自除氧防腐型煅燒爐廢氣余熱鍋爐系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種自除氧防腐型煅燒爐廢氣余熱鍋爐系統(tǒng)，屬于余熱回收利用技術領域。
【背景技術】
[0002]據(jù)申請人了解，在碳素行業(yè)中，石油焦的煅燒過程是利用焦體本身產(chǎn)生的揮發(fā)份燃燒實現(xiàn)的，煅燒爐產(chǎn)生大量煙氣，且煙氣的溫度高達1000°c左右，如直接排放不僅浪費能源還對環(huán)境造成了熱污染。因此，對煅燒爐產(chǎn)生的高溫廢氣進行余熱回收成為刻不容緩的事。目前，煅燒爐排出的尾氣經(jīng)余熱鍋爐產(chǎn)生約450°c的高壓過熱蒸汽，高壓過熱蒸汽可供發(fā)電或工藝使用，而發(fā)電后的冷凝水添加部分新鮮補水又成為提供給用戶的給水，這就需要余熱鍋爐回收系統(tǒng)具有自除氧的功能。此外，一般用戶通常將蒸汽過熱器設置于余熱鍋爐的高溫煙氣進口處，蒸汽過熱器的管束直接與1000°C左右的高溫煙氣接觸，不可避免地產(chǎn)生高溫腐蝕，高溫腐蝕是指在高溫情況下，煙氣中的含硫物質與鍋爐系統(tǒng)中傳熱管的金屬管壁發(fā)生化學反應引起的腐蝕現(xiàn)象;對于設置在低溫煙氣部分的省煤器，用戶常采用普通省煤器結構，不可避免地產(chǎn)生了煙氣的低溫露點腐蝕，低溫露點腐蝕是指在低溫情況下，煙氣中的硫氧化物與水分凝結，生成硫酸及亞硫酸，硫酸和亞硫酸與金屬管壁發(fā)生化學反應所引起的腐蝕現(xiàn)象。因此，現(xiàn)有的余熱鍋爐系統(tǒng)存在的主要問題之一，即是尾氣余熱不能充分回收，最后排煙溫度仍然較高，在300°C左右，甚至更高;主要問題之二是煙氣對傳熱面的高、低溫腐蝕不可避免;主要問題之三是傳統(tǒng)的余熱鍋爐系統(tǒng)在除氧時需要消耗該系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生的高壓蒸汽，造成一定程度的能量浪費。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是:克服現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種自除氧防腐型煅燒爐廢氣余熱鍋爐系統(tǒng)，可充分回收利用煙氣中的高熱量，不僅有效抗拒煙氣對傳熱面的高、低溫腐蝕，還具有自除氧功能，避免了鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生的高壓蒸汽的大量消耗。
[0004]本實用新型解決其技術問題的技術方案如下：
[0005]—種自除氧防腐型煅燒爐廢氣余熱鍋爐系統(tǒng)，該系統(tǒng)的前端設置高溫煙氣進口，后端設置低溫煙氣出口，系統(tǒng)內(nèi)沿煙氣流通方向依次設置火管式蒸發(fā)器、過熱器、水管式蒸發(fā)器、省煤器和除氧蒸發(fā)器，火管式蒸發(fā)器、水管式蒸發(fā)器和除氧蒸發(fā)器的兩端分別設置有上升管和下降管，火管式蒸發(fā)器、水管式蒸發(fā)器上的上升管和下降管分別與汽包相連，除氧蒸發(fā)器上的上升管和下降管與除氧水箱相連，過熱器的出口端設有過熱蒸汽管，入口端設有飽和蒸汽管，飽和蒸汽管與汽包連通，過熱蒸汽管與用戶管路連通。
[0006]上述結構中，一方面通過過熱器、省煤器使高溫煙氣的余熱回收系統(tǒng)一直處于較為合適的溫度環(huán)境中，避免余熱鍋爐出現(xiàn)高溫、低溫腐蝕現(xiàn)象;另一方面采用除氧蒸發(fā)器產(chǎn)生的低壓蒸汽替代傳統(tǒng)余熱鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生的中、高壓蒸汽，供來自系統(tǒng)外的冷水除氧，節(jié)約了能量。
[0007]本實用新型進一步完善的技術方案如下：
[0008]優(yōu)選地，火管式蒸發(fā)器內(nèi)置一組貫穿其腔體的第一傳熱管，第一傳熱管為螺旋槽管，可以增強管內(nèi)氣流的擾動，強化氣流的對流傳熱，增強管外水的沸騰傳熱。
[0009]優(yōu)選地，省煤器內(nèi)置一組橫向布置的徑向熱管，徑向熱管的外側纏繞有換熱翅片，可強化氣體的對流傳熱；徑向熱管的內(nèi)管內(nèi)的冷水入口通過除氧水管路與除氧水箱連通，內(nèi)管內(nèi)的冷水出口通過熱水管路與汽包連通。
[0010]優(yōu)選地，水管式蒸發(fā)器內(nèi)置一組第二傳熱管，除氧蒸發(fā)器內(nèi)置一組第三傳熱管，第二、第三傳熱管的外側均纏繞有換熱翅片，可強化氣體的對流傳熱，換熱翅片均采用高頻焊翅片，以減小翅片與管壁間的接觸熱阻。
[0011]采用以上優(yōu)選結構后，擴展了傳熱管的傳熱面積，強化了傳熱作用。
[0012]優(yōu)選地，除氧水箱與提供冷水的外接水源連接。
[0013]優(yōu)選地，除氧水管路上安裝有水栗。
[0014]本實用新型可充分回收利用煙氣中的高熱量，不僅有效抗拒煙氣對傳熱面的高、低溫腐蝕，還具有自除氧功能，避免了鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生的高壓蒸汽的大量消耗。
【附圖說明】
[0015]圖I為本實用新型實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面參照附圖并結合實施例對本實用新型作進一步詳細描述。但是本實用新型不限于所給出的例子。
實施例
[0017]如圖I所示，本實施例的自除氧防腐型煅燒爐廢氣余熱鍋爐系統(tǒng)，該系統(tǒng)本體的前端設置高溫煙氣進口，后端設置低溫煙氣出口，系統(tǒng)本體內(nèi)沿煙氣流通方向依次設置火管式蒸發(fā)器1、過熱器2、水管式蒸發(fā)器3、省煤器4和除氧蒸發(fā)器5。火管式蒸發(fā)器I內(nèi)置一組貫穿其腔體的第一傳熱管，第一傳熱管采用螺旋槽管，螺旋槽管能對其內(nèi)流動的煙氣產(chǎn)生較強的擾動作用，進而導致傳熱管傳熱效果加強，且火管式蒸發(fā)器I內(nèi)的第一傳熱管的工質出口設置有第一上升管6，工質進口設有第一下降管7，第一上升管6、第一下降管7與汽包12連通，火管式蒸發(fā)器I布置在煙氣的高溫階段，煙氣流經(jīng)第一傳熱管的管內(nèi)，對于設備保溫極其方便。過熱器2的出口端設有過熱蒸汽管10，入口端設有飽和蒸汽管11，飽和蒸汽管11與汽包12連通，過熱蒸汽管10與用戶管路連通，將過熱器2布置在火管式蒸發(fā)器I與水管式蒸發(fā)器3之間，對火管式蒸發(fā)器I和水管式蒸發(fā)器3產(chǎn)生的過熱蒸汽進行過熱以達到要求溫度，同時由于過熱器2沒有位于煙氣路徑的最高溫處，能避免鍋爐系統(tǒng)出現(xiàn)高溫腐蝕現(xiàn)象。水管式蒸發(fā)器3內(nèi)置一組第二傳熱管，且水管式蒸發(fā)器3內(nèi)的第二傳熱管的工質出口設有第二上升管8，工質入口設有第二下降管9，第二上升管8、第二下降管9與汽包12連通。省煤器4內(nèi)置一組橫向布置的徑向熱管，采用徑向熱管其傳熱面壁溫比普通管式省煤器提高約10°C，能有效地防止鍋爐系統(tǒng)出現(xiàn)低溫露點腐蝕，徑向熱管的內(nèi)管內(nèi)的冷水入口通過除氧水管路16與除氧水箱13連通，內(nèi)管內(nèi)的冷水出口通過熱水管路17與汽包12連通，除氧水管路16上安裝有水栗18。除氧蒸發(fā)器5內(nèi)置一組第三傳熱管，除氧蒸發(fā)器5產(chǎn)生的蒸汽壓力較低，通常約為0. 2MPa，可用作外界冷水除氧，除氧蒸發(fā)器5內(nèi)的第三傳熱管的工質出口設置有第三上升管14，工質入口設置有第三下降管15，第三上升管14和第三下降管15與除氧水箱13相連，除氧水箱13兼作低壓汽包與提供冷水的外接水源連接。
[0018]水管式蒸發(fā)器3、省煤器4和除氧蒸發(fā)器5依次設置在煙氣的中、低溫段，煙氣流經(jīng)第二、第三傳熱管及徑向熱管等管束的外表面，由于第二、第三傳熱管及徑向熱管的外側均纏繞有高頻焊翅片，擴展了傳熱管的傳熱面積，強化了傳熱作用。
[0019]運行過程如下：
[0020]將煅燒爐出口的高溫煙氣經(jīng)高溫煙氣進口通入余熱鍋爐系統(tǒng)，并依次經(jīng)火管式蒸發(fā)器I、過熱器2、水管式蒸發(fā)器3、省煤器4和除氧蒸發(fā)器5熱交換，最終降溫后經(jīng)低溫煙氣出口排出。第一傳熱管外、第二傳熱管內(nèi)的工質吸收熱量后從液體變成蒸汽，并流入汽包12，與此同時汽包12內(nèi)蒸汽冷凝后產(chǎn)生飽和水，流回第一傳熱管外、第二傳熱管內(nèi)；徑向熱管內(nèi)管內(nèi)的工質吸收熱量后溫度升高，并進入汽包12，與此同時通過水栗18從除氧水箱13向徑向熱管補充低溫液態(tài)工質一除氧水，而除氧水箱13內(nèi)的除氧水進入第三傳熱管后吸收熱量變成除氧用的蒸汽，再返回除氧水箱13，實現(xiàn)余熱回收利用。
[0021]除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
【主權項】
1.自除氧防腐型煅燒爐廢氣余熱鍋爐系統(tǒng)，該系統(tǒng)的前端設置高溫煙氣進口，后端設置低溫煙氣出口，其特征是，所述系統(tǒng)內(nèi)沿煙氣流通方向依次設置火管式蒸發(fā)器、過熱器、水管式蒸發(fā)器、省煤器和除氧蒸發(fā)器，所述火管式蒸發(fā)器、水管式蒸發(fā)器和除氧蒸發(fā)器的兩端分別設置有上升管和下降管，所述火管式蒸發(fā)器、水管式蒸發(fā)器上的上升管和下降管分別與汽包相連，所述除氧蒸發(fā)器上的上升管和下降管與除氧水箱相連，所述過熱器的出口端設有過熱蒸汽管，入口端設有飽和蒸汽管，所述飽和蒸汽管與汽包連通，所述過熱蒸汽管與用戶管路連通。2.根據(jù)權利要求I所述自除氧防腐型煅燒爐廢氣余熱鍋爐系統(tǒng)，其特征是，所述火管式蒸發(fā)器內(nèi)置一組貫穿其腔體的第一傳熱管，所述第一傳熱管為螺旋槽管。3.根據(jù)權利要求2所述自除氧防腐型煅燒爐廢氣余熱鍋爐系統(tǒng)，其特征是，所述省煤器內(nèi)置一組橫向布置的徑向熱管，所述徑向熱管的外側纏繞有換熱翅片;所述徑向熱管的內(nèi)管內(nèi)的冷水入口通過除氧水管路與除氧水箱連通，內(nèi)管內(nèi)的冷水出口通過熱水管路與汽包連通。4.根據(jù)權利要求3所述自除氧防腐型煅燒爐廢氣余熱鍋爐系統(tǒng)，其特征是，所述水管式蒸發(fā)器內(nèi)置一組第二傳熱管，所述除氧蒸發(fā)器內(nèi)置一組第三傳熱管，所述第二、第三傳熱管的外側均纏繞有換熱翅片，所述換熱翅片采用高頻焊翅片。5.根據(jù)權利要求I所述自除氧防腐型煅燒爐廢氣余熱鍋爐系統(tǒng)，其特征是，所述除氧水箱與提供冷水的外接水源連接。6.根據(jù)權利要求I所述自除氧防腐型煅燒爐廢氣余熱鍋爐系統(tǒng)，其特征是，所述除氧水管路上安裝有水栗。
【專利摘要】本實用新型涉及自除氧防腐型煅燒爐廢氣余熱鍋爐系統(tǒng)，該系統(tǒng)前端設置高溫煙氣進口，后端設置低溫煙氣出口，系統(tǒng)內(nèi)沿煙氣流通方向依次設置火管式蒸發(fā)器、過熱器、水管式蒸發(fā)器、省煤器和除氧蒸發(fā)器?；鸸苁秸舭l(fā)器、水管式蒸發(fā)器和除氧蒸發(fā)器的兩端分別設置有上升管和下降管，火管式蒸發(fā)器、水管式蒸發(fā)器上的上升管和下降管分別與汽包相連，除氧蒸發(fā)器上的上升管和下降管與除氧水箱相連，過熱器的出口端設有過熱蒸汽管，入口端設有飽和蒸汽管，飽和蒸汽管與汽包連通，過熱蒸汽管與用戶管路連通。本實用新型可充分回收利用煙氣中的高熱量，不僅有效抗拒煙氣對傳熱面的高、低溫腐蝕，還具有自除氧功能，避免了鍋爐系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生的高壓蒸汽的大量消耗。
【IPC分類】F27D17/00, F22G1/16, F22B1/18
【公開號】CN205156648
【申請?zhí)枴緾N201520919899
【發(fā)明人】劉小平, 董人和, 陸建寧, 李菊香
【申請人】南京華電節(jié)能環(huán)保設備有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月18日