)用。其中管排優(yōu)選尺寸如下:過熱器管排規(guī)格為Φ51χ3.5,翅片節(jié)距為6.25mm,高度為24mm,厚度為1.2mm,蒸發(fā)器管排和省煤器管排的規(guī)格為Φ 38x3.5，翅片節(jié)距為6.25mm,高度為21mm，厚度為1.2mm,這樣的尺寸結(jié)構(gòu)是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)獲得的最佳管排布置尺寸，能夠最高效的進(jìn)行熱交換，同時(shí)能夠降低磨損程度。
[0027]為了方便運(yùn)輸和設(shè)備安裝，所有管排均固定在框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，且框架結(jié)構(gòu)外設(shè)有用于運(yùn)輸保護(hù)的可拆卸面板，在運(yùn)輸是裝上面板，即成集裝箱形式，安裝在鍋爐內(nèi)時(shí)，只需要拆除面板，僅保留框架固定管排即可，這樣過熱器管排、蒸發(fā)器管排和省煤器管排可以在工廠內(nèi)焊接后，與管箱組裝完成后發(fā)運(yùn)，現(xiàn)場(chǎng)焊接即可，同時(shí)上述結(jié)構(gòu)使得鍋爐各部分重量可以傳遞給管排框架(鋼架)，框架垂直均勻受力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。并且鍋爐蒸發(fā)受熱面采用多集箱燈籠管結(jié)構(gòu)，有效解決管束熱膨脹問題。
[0028]由于煙氣中不可避免含有顆粒比較大，硬度較高的灰。為防止磨損的發(fā)生，采用合理的流速設(shè)計(jì)，管排框架結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有沿廢氣流動(dòng)方向設(shè)置的導(dǎo)流板，組織煙氣動(dòng)力場(chǎng)，使煙氣流動(dòng)均勻，避免出現(xiàn)煙氣走廊而造成的傳熱效率降低和局部過速磨損。
[0029]該鍋爐受熱面采用管箱式結(jié)構(gòu)，能保證鍋爐密封性能優(yōu)良。鍋爐整體采用鋼板全焊接密封，外層為輕型護(hù)板爐墻，內(nèi)層保溫層采用硅酸鋁纖維板，厚度為150-170_，并采用特殊的管子穿墻密封裝置及專用爐門裝置，從而解決了鍋爐運(yùn)行中漏風(fēng)嚴(yán)重的難題，減少鍋爐漏風(fēng)和熱損失，提高了鍋爐的效率，同時(shí)降低了引風(fēng)機(jī)的電耗。
[0030]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:該鍋爐的廢氣入口位于其頂端，廢氣出口位于其底端，所述的鍋爐內(nèi)自上而下設(shè)有過熱器、蒸發(fā)器和省煤器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的過熱器、蒸發(fā)器和省煤器內(nèi)部分別設(shè)有過熱器管排、蒸發(fā)器管排和省煤器管排，所述的管排均固定在框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，且框架結(jié)構(gòu)外設(shè)有用于運(yùn)輸保護(hù)的可拆卸面板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的省煤器管排入口端設(shè)有入水管道，所述的入水管道設(shè)有水泵，省煤器管排出口通過管道經(jīng)汽包連接蒸發(fā)器管排，所述的蒸發(fā)器管排出口通過管道經(jīng)汽包連接熱器管排，所述的過熱器管排出口通過管道與汽輪機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的過熱器管排、蒸發(fā)器管排和省煤器管排出入口均設(shè)于鍋爐側(cè)壁，管排水平置于鍋爐內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的蒸發(fā)器管排入口處高度低于其出口處高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的蒸發(fā)器每層管排之間相互交錯(cuò)排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的管排均為螺旋鰭片管，所述的過熱器管排規(guī)格為Φ51χ3.5,翅片節(jié)距為6.25mm,高度為24mm,厚度為1.2mm,蒸發(fā)器管排和省煤器管排的規(guī)格為Φ38χ3.5,翅片節(jié)距為6.25mm,高度為21mm,厚度為1.2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的鍋爐壁外層為輕型護(hù)板爐墻，內(nèi)層保溫層采用硅酸鋁纖維板，厚度為150-170_。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有沿廢氣流動(dòng)方向設(shè)置的導(dǎo)流板。
【文檔編號(hào)】F22B1/18GK103574569SQ201310517128
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月26日
【發(fā)明者】汪寧, 肖杰玉, 周健, 劉大柱, 方偉, 黃煌, 宋明俊 申請(qǐng)人:安徽海螺川崎節(jié)能設(shè)備制造有限公司