專利名稱：高溫高壓空氣加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加熱爐，具體地說是一種高溫高壓空氣加熱爐。
背景技術(shù)：
IGCC發(fā)電技術(shù)被視為21世紀(jì)煤電發(fā)展的重要方向，是解決煤電可持續(xù)發(fā)展的最有效的技術(shù)途徑之一。IGCC發(fā)電技術(shù)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(Integrated Gasification Combined Cycle，簡(jiǎn)稱IGCC)，是指將燃料進(jìn)行氣化后得到合成氣，將合成氣凈化后用于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的發(fā)電技術(shù)。IGCC技術(shù)是把高效的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與潔凈煤氣化技術(shù)結(jié)合起來，既有高發(fā)電效率，又有極好的環(huán)保性能，是一種有發(fā)展前景的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。在IGCC發(fā)電技術(shù)中，首先要解決煤氣化技術(shù)，即為提高氣化效率，需要在煤氣化過程中向氣化爐提供高溫、高壓空氣做催化劑。目前，國(guó)內(nèi)在大容量高溫高壓空氣加熱爐技術(shù)方面仍是空白，傳統(tǒng)空氣加熱爐技術(shù)普遍存在熱效率低，使用壽命短，加熱空氣量小，熱空氣壓力低等弊端。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，為了突破現(xiàn)有空氣加熱爐技術(shù)，滿足煤氣化對(duì)高溫高壓空氣的需求，本發(fā)明提供了一種高溫高壓空氣加熱爐。該加熱爐高壓空氣加熱段采用了鍋殼式結(jié)構(gòu)，高溫?zé)煔庾吖艹?，高壓空氣走殼程。在高溫管板處采用澆注耐火混凝土和換熱管加裝陶瓷保護(hù)管的形式可靠絕熱，同時(shí)采用抽取低溫?zé)煔獾饺紵隣t再循環(huán)煙氣混合室內(nèi)，與高溫?zé)煔饣旌辖禍兀ＷC了高溫端管板運(yùn)行的安全。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下一種高溫高壓空氣加熱爐，包括鋼架，其特征在于所述鋼架上裝有加熱爐主體和絕熱燃燒爐，所述絕熱燃燒爐下方設(shè)置燃燒器，所述燃燒器的一側(cè)設(shè)有自用空氣入口，所述絕熱燃燒爐上方與所述加熱爐主體固定；所述加熱爐主體主要采用多級(jí)鍋殼式對(duì)流受熱面結(jié)構(gòu)，由下到上依次為高溫段高壓空氣加熱器、中溫段高壓空氣加熱器和低溫段高壓空氣加熱器，所述高溫段高壓空氣加熱器、中溫段高壓空氣加熱器和低溫段高壓空氣加熱器的工質(zhì)側(cè)通過空氣連接管相連通，所述高溫段高壓空氣加熱器、中溫段高壓空氣加熱器和低溫段高壓空氣加熱器各自受熱面的煙氣側(cè)通過連接煙道相連通；所述低溫段高壓空氣加熱器上端與管殼式自用空氣預(yù)熱器相連，所述管殼式自用空氣預(yù)熱器的上方固定有煙囪，所述管殼式自用空氣預(yù)熱器兩側(cè)分別設(shè)有自用空氣入口和自用空氣出口，所述管殼式自用空氣預(yù)熱器一側(cè)的自用空氣出口和所述燃燒器的自用空氣入口通過自用空氣連通管相連通， 所述管殼式自用空氣預(yù)熱器另一側(cè)的自用空氣入口通過管路與送風(fēng)機(jī)相通。作為優(yōu)選，所述連接煙道上設(shè)有膨脹節(jié)。作為優(yōu)選，所述燃燒器、所述絕熱燃燒爐、所述膨脹節(jié)和所述連接煙道均鋪設(shè)耐火澆注料。作為優(yōu)選，所述高溫段高壓空氣加熱器、中溫段高壓空氣加熱器和低溫段高壓空氣加熱器的受熱面內(nèi)均設(shè)有換熱管，煙氣通道與高壓空氣通道分隔，煙氣走管程，高壓空氣走殼程。作為優(yōu)選，所述高溫段高壓空氣加熱器、中溫段高壓空氣加熱器和低溫段高壓空氣加熱器均采用鍋殼式結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)選，所述高溫段高壓空氣加熱器、中溫段高壓空氣加熱器和低溫段高壓空氣加熱器的殼程內(nèi)均設(shè)有折流板。作為優(yōu)選，所述高溫段高壓空氣加熱器、中溫段高壓空氣加熱器和低溫段高壓空氣加熱器的殼體外側(cè)均設(shè)有保溫層，所述保溫層的材質(zhì)為硅酸鋁纖維氈。作為優(yōu)選，所述絕熱燃燒爐的高溫?zé)煔獬隹谔幵O(shè)有再循環(huán)煙氣混合室，所述煙囪上設(shè)有煙氣再循環(huán)接口，所述煙氣再循環(huán)接口和所述再循環(huán)煙氣混合室通過煙氣再循環(huán)連接管相連通。作為優(yōu)選，所述絕熱燃燒爐上還設(shè)有人孔。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的高溫高壓空氣加熱爐具有制造工藝簡(jiǎn)單、安裝維修方便、運(yùn)行安全穩(wěn)定、承壓能力強(qiáng)等特點(diǎn)。通過本加熱爐可將高壓空氣由常溫加熱到500°C以上，同時(shí)采用煙氣再循環(huán)技術(shù)，將加熱器末端煙氣引入再循環(huán)煙氣混合室，在降低燃燒爐出口煙氣溫度的同時(shí)增加了煙氣流量，提高了煙氣速度，使高壓空氣和煙氣的對(duì)流傳熱系數(shù)大大提高， 在提高燃料利用效率的同時(shí)又對(duì)高溫段加熱器管板進(jìn)行了冷卻保護(hù)，降低了污染物的排放量。因此本發(fā)明適宜在IGCC煤氣化等高溫高壓空氣加熱工程領(lǐng)域中推廣使用。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的左視圖。
具體實(shí)施例方式如圖I、圖2所示的一種高溫高壓空氣加熱爐。其結(jié)構(gòu)主要包括燃燒器I、絕熱燃燒爐2、高溫段高壓空氣加熱器3、中溫段高壓空氣加熱器4、低溫段高壓空氣加熱器5、管殼式自用空氣預(yù)熱器6、煙氣再循環(huán)接口 7、煙囪8、保溫層9、空氣聯(lián)通管10、換熱管11、折流板12、自用空氣聯(lián)通管13、膨脹節(jié)14、連接煙道15、耐火澆注料16、再循環(huán)煙氣混合室17、 鋼架18。鋼架18上裝有加熱爐主體和絕熱燃燒爐2，絕熱燃燒爐2的高溫?zé)煔獬隹谔幵O(shè)有再循環(huán)煙氣混合室17，絕熱燃燒爐2上還設(shè)有人孔19，絕熱燃燒爐2下方設(shè)置燃燒器1，燃燒器I的一側(cè)設(shè)有自用空氣入口，另一側(cè)還設(shè)有人孔，絕熱燃燒爐2上方與加熱爐主體固定；加熱爐主體主要采用多級(jí)鍋殼式對(duì)流受熱面結(jié)構(gòu)，由下到上依次為高溫段高壓空氣加熱器3、中溫段高壓空氣加熱器4和低溫段高壓空氣加熱器5，三段式高壓空氣加熱器均采用鍋殼式結(jié)構(gòu)，且殼程內(nèi)均設(shè)有折流板12，在殼程內(nèi)布置折流板，加大了空氣與煙氣間的對(duì)流傳熱系數(shù)，在提高加熱爐傳熱效率的同時(shí)縮短了管子及殼體的長(zhǎng)度，節(jié)約了大量的鋼材， 根據(jù)不同的工作溫度，各段高壓空氣加熱器選用不同的金屬材料，如高溫段選用耐熱鋼，低溫段選用碳鋼，節(jié)約了制造成本；各段鍋殼式受熱面的煙氣側(cè)通過連接煙道15連接，且連接煙道15上設(shè)有膨脹節(jié)14 ;各段高壓空氣加熱器的工質(zhì)側(cè)通過空氣連接管10相連通，且各段高壓空氣加熱器的受熱面內(nèi)均設(shè)有換熱管11，煙氣通道與高壓空氣通道分隔，煙氣走管程，高壓空氣走殼程。低溫段高壓空氣加熱器5上端與管殼式自用空氣預(yù)熱器6相連，管殼式自用空氣預(yù)熱器6兩側(cè)分別設(shè)有自用空氣入口和自用空氣出口，管殼式自用空氣預(yù)熱器6 —側(cè)的自用空氣出口和燃燒器I的自用空氣入口通過自用空氣連通管13相連通，管殼式自用空氣預(yù)熱器6另一側(cè)的自用空氣入口(圖中a所示)通過管路與送風(fēng)機(jī)20相通。管殼式自用空氣預(yù)熱器6的上方固定有煙囪8，煙囪8上設(shè)有煙氣再循環(huán)接口 7，煙氣再循環(huán)接口 7和再循環(huán)煙氣混合室17通過煙氣再循環(huán)連接管相連通。為了防止高溫入口端鍋殼管板因熱應(yīng)力集中而發(fā)生裂紋，在燃燒器I、絕熱燃燒爐2、膨脹節(jié)14和連接煙道15的管板上均鋪設(shè)耐火澆注料16，從而形成耐火層，并在高溫段換熱管入口處加裝耐熱陶瓷保護(hù)套管，在高溫段高壓空氣加熱器3、中溫段高壓空氣加熱器4和低溫段高壓空氣加熱器5的殼體外側(cè)均設(shè)有保溫層9，保溫材料采用硅酸鋁纖維氈。自用空氣聯(lián)通管13、高壓空氣進(jìn)出口 b、c (圖I中b為高壓空氣入口，c為高壓空氣出口)、絕熱燃燒爐2及其出口處均設(shè)有溫度傳感器接口。本發(fā)明高溫高壓空氣加熱爐的工作流程為燃料由燃燒器I進(jìn)入絕熱燃燒爐2進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c再循環(huán)煙氣混合后依次進(jìn)入高溫段高壓空氣加熱器3、中溫段高壓空氣加熱器4、低溫段高壓空氣加熱器5、管殼式自用空氣預(yù)熱器6和煙囪8，經(jīng)煙囪8的一部分煙氣由煙氣再循環(huán)接口 7進(jìn)入再循環(huán)煙氣混合室17與絕熱燃燒爐2產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行混合；與此同時(shí)，高壓空氣首先進(jìn)入低溫段高壓空氣加熱器5中被加熱，然后通過空氣連接管10進(jìn)入到中溫段高壓空氣加熱器4中加熱，再通過空氣連接管10進(jìn)入到高溫段高壓空氣加熱器3中加熱，經(jīng)過三段高壓空氣加熱器后，高壓空氣由常溫被加熱到500°C以上，最終產(chǎn)生的高溫高壓空氣輸出供煤氣化爐等專有設(shè)備使用。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高溫高壓空氣加熱爐，包括鋼架(18)，其特征在于所述鋼架(18)上裝有加熱爐主體和絕熱燃燒爐(2)，所述絕熱燃燒爐(2)下方設(shè)置燃燒器(I)，所述燃燒器(I)的一側(cè)設(shè)有自用空氣入口，所述絕熱燃燒爐(2)上方與所述加熱爐主體固定；所述加熱爐主體主要采用多級(jí)鍋殼式對(duì)流受熱面結(jié)構(gòu)，由下到上依次為高溫段高壓空氣加熱器(3)、中溫段高壓空氣加熱器(4)和低溫段高壓空氣加熱器(5)，所述高溫段高壓空氣加熱器(3)、中溫段高壓空氣加熱器(4)和低溫段高壓空氣加熱器(5)的工質(zhì)側(cè)通過空氣連接管(10)相連通，所述高溫段高壓空氣加熱器(3)、中溫段高壓空氣加熱器(4)和低溫段高壓空氣加熱器(5)各自受熱面的煙氣側(cè)通過連接煙道(15)相連通；所述低溫段高壓空氣加熱器(5)上端與管殼式自用空氣預(yù)熱器(6)相連，所述管殼式自用空氣預(yù)熱器￠)的上方固定有煙囪(8)，所述管殼式自用空氣預(yù)熱器(6)兩側(cè)分別設(shè)有自用空氣入口和自用空氣出口，所述管殼式自用空氣預(yù)熱器(6) —側(cè)的自用空氣出口和所述燃燒器(I)的自用空氣入口通過自用空氣連通管(13)相連通，所述管殼式自用空氣預(yù)熱器(6)另一側(cè)的自用空氣入口通過管路與送風(fēng)機(jī)(20)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓空氣加熱爐，其特征在于所述連接煙道(15)上設(shè)有膨脹節(jié)(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫高壓空氣加熱爐，其特征在于所述燃燒器(I)、所述絕熱燃燒爐(2)、所述膨脹節(jié)(14)和所述連接煙道(15)均鋪設(shè)耐火澆注料(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓空氣加熱爐，其特征在于所述高溫段高壓空氣加熱器(3)、中溫段高壓空氣加熱器(4)和低溫段高壓空氣加熱器(5)的受熱面內(nèi)均設(shè)有換熱管(11)，煙氣通道與高壓空氣通道分隔，煙氣走管程，高壓空氣走殼程。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓空氣加熱爐，其特征在于所述高溫段高壓空氣加熱器(3)、中溫段高壓空氣加熱器(4)和低溫段高壓空氣加熱器(5)均采用鍋殼式結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的高溫高壓空氣加熱爐，其特征在于所述高溫段高壓空氣加熱器(3)、中溫段高壓空氣加熱器(4)和低溫段高壓空氣加熱器(5)的殼程內(nèi)均設(shè)有折流板(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓空氣加熱爐，其特征在于所述高溫段高壓空氣加熱器(3)、中溫段高壓空氣加熱器(4)和低溫段高壓空氣加熱器(5)的殼體外側(cè)均設(shè)有保溫層(9)，所述保溫層(9)的材質(zhì)為硅酸鋁纖維氈。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓空氣加熱爐，其特征在于所述絕熱燃燒爐(2)的高溫?zé)煔獬隹谔幵O(shè)有再循環(huán)煙氣混合室(17)，所述煙囪(8)上設(shè)有煙氣再循環(huán)接口(7)，所述煙氣再循環(huán)接口(7)和所述再循環(huán)煙氣混合室(17)通過煙氣再循環(huán)連接管相連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫高壓空氣加熱爐，其特征在于所述絕熱燃燒爐(2)上還設(shè)有人孔(19)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高溫高壓空氣加熱爐，包括鋼架，其特征在于所述鋼架上裝有加熱爐主體和絕熱燃燒爐，絕熱燃燒爐下方設(shè)置燃燒器，燃燒器的一側(cè)設(shè)有自用空氣入口，絕熱燃燒爐上方與加熱爐主體固定；加熱爐主體由下到上依次為高溫段、中溫段和低溫段高壓空氣加熱器，所述三段加熱器的工質(zhì)側(cè)通過空氣連接管相連通，且各段受熱面的煙氣側(cè)通過連接煙道相連通；所述低溫段高壓空氣加熱器上端與管殼式自用空氣預(yù)熱器相連，所述管殼式自用空氣預(yù)熱器的上方固定有煙囪，兩側(cè)各設(shè)有自用空氣入口和出口，且一側(cè)的自用空氣出口和燃燒器的自用空氣入口通過自用空氣連通管相連通，另一側(cè)的自用空氣入口通過管路與送風(fēng)機(jī)相連。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行安全穩(wěn)定。
文檔編號(hào)F24H3/08GK102607168SQ20121006167
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者于春國(guó), 何成國(guó), 余傳林, 唐義磊, 李金濤, 鄭貴濤, 高佰祥 申請(qǐng)人:大連科林能源工程技術(shù)開發(fā)有限公司