合成氣廢熱鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種以煤、油、氣為原料生產(chǎn)合成氨裝置中的合成氣廢熱鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]合成氣廢熱鍋爐(簡稱合成廢鍋)是以煤、氣、油等生產(chǎn)合成氨的工藝裝置中的核心設(shè)備。由于其使用工況復(fù)雜和惡劣，目前國內(nèi)生產(chǎn)的規(guī)模大的合成氨裝置仍然大量采用進(jìn)口。國內(nèi)設(shè)計(jì)的合成氣廢鍋只能用在小型裝置上，并且由于設(shè)計(jì)上存在各種技術(shù)問題，合成氣廢鍋存在著直徑大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大、投資大、檢修困難、安全和穩(wěn)定性差難以保證等問題，成為整個(gè)裝置穩(wěn)定和長周期生產(chǎn)，以及裝置大型化的瓶頸。
[0003]現(xiàn)在國內(nèi)也有各種類型結(jié)構(gòu)的合成氣廢鍋的設(shè)計(jì)和使用，但也存在一些問題，如:
(1)常規(guī)的放射梅花狀排管結(jié)構(gòu)，管板面必須有環(huán)狀的非布管區(qū)，因此，設(shè)備直徑大，U型管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，規(guī)格多且安裝難度大，而且由于排管數(shù)量的制約，設(shè)備無法適應(yīng)裝置規(guī)模放大要求；(2)大小管板間的金屬套管結(jié)構(gòu)不合理，造成套管處氣流短路，進(jìn)而造成管頭焊縫裂紋；(3)進(jìn)口內(nèi)金屬管箱不可拆，設(shè)備無法檢修；(4)由于小管板不可拆，在金屬套管或管頭出現(xiàn)問題后，無法更換和修理。
[0004]因此，開發(fā)具有自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專利技術(shù)的、獨(dú)特的、安全的、穩(wěn)定可靠的，并且是可以再放大的一種合成氣廢鍋，是國產(chǎn)化大型合成氨及其它類似裝置的核心內(nèi)容。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供一種在相同設(shè)備直徑下能夠有效增加換熱面積，并合理控制換熱管長度，從而適用于工業(yè)裝置大型化需要，而且還能合理減小設(shè)備直徑的合成氣廢熱鍋爐。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:合成氣廢熱鍋爐，包括爐體、大管板以及設(shè)置在大管板上的若干U型換熱管，其特征在于:所述大管板中心對(duì)應(yīng)的至少一列U型換熱管以水平中心線為軸線進(jìn)行彎曲布置，其余的U型換熱管以垂直中心線為軸線進(jìn)行彎曲布置，或者所述大管板中心對(duì)應(yīng)的至少一排U型換熱管以垂直中心線為軸線進(jìn)行彎曲布置，其余的U型換熱管以水平中心線為軸線進(jìn)行彎曲布置，彎曲方向不同的兩部分U型換熱管的直段長度不同。
[0007]本實(shí)用新型所述的合成氣廢熱鍋爐，其彎曲方向相同的多個(gè)U型換熱管中，其相鄰U型換熱管的進(jìn)、出口交錯(cuò)布置。
[0008]本實(shí)用新型所述的合成氣廢熱鍋爐，其彎曲方向相同的多個(gè)U型換熱管中，其U型換熱管的直段長度一致。
[0009]本實(shí)用新型所述的合成氣廢熱鍋爐，其在所述爐體下部管箱的管箱進(jìn)氣管內(nèi)設(shè)置有內(nèi)襯筒，在所述管箱進(jìn)氣管與內(nèi)襯筒之間設(shè)置有多個(gè)Ω型膨脹節(jié)。
[0010]本實(shí)用新型所述的合成氣廢熱鍋爐，其在所述大管板下方設(shè)置有小管板，所述小管板通過拉桿與大管板連接固定，所述小管板將管箱分為相互獨(dú)立的兩部分空間，所述小管板與大管板之間形成的出氣空間與U型換熱管的出口端連通，另一部分的進(jìn)氣空間與U型換熱管的進(jìn)口端連通。
[0011]本實(shí)用新型所述的合成氣廢熱鍋爐，其所述U型換熱管的進(jìn)口端通過導(dǎo)流管與進(jìn)氣空間連通，所述導(dǎo)流管一端由U型換熱管的進(jìn)口端插入，所述導(dǎo)流管與U型換熱管前端之間的間隙內(nèi)設(shè)置有耐火纖維隔離層A，所述導(dǎo)流管插入U(xiǎn)型換熱管進(jìn)口端內(nèi)的端部呈喇叭狀結(jié)構(gòu)。
[0012]本實(shí)用新型所述的合成氣廢熱鍋爐，其在所述小管板與大管板之間、導(dǎo)流管外周套接有套管，所述套管端部與U型換熱管進(jìn)口端端面之間設(shè)置有耐火纖維隔離層B。
[0013]本實(shí)用新型所述的合成氣廢熱鍋爐，其在所述套管內(nèi)、導(dǎo)流管外周設(shè)置有多個(gè)限位塊，所述多個(gè)限位塊對(duì)導(dǎo)流管形成徑向限位，所述套管前端部通過環(huán)板與導(dǎo)流管固定連接，在所述套管后端部設(shè)置有與限位塊對(duì)應(yīng)配合的限位環(huán)。
[0014]本實(shí)用新型所述的合成氣廢熱鍋爐，其在所述小管板與大管板之間、拉桿外周套有定距管，所述定距管兩端分別抵靠在小管板與大管板的對(duì)應(yīng)端面，所述拉桿一端穿過小管板和定距管后固定連接在大管板上，通過螺接在拉桿上的鎖緊螺母將小管板、大管板以及定距管連接在一起。
[0015]本實(shí)用新型所述的合成氣廢熱鍋爐，其所述小管板為多塊可拆結(jié)構(gòu)，所述小管板邊緣部分通過固定拉桿與管箱內(nèi)的分隔筒連接，在所述小管板邊緣部分與分隔筒之間設(shè)置有墊片。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]1、本實(shí)用新型中大管板上采用的水平/垂直交錯(cuò)式布管結(jié)構(gòu)，能夠在空間利用上達(dá)到布管數(shù)量的最大化，在相同設(shè)備直徑下提高排管數(shù)量，從而有效增加換熱面積，其不僅適用于工業(yè)裝置大型化需要，而且還能合理的減小設(shè)備直徑，使得設(shè)備結(jié)構(gòu)更緊湊。
[0018]2、本實(shí)用新型中換熱管的直段長度僅有兩個(gè)規(guī)格，設(shè)計(jì)、安裝比較簡單，不需要采用更復(fù)雜的空間設(shè)計(jì)來避免換熱管之間相互干涉來滿足工藝要求的布管數(shù)量，并為U型換熱管的制造提供了便利。
[0019]3、本實(shí)用新型中相鄰U型換熱管的進(jìn)、出口錯(cuò)開布置，可使管板的溫度分布更為均勻，溫差應(yīng)力更小，由于管板表面均可布置換熱管，布管無盲區(qū)，因此，整個(gè)管板面的溫度均為一致的，減少了管板的內(nèi)應(yīng)力，設(shè)備更為安全。
[0020]4、本實(shí)用新型中U型換熱管的進(jìn)口端與導(dǎo)流管連接，導(dǎo)流管插入U(xiǎn)型換熱管部分與U型換熱管之間設(shè)置耐火纖維隔離層，有效隔離了進(jìn)口高溫氣體對(duì)管板以及換熱管焊接接頭的影響，防止因?yàn)闊醾鲗?dǎo)造成換熱管接頭及管板的材料的強(qiáng)度降低，同時(shí)也有效地降低厚管板內(nèi)部的溫差應(yīng)力，而且導(dǎo)流管端部采用喇叭狀結(jié)構(gòu)，更有利于將高溫流體導(dǎo)入換熱管，而且便于固定耐火纖維層防止纖維脫落，同時(shí)防止導(dǎo)流管在換熱管內(nèi)的振動(dòng)。
[0021]5、本實(shí)用新型中大、小管板之間的連接結(jié)構(gòu)能夠有效支撐和固定大小管板之間的距離，保持小管板的穩(wěn)定，保證套管與管板間的有效安裝距離和壓緊力，防止松弛，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)小管板的拆卸。
[0022]6.本實(shí)用新型中在管箱進(jìn)口管內(nèi)設(shè)置內(nèi)襯筒，并在兩者之間設(shè)置膨脹節(jié)，能夠降低各承壓部件的厚度，同時(shí)解決膨脹協(xié)調(diào)。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是本實(shí)用新型中大管板上U型換熱管進(jìn)、出口的分布圖。
[0025]圖3是本實(shí)用新型中U型換熱管與大、小管板連接處的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4是圖3中A部放大圖。
[0027]圖5是本實(shí)用新型中大、小管板的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖6是本實(shí)用新型中管箱進(jìn)口管處的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中標(biāo)記:1為爐體，2為大管板，3為U型換熱管，4為小管板，5為拉桿，6a為出氣空間，6b為進(jìn)氣空間，7為導(dǎo)流管，8為耐火纖維隔離層A，9為套管，10為耐火纖維隔離層B，11為限位塊，12為環(huán)板，13為限位環(huán)，14為定距管，15為固定拉桿，16為分隔筒，17為墊片，18為管箱，19為管箱進(jìn)氣管，20為內(nèi)襯筒，21為Ω型膨脹節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
[0031]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0032]如圖1-4所示，合成氣廢熱鍋爐，包括爐體1、大管板2以及設(shè)置在大管板2上的若干U型換熱管3，所述大管板2中心對(duì)應(yīng)的兩列U型換熱管3以水平中心線為軸線進(jìn)行彎曲布置，其余的U型換熱管3以垂直中心線為軸線進(jìn)行彎曲布置，或者所述大管板2中心對(duì)應(yīng)的兩排U型換熱管3以垂直中心線為軸線進(jìn)行彎曲布置，其余的U型換熱管3以水平中心線為軸線進(jìn)行彎曲布置，彎曲方向不同的兩部分U型換熱管3的直段長度不同。大管板上采用的水平/垂直交錯(cuò)式布管結(jié)構(gòu)，能夠在空間利用上達(dá)到布管數(shù)量的最大化，在相同設(shè)備直徑下提高排管數(shù)量，從而有效增加換熱面積，其不僅適用于工業(yè)裝置大型化需要，而且還能合理的減小設(shè)備直徑，使得設(shè)備結(jié)構(gòu)更緊湊。其中，彎曲方向相同的多個(gè)U型換熱管3中，其U型換熱管3的直段長度一致，即所有換熱管的直段長度僅有兩個(gè)規(guī)格，設(shè)計(jì)、安裝比較簡單，不需要采用更復(fù)雜的空間設(shè)計(jì)來避免換