專利名稱：余熱利用鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于利用二次能源熱能的設(shè)備，具體地說，是利用工業(yè)爐排氣熱量的余熱鍋爐。
本發(fā)明可最有效地用于設(shè)計自然循環(huán)的輻射流型余熱鍋爐，例如有色冶金工業(yè)中所用的那種。
本發(fā)明也可用于其它工業(yè)，如煉油、造紙、鋼鐵等工業(yè)。
現(xiàn)在，生態(tài)問題的意義越來越大。這就使工業(yè)廢氣在其所含的可能污染環(huán)境的有害物質(zhì)未經(jīng)清除前不能排放。同時，這種廢氣又是有潛力的熱源，屬于二次能源。在余熱鍋爐中加以利用，不僅能處理其中所含的污染物質(zhì)，而且還有經(jīng)濟效益。
進入余熱鍋爐的廢氣流量和初始溫度波動范圍很大。因而產(chǎn)汽量及蒸汽參數(shù)，如壓力和過熱溫度也隨之波動。這不利于蒸汽的有效利用，如用于發(fā)電。
為了保持余熱鍋爐蒸汽生產(chǎn)過程穩(wěn)定，并保證蒸汽的主要參數(shù)，采用另加燃料對余熱鍋爐補充加熱的方法。
現(xiàn)在已有一種用于有色冶金工業(yè)的余熱蒸汽鍋爐，在其圍繞煙道的冷水壁內(nèi)采用的自然循環(huán)(SU，A，254521)。煙道橫截面較大，使煙氣保持低流速(0.5～2米/秒)，為含有易熔煙塵的熱煙氣保證良好的冷卻條件。
煙氣流速低時，由于自然對流而使氣流分層，因而使煙道橫截面上部煙氣的溫度大大高于下部煙氣的溫度。
此外，煙道四周冷水壁沿氣流方向的第一排管子比最后一排管子吸收的熱量多得多。
冷水壁所有的管子都平行接入一個總的鍋爐循環(huán)系統(tǒng)。自然循環(huán)的可靠性在很大程度上取決于各管吸熱極限值的比率，以及向產(chǎn)汽管供熱是否間斷。
已有的余熱鍋爐結(jié)構(gòu)(SU，A，236486)解決了供熱穩(wěn)定問題。所用的方法是，沿主煙道全長裝設(shè)一個外緣煙道，在主煙道與外緣煙道之間的空間用作補充加熱燃燒室，并裝設(shè)對流受熱面。
水冷壁裝在主煙道四周，位于冶金爐上方，在爐子的各種工作狀況下受到煙氣的不均勻加熱。
只有在余熱鍋爐主煙道內(nèi)煙氣流量減少或完全停止送入時才進行補充加熱。但這樣使主煙道水冷壁所受的補充熱量并不均勻，因而不能保證水冷壁管均勻受熱。
另外一個較大的缺點是，包圍主煙道冷水壁的外緣煙道的外冷水壁妨礙主煙道冷水壁的維修。
上述缺點不利于在自然循環(huán)余熱鍋爐內(nèi)采用這項發(fā)明。
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種余熱鍋爐，其主煙道側(cè)水冷壁全部管子之間和每根管子的各段之間，在鍋爐的各種工作狀態(tài)之下，皆能保證均勻的熱量分布。
達到上述目的的方法是，在余熱鍋爐帶水冷壁的主煙道內(nèi)設(shè)受熱面，主煙道連接一個外緣煙道，外緣煙道有燃燒室和受熱面，按照本發(fā)明，再增加一個補充外緣煙道，也有燃燒室和受熱面，兩個外緣煙道從相反方向在主煙道側(cè)水冷壁下部與主煙道連接，全部煙道皆水平布置。
在上述余熱鍋爐內(nèi)可均勻并連續(xù)地向側(cè)水冷壁管供熱。這是因為側(cè)水冷壁上部受到來自主煙道的煙氣的熱量，下部受外緣煙道燃燒燃料產(chǎn)生的熱量。
只在主煙道側(cè)水冷壁下部將外緣煙道從兩面與主煙道連接，并將三個煙道水平布置，可以有目標地輸送補充的熱量，因而能最經(jīng)濟地進行鍋爐的補充加熱。而且，這種鍋爐結(jié)構(gòu)還能保證大部分側(cè)水冷壁維修方便。
余熱鍋爐的高效補充燃燒還可防止當煙氣供熱停止時金屬溫度降到露點以下因存在腐蝕性介質(zhì)而使鍋爐腐蝕。
在本發(fā)明最佳實施例中外緣煙道的燃燒室位于主煙道排出煙氣的方面。在通過主煙道的煙氣和通過外緣煙道的補充燃料燃燒產(chǎn)物做相向流動的情況下，側(cè)水冷壁管將均勻受熱。
最好使主煙道側(cè)水冷壁下部向煙道軸線傾斜，形成一個冷漏斗，而外緣煙道布置在主煙道側(cè)水冷壁傾斜部分下方。
冷漏斗用于收集和排出煙氣中落下的灰塵。將外緣煙道布置在主煙道下面可以更有效地利用余熱鍋爐占用的空間和面積。從而降低建造此種鍋爐的投資。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點可通過以下實施例和附圖的詳細說明得到更清晰的了解。


圖1.本發(fā)明余熱鍋爐縱剖面草圖。
圖2.圖1中的Ⅱ-Ⅱ剖面。
圖3.圖2中的Ⅲ-Ⅲ剖面。
余熱鍋爐有一個帶水冷壁的主煙道1(圖1，2)，主煙道內(nèi)有受熱面2。與主煙道相連的有外緣煙道3和補充外緣煙道6。外緣煙道3有燃燒室4和受熱面5。補充外緣煙道6有燃燒室7和受熱面8。外緣煙道3、6從相反方向在主煙道1側(cè)水冷壁9下部與主煙道相連(圖3)。煙道1、3、6水平布置。
外緣煙道3、6的燃燒室4、7布置在主煙道1排氣口的側(cè)面。
外緣煙道3、6內(nèi)的受熱面5、8用于將其中的蒸汽過熱。外緣煙道3和6裝有穿孔隔板10(圖2)，隔板將燃燒室4、7與煙道3、6的其余部分隔開。煙道3、6有排煙口11和外水冷壁12(圖3)。主煙道1通過輻射室13(圖1)與工藝爐14連接，并有排煙口15。燃燒室4和7內(nèi)有燃燒器16(圖2)。
主煙道1側(cè)水冷壁9下部(圖3)向煙道1軸線傾斜，形成冷漏斗17(圖3)，下面裝有灰斗18，用于收集和清除煙塵。外緣煙道3和6的一部分位于側(cè)水冷壁9傾斜部分下方。蒸汽過熱溫度由蒸汽冷卻器19調(diào)節(jié)。蒸汽冷卻器19通過集汽管20安裝在受熱面組(蒸汽過熱器)5和8之間。
余熱鍋爐工作原理如下主要工作狀態(tài)是在工藝爐14工作時，煙氣從爐中進入輻射室13，在輻射室13由冷卻到所攜帶的煙塵熔化溫度以下，再沿箭頭A方向進入主煙道1，在主煙道1內(nèi)冷卻，將熱量傳給側(cè)水冷壁9和受熱面2。然后，煙氣從鍋爐中沿箭頭B方向經(jīng)排煙口15排出。
由于受冷，煙氣由攜帶的大部分灰塵以固體顆粒狀態(tài)落入冷漏斗17，隨后進入灰斗18，在輻射室13、主煙斗1側(cè)水冷壁9和受熱面2內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽用已知的方法分離，送往受熱面5、8和外緣煙道3和6的外水冷壁12過熱。在燃燒器16內(nèi)燃燒的燃料可以是固體、液體或氣體燃料。
輔助工作狀態(tài)是在工藝爐14不工作時，用汽設(shè)備所需的最低必要的蒸汽量只通過在燃燒器16內(nèi)燃燒燃料來產(chǎn)生和過熱。這時，主煙道1的側(cè)水冷壁9下部被煙氣急劇加熱，并通過自然循環(huán)將鍋爐內(nèi)溫度保持在這種成分的工藝煙氣的露點以上，防止在爐14停止工作時鍋爐全部受熱面受到低溫腐蝕，如硫酸腐蝕。
這樣，本發(fā)明的余熱鍋爐只用極少量的補充燃料即可保證其工作可靠性，與主煙道全部用外緣煙道包圍的余熱鍋爐相比，其結(jié)構(gòu)緊湊，金屬消耗量少。有助于解決這一問題的還有將外緣煙道5和6的燃燒室4和7布置在主煙道1煙氣出口的方面，因為在煙道水平布置的余熱鍋爐水冷壁內(nèi)自然循環(huán)時，沿煙氣流動方向的最后一段水冷壁可靠性最差。為了使結(jié)構(gòu)布置緊湊，將外緣煙道5和6布置在主煙道1側(cè)水冷壁9傾斜段的下方。
權(quán)利要求
1.一種余熱鍋爐，它有一個帶水冷壁的主煙道(1)，主煙道內(nèi)有受熱面(2)，并與外緣煙道(3)連接，外緣煙道(3)有燃燒室(4)與受熱面(5)。其特征為它有一個補充外緣煙道(6)，煙道(6)有燃燒室(7)和受熱面(8)，兩個外緣煙道(3、6)從相反方向在主煙道水冷壁(9)下部與主煙道(1)連接，全部煙道(1、3、6)水平布置。
2.權(quán)利要求1所述之余熱鍋爐，其特征為，外圍煙道(3、6)的燃燒室(4、7)布置在主煙道(1)煙氣出口方面。
3.權(quán)利要求1所述之余熱鍋爐，其特征為，主煙道(1)側(cè)水冷壁(9)下部向主煙道(1)的軸線傾斜，形成冷漏斗(17)，而外緣煙道(3、6)部分布置在主煙道(1)側(cè)水冷壁(9)傾斜部分下方。
全文摘要
一種余熱鍋爐，有一個帶水冷壁的主煙道(1)，主煙道內(nèi)有受熱面(2)，主煙道與外緣煙道(3、6)連接，外緣煙道有燃燒室(4、7)和受熱面(5、8)。全部煙道(1、3、6)水平布置，兩個外緣煙道(3、6)在主煙道側(cè)水冷壁(9)下部與主煙道(1)連接。
文檔編號F22B1/18GK1033100SQ8710775
公開日1989年5月24日 申請日期1987年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1987年11月10日
發(fā)明者瑟格·阿萊克希維奇·比亞夫, 夫拉迪米爾·尼科拉維奇·薩克里維多羅加, 吉納迪·瓦希利維奇·馬斯洛基, 阿納托利·加里洛維奇·瑟科夫, 伯里斯·彼特羅維奇·德里溫基, 弗利克斯·伯里索維奇·庫彼施米特, 阿納托利·奧西福維奇·朱伯廷斯基 申請人:生產(chǎn)聯(lián)合企業(yè)“別爾哥羅德”動力機械制造廠, 國家鎳鈷工業(yè)設(shè)計科學研究院