一種節(jié)能型燃磷爐及工作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種節(jié)能型燃磷爐及工作方法，包括設(shè)置在燃磷爐上的頂部保溫外殼和底部保溫外殼，燃磷爐外壁包裹有爐體換熱面，頂部保溫外殼內(nèi)設(shè)置有頂部換熱管，底部保溫外殼內(nèi)設(shè)置有底部換熱管，頂部換熱管和底部換熱管均連接循環(huán)水泵和汽包，汽包連接爐氣過熱器，汽包的液體出口連接循環(huán)水泵，爐內(nèi)磷燃燒的產(chǎn)生的高溫熱能不再被冷卻水帶走排放，而是進行三級熱交換后帶動附屬裝置，同樣也節(jié)省了冷卻水循環(huán)泵及其功耗，熱能在爐體內(nèi)得到回收，不需要附加鍋爐，實現(xiàn)了生產(chǎn)穩(wěn)定運行和能量利用最大化的雙重目的。
【專利說明】
一種節(jié)能型燃磷爐及工作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于余熱回收領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能型燃磷爐及工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當前，面對世界能源形勢的緊張情況，國內(nèi)外一直在研究可替代的新型能源，同時也在節(jié)能減排過程中對能量進行回收利用。國務(wù)院2012年正式印發(fā)了《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》，特別明確了“十二五”節(jié)能減排的重點工程，余壓余熱利用在節(jié)能改造中被重點提及。
[0003]對于燃磷爐，國內(nèi)現(xiàn)階段普遍采用水冷卻爐頂、爐體和爐底，在爐頂布置有半管水通道，在爐底為不銹鋼水夾套，由水栗驅(qū)動冷卻水不斷進入半管和水夾套，再從半管和水夾套的出口流出，冷卻水被加熱后進入冷卻塔降溫，然后再進入水栗開始循環(huán)，達到冷卻爐頂、爐體和爐底的目的，保證設(shè)備的安全運行，雖然滿足了設(shè)備的運行需要，但卻造成了能量的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種節(jié)能型燃磷爐及工作方法，可將爐頂、爐體及爐底冷卻水帶走的熱量進行回收，實現(xiàn)余熱的有效利用。
[0005]為了達到上述目的，一種節(jié)能型燃磷爐，包括設(shè)置在燃磷爐上的頂部保溫外殼和底部保溫外殼，燃磷爐外壁包裹有爐體換熱面，頂部保溫外殼內(nèi)設(shè)置有頂部換熱管，底部保溫外殼內(nèi)設(shè)置有底部換熱管，頂部換熱管和底部換熱管均連接循環(huán)水栗和汽包，汽包連接爐氣過熱器，汽包的液體出口連接循環(huán)水栗。
[0006]所述頂部換熱管的一部分埋入頂部保溫外殼內(nèi)，另一部分裸露于爐氣側(cè)；
[0007]所述底部換熱管的一部分埋入底部保溫外殼內(nèi)，另一部分裸露于爐氣側(cè)。
[0008]所述汽包設(shè)置于燃磷爐的上部，循環(huán)水栗設(shè)置于燃磷爐的下部。
[0009]所述爐氣過熱器內(nèi)部設(shè)置有與汽包相連接的蒸汽通道和與燃磷爐出口相連接的爐氣通道。
[0010]所述爐體換熱面包括從內(nèi)向外設(shè)置的水冷壁管、保溫層和鋼結(jié)構(gòu)，水冷壁管內(nèi)具有工質(zhì)水，水冷壁管與給循環(huán)水栗和汽包相連。
[0011]—種節(jié)能型燃磷爐的工作方法，包括以下步驟:
[0012]步驟一，單質(zhì)磷在爐內(nèi)燃燒，釋放化學(xué)熱，化學(xué)熱通過頂部換熱管、底部換熱管和爐體換熱面進行換熱；
[0013]步驟二，頂部換熱管、底部換熱管和爐體換熱面內(nèi)的換熱工質(zhì)被氣化后進入汽包進行汽水分離，分離后的飽和蒸汽進入爐氣過熱器后成為過熱蒸汽；
[0014]步驟三，汽包內(nèi)分離后的液體經(jīng)過循環(huán)水栗后進入頂部換熱管、底部換熱管和爐體換熱面內(nèi)。
[0015]所述單質(zhì)磷在爐內(nèi)燃燒生成五氧化二磷，爐氣過熱器將爐氣的溫度從入口的750°C降低為出口的550°C。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的節(jié)能型燃磷爐能夠通過頂部換熱管、底部換熱管和爐體換熱面進行換熱，帶走爐中的熱量加以回收利用，循環(huán)水栗與頂部換熱管、底部換熱管、爐體換熱面和汽包相連，形成強制循環(huán)回路，保證回路中不會出現(xiàn)流動死區(qū)或氣泡阻塞，并使工質(zhì)水達到需要的蒸發(fā)壓力，本裝置合理布置了蒸發(fā)和過熱器的受熱面，即有效分級利用了余熱資源，又不會給系統(tǒng)造成過大流動阻力，取消了原有的冷卻水系統(tǒng)，節(jié)約了大量的冷卻循環(huán)水，并節(jié)省了循環(huán)水栗的功耗，提高了整個生產(chǎn)過程的效率。
[0017]進一步的，爐體換熱面包括從內(nèi)向外設(shè)置的水冷壁管、保溫層和鋼結(jié)構(gòu)，工質(zhì)水進入管內(nèi)后吸熱，部分汽化成為汽水混合物進入汽包;保溫層位于水冷壁管的外側(cè)，防止爐內(nèi)熱量及管內(nèi)工質(zhì)水的熱量散發(fā)造成能量損失及燙傷工作人員；鋼結(jié)構(gòu)為水冷壁管及保溫層提供支撐，并能承受一定的壓力。
[0018]本發(fā)明的方法通過爐頂換熱管、爐體換熱面及爐底換熱管吸收爐內(nèi)熱量，產(chǎn)生汽水混合物，然后進入到汽包內(nèi)實現(xiàn)分離，飽和蒸汽再進入爐氣過熱器中加熱，提高了蒸汽參數(shù)，工質(zhì)水通過循環(huán)水栗后重新進入爐頂換熱管、爐體換熱面及爐底換熱管內(nèi)進行熱交換，爐內(nèi)磷燃燒的產(chǎn)生的高溫熱能不再被冷卻水帶走排放，而是進行三級熱交換后帶動附屬裝置，同樣也節(jié)省了冷卻水循環(huán)栗及其功耗，熱能在爐體內(nèi)得到回收，不需要附加鍋爐，實現(xiàn)了生產(chǎn)穩(wěn)定運行和能量利用最大化的雙重目的。
[0019]進一步的，本發(fā)明的爐氣出口溫度不低于550°C，能夠防止五氧化二磷冷凝粘接在爐氣過熱器壁面。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021 ]其中，I為頂部保溫外殼，2為底部保溫外殼，3為底部換熱管，4為汽包，5為循環(huán)水栗，6為爐氣過熱器，7爐體換熱面，8為頂部換熱管。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0023]參見圖1，一種節(jié)能型燃磷爐，包括設(shè)置在燃磷爐上的頂部保溫外殼I和底部保溫外殼2，燃磷爐外壁包裹有爐體換熱面7，頂部保溫外殼I內(nèi)設(shè)置有頂部換熱管8，底部保溫外殼2內(nèi)設(shè)置有底部換熱管3，頂部換熱管8和底部換熱管3均連接循環(huán)水栗5和汽包4，汽包4連接爐氣過熱器6，汽包4的液體出口連接循環(huán)水栗5，爐氣過熱器6內(nèi)部設(shè)置有與汽包4相連接的蒸汽通道和與燃磷爐出口相連接的爐氣通道，蒸汽和爐氣在各自的通道內(nèi)流過，在這個過程中完成熱交換，將飽和蒸汽加熱為過熱蒸汽，該蒸汽進入汽輪機膨脹做功，用作發(fā)電或直接驅(qū)動負載，使能量得到有效回收。
[0024]爐體換熱面7包括從內(nèi)向外設(shè)置的水冷壁管、保溫層和鋼結(jié)構(gòu)，水冷壁管內(nèi)具有工質(zhì)水，水冷壁管與給循環(huán)水栗5和汽包5相連。
[0025]頂部換熱管8的一部分埋入頂部保溫外殼I內(nèi)，另一部分裸露于爐氣側(cè)，底部換熱管3的一部分埋入底部保溫外殼2內(nèi)，另一部分裸露于爐氣側(cè)，汽包4設(shè)置于燃磷爐的上部，循環(huán)水栗5設(shè)置于燃磷爐的下部，頂部換熱管8和底部換熱管3設(shè)置在保溫層內(nèi)，不擠占爐內(nèi)空間并兼顧換熱效果，換熱管內(nèi)的水流量是經(jīng)過計算的，改變了原有爐子大流量、小溫升冷卻水的做法，將爐體冷卻和能量回收相結(jié)合。
[0026]頂部保溫外殼I設(shè)置在燃磷爐頂部，起密封爐體的作用，并為頂部換熱管提供保溫隔層，使管中的工質(zhì)水不與外界發(fā)生熱量交換，保證熱量完全得到回收利用；
[0027]底部保溫外殼2設(shè)置在燃磷爐的底部，起密封爐體并承重的作用，并為底部換熱管提供保溫隔層，使管中的工質(zhì)水不與外界發(fā)生熱量交換；
[0028]—種節(jié)能型燃磷爐的工作方法，包括以下步驟:
[0029]步驟一，單質(zhì)磷在爐內(nèi)燃燒，釋放化學(xué)熱，化學(xué)熱通過頂部換熱管8、底部換熱管3和爐體換熱面7進行換熱；
[0030]步驟二，頂部換熱管8、底部換熱管3和爐體換熱面7內(nèi)的換熱工質(zhì)被氣化后進入汽包4進行汽水分離，分離后的飽和蒸汽進入爐氣過熱器6后成為過熱蒸汽；
[0031]步驟三，汽包4內(nèi)分離后的液體經(jīng)過循環(huán)水栗5后進入頂部換熱管8、底部換熱管3和爐體換熱面7內(nèi)。
[0032]單質(zhì)磷在爐內(nèi)燃燒生成五氧化二磷，爐氣過熱器6將爐氣的溫度從入口的750°C降低為出口的550°C。
【主權(quán)項】
1.一種節(jié)能型燃磷爐，其特征在于，包括設(shè)置在燃磷爐上的頂部保溫外殼(I)和底部保溫外殼(2)，燃磷爐外壁包裹有爐體換熱面(7)，頂部保溫外殼(I)內(nèi)設(shè)置有頂部換熱管(8)，底部保溫外殼(2)內(nèi)設(shè)置有底部換熱管(3)，頂部換熱管(8)和底部換熱管(3)均連接循環(huán)水栗(5)和汽包(4)，汽包(4)連接爐氣過熱器(6)，汽包(4)的液體出口連接循環(huán)水栗(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型燃磷爐，其特征在于，所述頂部換熱管(8)的一部分埋入頂部保溫外殼(I)內(nèi)，另一部分裸露于爐氣側(cè)； 所述底部換熱管(3)的一部分埋入底部保溫外殼(2)內(nèi)，另一部分裸露于爐氣側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型燃磷爐，其特征在于，所述汽包(4)設(shè)置于燃磷爐的上部，循環(huán)水栗(5)設(shè)置于燃磷爐的下部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型燃磷爐，其特征在于，所述爐氣過熱器(6)內(nèi)部設(shè)置有與汽包(4)相連接的蒸汽通道和與燃磷爐出口相連接的爐氣通道。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型燃磷爐，其特征在于，所述爐體換熱面(7)包括從內(nèi)向外設(shè)置的水冷壁管、保溫層和鋼結(jié)構(gòu)，水冷壁管內(nèi)具有工質(zhì)水，水冷壁管與給循環(huán)水栗(5)和汽包(5)相連。6.權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型燃磷爐的工作方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，單質(zhì)磷在爐內(nèi)燃燒，釋放化學(xué)熱，化學(xué)熱通過頂部換熱管(8)、底部換熱管(3)和爐體換熱面(7)進行換熱； 步驟二，頂部換熱管(8)、底部換熱管(3)和爐體換熱面(7)內(nèi)的換熱工質(zhì)被氣化后進入汽包(4)進行汽水分離，分離后的飽和蒸汽進入爐氣過熱器(6)后成為過熱蒸汽； 步驟三，汽包(4)內(nèi)分離后的液體經(jīng)過循環(huán)水栗(5)后進入頂部換熱管(8)、底部換熱管(3)和爐體換熱面(7)內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種節(jié)能型燃磷爐的工作方法，其特征在于，所述單質(zhì)磷在爐內(nèi)燃燒生成五氧化二磷，爐氣過熱器(6)將爐氣的溫度從入口的750°C降低為出口的550°C。
【文檔編號】F22G5/06GK106090881SQ201610383568
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月1日 公開號201610383568.5, CN 106090881 A, CN 106090881A, CN 201610383568, CN-A-106090881, CN106090881 A, CN106090881A, CN201610383568, CN201610383568.5
【發(fā)明人】程代京, 郭建, 程伯鴻
【申請人】陜西擎華新能源技術(shù)有限公司