高溫固體熱量回收余熱鍋爐及回收余熱的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高溫固體熱量回收余熱鍋爐及回收余熱的方法，所述鍋爐豎直擺放而呈筒狀，上部具有物料進口，下部具有物料出口；鍋爐系統(tǒng)4.5MPa以上的一路給水進入高參數省煤器的進口，在高參數省煤器內加熱之后送入高參數汽包，在高參數汽包內形成4.0MPa以上高參數飽和爐水；高參數飽和水沿著高參數鍋爐下降管分別進入高參數前置蒸發(fā)器、高參數蒸發(fā)器，并形成汽水混合物，汽水混合物通過高參數鍋爐上升管回流進入高參數汽包，在高參數汽包內進行汽水分離，形成4.0MPa以上的高參數飽和蒸汽，高參數飽和蒸汽再進入高參數低溫過熱器、高參數高溫過熱器，形成200℃以上過熱度的高參數過熱蒸汽。本發(fā)明可將高溫固體顆粒的熱量直接轉變?yōu)楦邊颠^熱蒸汽，提高了熱效率。
【專利說明】高溫固體熱量回收余熱鍋爐及回收余熱的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種余熱鍋爐，尤其涉及一種將高溫固體顆粒熱量直接予以回收的余熱鍋爐，特別適用于高爐渣、電爐渣的余熱回收。

【背景技術】
[0002]余熱鍋爐是指利用高溫物質的熱能轉化為介質(水、蒸汽或有機工質)的熱能從而加以利用的設備。
[0003]常規(guī)余熱鍋爐的工作原理，是采用風冷作為換熱介質，使高溫固體顆粒高溫固體通過風來冷卻，得到的熱風再通過余熱鍋爐，使余熱鍋爐產生出熱水、熱蒸汽或其他高溫有機工質供用戶使用。
[0004]由于常規(guī)余熱鍋爐采用風作為換熱介質，需要先后兩次換熱，方能將高溫固體顆粒中所包含的熱量予以吸收，因此，在這個換熱過程中存在大量的能量損失(排煙損失)、電耗(主要引風機)以及漏風引起的物料質量損失等問題。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高溫固體熱量回收余熱鍋爐及回收余熱的方法，解決常規(guī)余熱鍋爐在換熱中存在的大量能量損失、電耗以及漏風等問題。
[0006]為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0007]—種高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:所述鍋爐豎直擺放而呈筒狀，其上部具有物料進口，下部具有物料出口 ；
[0008]在所述鍋爐內由上至下安裝有高參數前置蒸發(fā)器、高參數高溫過熱器、高參數低溫過熱器、高參數蒸發(fā)器、高參數省煤器以及低參數蒸發(fā)器，在鍋爐外設有高參數汽包、低參數汽包；鍋爐系統(tǒng)的一路給水與高參數省煤器的進口相接，高參數省煤器的出口與所述高參數汽包相接，高參數汽包通過高參數鍋爐下降管分別連接高參數前置蒸發(fā)器以及高參數蒸發(fā)器，再通過高參數鍋爐上升管回流連接高參數汽包，所述高參數汽包內形成的高參數飽和蒸汽與所述高參數低溫過熱器相連通之后再與所述高參數高溫過熱器的進口相接。
[0009]在較佳的技術方案中:在鍋爐內還安裝有低參數蒸發(fā)器，在鍋爐外還設有低參數汽包；
[0010]鍋爐系統(tǒng)另一路給水送入低參數汽包，低參數汽包通過低參數鍋爐下降管連接低參數蒸發(fā)器，再通過低參數鍋爐上升管回流連接低參數汽包，所述低參數汽包內形成的低參數飽和蒸汽向下游排出。
[0011]在較佳的技術方案中:所述鍋爐的爐壁是由多根豎直排列的鋼管圍繞而成的水冷壁，相鄰的所述鋼管之間以鋼板相接，在所述鋼管中通有相對壓力飽和溫度下的汽水混合物。
[0012]在較佳的技術方案中:所述水冷壁分為相互不連通的上部水冷壁與下部水冷壁，所述上部水冷壁的入水口與所述高參數鍋爐下降管相接，所述的上部水冷壁的出水口與所述高參數鍋爐上升管相接；所述下部水冷壁的入水口與所述低參數鍋爐下降管相接，所述的下部水冷壁的出水口與所述低參數鍋爐上升管相接。
[0013]在較佳的技術方案中:在鍋爐內還設有沿垂向布置的擾動桿。
[0014]在較佳的技術方案中:在水冷壁外部設有振打裝置。
[0015]為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0016]一種高溫固體熱量回收余熱的方法，其特征在于:所述鍋爐豎直擺放而呈筒狀，其上部具有物料進口，下部具有物料出口 ；高溫的固體顆粒由物料進口進入鍋爐內，并依靠自重向下流動，從所述物料出口流出；
[0017]在所述鍋爐內由上至下安裝有高參數前置蒸發(fā)器、高參數高溫過熱器、高參數低溫過熱器、高參數蒸發(fā)器以及高參數省煤器，在鍋爐外設有高參數汽包；
[0018]鍋爐系統(tǒng)4.5MPa以上的一路給水進入高參數省煤器的進口，水在高參數省煤器內加熱之后送入高參數汽包，在高參數汽包內形成4.0MPa以上高參數飽和爐水；高參數飽和水沿著高參數鍋爐下降管分別進入高參數前置蒸發(fā)器以及高參數蒸發(fā)器，并形成汽水混合物，汽水混合物通過高參數鍋爐上升管回流進入高參數汽包，在高參數汽包內進行汽水分離，形成4.0MPa以上的高參數飽和蒸汽，高參數飽和蒸汽再依次進入高參數低溫過熱器以及高參數高溫過熱器，再次經過換熱，形成200°C以上過熱度的高參數過熱蒸汽。
[0019]在較佳的技術方案中:在鍋爐內還安裝有低參數蒸發(fā)器，在鍋爐外還設有低參數汽包；
[0020]鍋爐系統(tǒng)另一路給水送入低參數汽包,形成0.4MPa以上的低參數飽和爐水,低參數飽和爐水沿著低參數鍋爐下降管進入低參數蒸發(fā)器，產生的汽水混合物通過低參數鍋爐上升管進入低參數汽包，在低參數汽包內進行汽水分離，形成0.4MPa以上的低參數飽和蒸汽。
[0021]在較佳的技術方案中:所述鍋爐的爐壁是由多根豎直排列的鋼管圍繞而成的水冷壁，相鄰的所述鋼管之間以鋼板相接，在所述鋼管中通有相對壓力飽和溫度下的汽水混合物，所述水冷壁分為相互不連通的上部水冷壁與下部水冷壁，所述上部水冷壁的入水口與所述高參數鍋爐下降管相接，所述的上部水冷壁的出水口與所述高參數鍋爐上升管相接；所述下部水冷壁的入水口與所述低參數鍋爐下降管相接，所述的下部水冷壁的出水口與所述低參數鍋爐上升管相接。
[0022]在較佳的技術方案中:在物料出口處設有出口閥，通過控制該出口閥的開度來控制固體顆粒在鍋爐內的流速。
[0023]與現有技術相比較，本發(fā)明具有的有益效果是:
[0024]1、本發(fā)明不需要氣體二次換熱，直接將固體顆粒中蘊含的熱量直接傳導至高參數過熱蒸汽，可供發(fā)電使用，提高了熱效率。
[0025]2、本發(fā)明的固體顆粒不易堵塞，而且換熱速度可控。
[0026]3、本發(fā)明的鍋爐采用水冷壁，可以避免爐體內的熱量往外輻射，避免熱量浪費。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明提供的高溫固體熱量回收余熱鍋爐的一個較佳實施例的正面剖視圖；
[0028]圖2是本發(fā)明提供的高溫固體熱量回收余熱鍋爐的一個較佳實施例的橫截面放大剖視圖。
[0029]附圖標記說明:物料進口 I ;物料出口 2 ;出口閥3 ;上部水冷壁41 ;下部水冷壁
42;鋼管43 ;鋼板44 ;高參數前置蒸發(fā)器5 ;高參數高溫過熱器61 ;高參數低溫過熱器62 ；第一高參數蒸發(fā)器71 ;第二高參數蒸發(fā)器72 ;高參數省煤器8 ;低參數蒸發(fā)器9 ;高參數汽包10 ;低參數汽包11 ;擾動桿12 ;振打裝置13 ;給水管道14 ;高參數鍋爐下降管15 ;高參數鍋爐上升管16 ;低參數鍋爐下降管17 ;低參數鍋爐上升管18 ;給水A、B ;上部與下部水冷壁的分界線C。

【具體實施方式】
[0030]如圖1、圖2所示，是本發(fā)明提供的高溫固體熱量回收余熱鍋爐的一個較佳實施例的示意圖，所述鍋爐豎直擺放而呈筒狀，其上部具有物料進口 1，下部具有錐狀的物料出口2，在物料出口 2最下端位置設有出口閥3 ;從圖2中可以看到，所述鍋爐的爐壁是由多根豎直排列的鋼管43圍繞而成的水冷壁41、42，相鄰的所述鋼管43之間以鋼板44相接，使所述爐壁內盛放的高溫固體顆粒不會從鋼管43之間的縫隙泄露出來，在所述鋼管43中通有相對壓力飽和溫度下的汽水混合物，一方面能夠利用汽水混合物吸收所述高溫固體顆粒的熱量，另一方面可以避免爐壁過熱產生熱量損失。
[0031]所述水冷壁分為相互不連通的上部水冷壁41與下部水冷壁42，水冷壁41、42均由鋼管43和鋼板44組成；上部水冷壁41的鋼管43間距為50_70mm，下部水冷壁42的鋼管
43間距為 90-110mm。
[0032]如圖1所示，在所述鍋爐內由上至下依次安裝有高參數前置蒸發(fā)器5、高參數高溫過熱器61、高參數低溫過熱器62、第一高參數蒸發(fā)器71、第二高參數蒸發(fā)器72、高參數省煤器8以及低參數蒸發(fā)器9，它們分別與鍋爐外的高參數汽包10或低參數汽包11相接，將通過所述鍋爐的固體顆粒中包含的熱量予以吸收并傳遞出去。
[0033]具體來說，顆粒直徑在l_5mm之間的1450°C左右的高爐渣(電爐渣或其它顆粒)通過鍋爐上部的物料進口 I進入水冷壁41、42圍成的筒體內，在筒體內固體顆粒與上部水冷壁41上部、高參數前置蒸發(fā)器5的換熱管通過接觸熱傳導換熱，溫度降到950°C左右后，依次經過高參數高溫過熱器61、高參數低溫過熱器62、第一高參數蒸發(fā)器71、第二高參數蒸發(fā)器72以及高參數省煤器8，溫度降到400°C以下。之后，固體顆粒流經低參數蒸發(fā)器9，通過與下部水冷壁42、低參數蒸發(fā)器10的換熱管接觸熱傳導換熱后，溫度降至200°C以下，最后通過下部出口閥3排出爐體。固體顆粒依靠本身自重流動，通過控制該出口閥3的開度，可控制固體顆粒在鍋爐內的流速，固體顆粒的流動速度一般控制在1.5m/s以下。
[0034]為防止固體顆粒在鍋爐內搭橋滯留，在鍋爐內還設有沿垂向布置的擾動桿13，并在上部水冷壁41外部設有偏心振打裝置14，可促使固體顆粒在鍋爐內順利下落。
[0035]鍋爐系統(tǒng)4.5MPa以上的一路給水進入高參數省煤器9的進口，水在高參數省煤器9內加熱到低于高參數飽和水溫15°C左右，之后通過高參數省煤器8的出口以及給水管道14送入高參數汽包10，在高參數汽包10內形成4.0MPa以上高參數飽和爐水；高參數飽和水沿著高參數鍋爐下降管15分別進入高參數前置蒸發(fā)器5、第一高參數蒸發(fā)器71、第二高參數蒸發(fā)器72及所述上部水冷壁41 (由上部進入)，并在高參數前置蒸發(fā)器5、第一高參數蒸發(fā)器71、第二高參數蒸發(fā)器72及所述上部水冷壁41中金屬管壁與固體顆粒物的接觸熱傳導換熱后形成汽水混合物，汽水混合物通過高參數鍋爐上升管16回流進入高參數汽包10，在高參數汽包10內進行汽水分離，形成4.0MPa以上的高參數飽和蒸汽，高參數飽和蒸汽再依次進入高參數低溫過熱器62以及高參數高溫過熱器61，再次經過換熱，逐漸形成200°C以上過熱度的高參數過熱蒸汽，所述高參數過熱蒸汽可以直接用于發(fā)電。一般得到的高參數蒸汽的參數在3.8MPa450°C以上。
[0036]鍋爐系統(tǒng)另一路給水送入低參數汽包11,形成0.4MPa以上的低參數飽和爐水,低參數飽和爐水沿著低參數鍋爐下降管17進入低參數蒸發(fā)器9及下部水冷壁42 (由下部進入)，低參數飽和爐水與固體顆粒物接觸熱傳導換熱后產生汽水混合物，汽水混合物通過低參數鍋爐上升管18進入低參數汽包11，在低參數汽包11內進行汽水分離，形成0.4MPa以上的低參數飽和蒸汽，低參數飽和蒸汽從低參數汽包11頂部排出，送至低壓蒸汽管網或作為汽輪機的補汽用于發(fā)電。一般得到的低參數蒸汽的工作壓力在0.4MPa以上。
[0037]本發(fā)明有益效果是:利用固體顆粒物料與余熱鍋爐受熱面直接接觸傳導換熱，熱量無損失；利用固體顆粒在圓柱體內流動，流動無死角；利用雙壓系統(tǒng)，最大限度的冷卻固體顆粒物料，提高余熱回收率；直接產生高品位蒸汽，蒸汽用途廣。
【權利要求】
1.一種高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:所述鍋爐豎直擺放而呈筒狀，其上部具有物料進口，下部具有物料出口 ； 在所述鍋爐內由上至下安裝有高參數前置蒸發(fā)器、高參數高溫過熱器、高參數低溫過熱器、高參數蒸發(fā)器、高參數省煤器以及低參數蒸發(fā)器，在鍋爐外設有高參數汽包、低參數汽包；鍋爐系統(tǒng)的一路給水與高參數省煤器的進口相接，高參數省煤器的出口與所述高參數汽包相接，高參數汽包通過高參數鍋爐下降管分別連接高參數前置蒸發(fā)器以及高參數蒸發(fā)器，再通過高參數鍋爐上升管回流連接高參數汽包，所述高參數汽包內形成的高參數飽和蒸汽與所述高參數低溫過熱器相連通之后再與所述高參數高溫過熱器的進口相接。
2.根據權利要求1所述的高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:在鍋爐內還安裝有低參數蒸發(fā)器，在 鍋爐外還設有低參數汽包； 鍋爐系統(tǒng)另一路給水送入低參數汽包，低參數汽包通過低參數鍋爐下降管連接低參數蒸發(fā)器，再通過低參數鍋爐上升管回流連接低參數汽包，所述低參數汽包內形成的低參數飽和蒸汽向下游排出。
3.根據權利要求1所述的高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:所述鍋爐的爐壁是由多根豎直排列的鋼管圍繞而成的水冷壁，相鄰的所述鋼管之間以鋼板相接，在所述鋼管中通有相對壓力飽和溫度下的汽水混合物。
4.根據權利要求3所述的高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:所述水冷壁分為相互不連通的上部水冷壁與下部水冷壁，所述上部水冷壁的入水口與所述高參數鍋爐下降管相接，所述的上部水冷壁的出水口與所述高參數鍋爐上升管相接；所述下部水冷壁的入水口與所述低參數鍋爐下降管相接，所述的下部水冷壁的出水口與所述低參數鍋爐上升管相接。
5.根據權利要求1所述的高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:在鍋爐內還設有沿垂向布置的擾動桿。
6.根據權利要求1所述的高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:在水冷壁外部設有振打裝置。
7.—種高溫固體熱量回收余熱的方法，其特征在于:所述鍋爐豎直擺放而呈筒狀，其上部具有物料進口，下部具有物料出口 ；高溫的固體顆粒由物料進口進入鍋爐內，并依靠自重向下流動，從所述物料出口流出； 在所述鍋爐內由上至下安裝有高參數前置蒸發(fā)器、高參數高溫過熱器、高參數低溫過熱器、高參數蒸發(fā)器以及高參數省煤器，在鍋爐外設有高參數汽包； 鍋爐系統(tǒng)4.5MPa以上的一路給水進入高參數省煤器的進口，水在高參數省煤器內加熱之后送入高參數汽包，在高參數汽包內形成4.0MPa以上高參數飽和爐水；高參數飽和水沿著高參數鍋爐下降管分別進入高參數前置蒸發(fā)器以及高參數蒸發(fā)器，并形成汽水混合物，汽水混合物通過高參數鍋爐上升管回流進入高參數汽包，在高參數汽包內進行汽水分離，形成4.0MPa以上的高參數飽和蒸汽，高參數飽和蒸汽再依次進入高參數低溫過熱器以及高參數高溫過熱器，再次經過換熱，形成200°C以上過熱度的高參數過熱蒸汽。
8.根據權利要求7所述的高溫固體熱量回收余熱的方法，其特征在于:在鍋爐內還安裝有低參數蒸發(fā)器，在鍋爐外還設有低參數汽包； 鍋爐系統(tǒng)另一路給水送入低參數汽包，形成0.4MPa以上的低參數飽和爐水，低參數飽和爐水沿著低參數鍋爐下降管進入低參數蒸發(fā)器，產生的汽水混合物通過低參數鍋爐上升管進入低參數汽包，在低參數汽包內進行汽水分離，形成0.4MPa以上的低參數飽和蒸汽。
9.根據權利要求8所述的高溫固體熱量回收余熱的方法，其特征在于:所述鍋爐的爐壁是由多根豎直排列的鋼管圍繞而成的水冷壁，相鄰的所述鋼管之間以鋼板相接，在所述鋼管中通有相對壓力飽和溫度下的汽水混合物，所述水冷壁分為相互不連通的上部水冷壁與下部水冷壁，所述上部水冷壁的入水口與所述高參數鍋爐下降管相接，所述的上部水冷壁的出水口與所述高參數鍋爐上升管相接；所述下部水冷壁的入水口與所述低參數鍋爐下降管相接，所述的下部水冷壁的出水口與所述低參數鍋爐上升管相接。
10.根據權利要求7所述的高溫固體熱量回收余熱的方法，其特征在于:在物料出口處設有出口閥，通過控 制該出口閥的開度來控制固體顆粒在鍋爐內的流速。
【文檔編號】F22B37/10GK104048284SQ201410265553
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權日:2014年6月13日
【發(fā)明者】劉祥斌, 陳長景, 曹華, 楊成, 許海軍, 許榮政, 張 杰 申請人:鹽城市鍋爐制造有限公司