水泥窑窑头余热锅炉的制作方法
【专利摘要】本发明揭示了一种水泥窑窑头余热锅炉，该锅炉的废气入口位于其顶端，废气出口位于其底端，所述的锅炉内自上而下设有过热器、蒸发器和省煤器。该锅炉受热面结构运行稳定，爆管率低，使用寿命长，热效率高。
【专利说明】水泥窑窑头余热锅炉
【技术领域】
[0001]本发明涉及水泥窑余热回收利用技术。
【背景技术】
[0002]水泥窑余热回收利用技术就是利用水泥窑窑头的熟料废气设计锅炉，布置锅炉受热面，回收利用熟料废气中的热量，该技术需要对锅炉受热面进行合理布置，这样可以提高锅炉的换热效率，减少受热面磨损，提高锅炉使用寿命，降低成本，并能够保证锅炉运行的可靠和满足用户的需要。目前是的锅炉还存在受热面布置缺陷，仍需要通过改进来提高锅炉热利用率。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是实现一种提高现有锅炉受热面的换热效率，减少受热面磨损，提高锅炉使用寿命，降低成本，以保证锅炉运行的可靠和满足用户的需要。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:一种水泥窑窑头余热锅炉，该锅炉的废气入口位于其顶端，废气出口位于其底端，所述的锅炉内自上而下设有过热器、蒸发器和省煤器。
[0005]所述的过热器、蒸发器和省煤器内部分别设有过热器管排、蒸发器管排和省煤器管排，所述的管排均固定在框架结构内，且框架结构外设有用于运输保护的可拆卸面板。
[0006]所述的省煤器管排入口端设有入水管道，所述的入水管道设有水泵，省煤器管排出口通过管道经汽包连接蒸发器管排，所述的蒸发器管排出口通过管道经汽包连接过热器管排，所述的过热器管排出口通过管道与汽轮机连接。
[0007]所述的过热器管排、蒸发器管排和省煤器管排出入口均设于锅炉侧壁，管排水平置于锅炉内。
[0008]所述的蒸发器管排入口处高度低于其出口处高度。
[0009]所述的蒸发器每层管排之间相互交错排列。
[0010]所述的管排均为螺旋鳍片管，所述的过热器管排规格为Φ51Χ3.5，翅片节距为
6.25mm,高度为24mm,厚度为1.2mm,蒸发器管排和省煤器管排的规格为Φ 38x3.5,翅片节距为6.25mm,高度为21mm,厚度为1.2mm。
[0011]所述的锅炉壁外层为轻型护板炉墙，内层保温层采用硅酸铝纤维板，厚度为150-170mmo
[0012]所述的框架结构内设有沿废气流动方向设置的导流板。
[0013]本发明的优点在于该锅炉受热面结构运行稳定，爆管率低，使用寿命长，热效率闻。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:[0015]图1为水泥窑生产线窑头余热锅炉结构示意图；
[0016]图2为水泥窑生产线窑头余热锅炉结构侧视图；
[0017]上述图中的标记均为:1、过热器；2、蒸发器；3、省煤器；
[0018]图1中箭头A为废气入口；箭头B为废气出口。
【具体实施方式】
[0019]下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的【具体实施方式】如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0020]参见图1、2可知，水泥窑窑头余热锅炉采用立式布置结构，锅炉的废气入口位于其顶端，废气出口位于其底端，烟气流速低于5m/s，烟气流向如图1中箭头所示，锅炉内自上而下设有过热器1、蒸发器2和省煤器3，这样的结构使得锅炉占地面积减小，烟气流动更均匀。
[0021]过热器1、蒸发器2和省煤器3内部分别设有过热器管排、蒸发器管排和省煤器管排，由于采用立式结构，管排出入口均设于锅炉侧壁，管排水平置于锅炉内，这样水循环方式为自然循环，可靠性强，稳定性好，操作维护方便，且省去了强制循环的循环泵的投资、运行及维修等费用。
[0022]过热器I作用是将饱和蒸汽加热成为一定温度的过热蒸汽，该锅炉的过热器I布置在锅炉烟气入口侧，水平布置在锅炉最上层，依靠对流换热吸取热量，锅炉的过热器I采用的是螺旋鳍片管，对流过热器I接受较高温度的烟气冲刷，以吸收烟气对流热为主，烟气的辐射热为辅。过热器I主要由螺旋鳍片管和两个箱体框架组成。过热器管排与箱体框架采用焊接连接。过热器I螺旋鳍片管数目的多少与蒸汽流速有关，蒸汽流速大，对流换热效果好，金属管子能得到较好的冷却，但蒸汽压降增加；管壁冷却还与蒸汽密度有关，密度大，冷却效果好,但阻力损失大。
[0023]蒸发器2的作用是依靠炉内流动的废热与蒸发受热面的热交换，使蒸发器内的饱和水，蒸发成饱和蒸汽。由于该锅炉采用的是对流蒸发受热面，所以锅炉中的蒸发器2是由对流管束组成的，锅炉的蒸发器采用也是螺旋鳍片管。蒸发器2管排入口处高度低于其出口处高度，来保证其沿介质流向向上倾斜。蒸发器2换热面进行交错排列，有效改变废气的流向，增加废气在锅炉内部停留的时间，增大了锅炉的换热效率。
[0024]省煤器3的作用是加热锅炉的给水，提高进入汽包的水温。该锅炉的省煤器3水平布置在锅炉垂直烟道的下部，依靠对流换热吸取热量，锅炉的省煤器3采用的是螺旋鳍片管。对流式省煤器主要由框架及螺旋鳍片管所构成。烟气经过省煤器3后锅炉排烟温度降至100°C以下，提高了锅炉效率，并可减小因温差而引起的汽包壁的热应力，延长汽包的使用寿命。
[0025]烟气自上而下通过锅炉内的过热器1、蒸发器和省煤器3。过热器1、蒸发器和省煤器3之间连接关系如下:水通过锅炉给水泵升压泵进入该锅炉省煤器3进行加热，经过省煤器3后水由50-60°C加热到167°C，加热后的水分送到汽包，进入汽包的水，由汽包底部的管道引入锅炉的蒸发器2，蒸发出的饱和蒸汽再进入锅炉的汽包，经过汽水分离后送入过热器I进一步加热成为360°c的过热蒸汽进入汽轮机做功。
[0026]由于过热器1、蒸发器2和省煤器3的管排均采用具有高扩展受热面的螺旋鳍片管，可以获得最佳的传热效果和最低的烟气阻力，使得锅炉结构紧凑，体积小，重量轻，节省设备初投资。另外，采用螺旋鳍片管还可减小锅炉烟气侧阻力，使系统引风机的电功率减小，从而降低锅炉的运行费用。其中管排优选尺寸如下:过热器管排规格为Φ51χ3.5,翅片节距为6.25mm,高度为24mm,厚度为1.2mm,蒸发器管排和省煤器管排的规格为Φ 38x3.5，翅片节距为6.25mm,高度为21mm，厚度为1.2mm,这样的尺寸结构是经过实验获得的最佳管排布置尺寸，能够最高效的进行热交换，同时能够降低磨损程度。
[0027]为了方便运输和设备安装，所有管排均固定在框架结构内，且框架结构外设有用于运输保护的可拆卸面板，在运输是装上面板，即成集装箱形式，安装在锅炉内时，只需要拆除面板，仅保留框架固定管排即可，这样过热器管排、蒸发器管排和省煤器管排可以在工厂内焊接后，与管箱组装完成后发运，现场焊接即可，同时上述结构使得锅炉各部分重量可以传递给管排框架(钢架)，框架垂直均匀受力，结构简单。并且锅炉蒸发受热面采用多集箱灯笼管结构，有效解决管束热膨胀问题。
[0028]由于烟气中不可避免含有颗粒比较大，硬度较高的灰。为防止磨损的发生，采用合理的流速设计，管排框架结构内设有沿废气流动方向设置的导流板，组织烟气动力场，使烟气流动均匀，避免出现烟气走廊而造成的传热效率降低和局部过速磨损。
[0029]该锅炉受热面采用管箱式结构，能保证锅炉密封性能优良。锅炉整体采用钢板全焊接密封，外层为轻型护板炉墙，内层保温层采用硅酸铝纤维板，厚度为150-170_，并采用特殊的管子穿墙密封装置及专用炉门装置，从而解决了锅炉运行中漏风严重的难题，减少锅炉漏风和热损失，提高了锅炉的效率，同时降低了引风机的电耗。
[0030]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.水泥窑窑头余热锅炉，其特征在于:该锅炉的废气入口位于其顶端，废气出口位于其底端，所述的锅炉内自上而下设有过热器、蒸发器和省煤器。
2.根据权利要求1所述的水泥窑窑头余热锅炉，其特征在于:所述的过热器、蒸发器和省煤器内部分别设有过热器管排、蒸发器管排和省煤器管排，所述的管排均固定在框架结构内，且框架结构外设有用于运输保护的可拆卸面板。
3.根据权利要求2所述的水泥窑窑头余热锅炉，其特征在于:所述的省煤器管排入口端设有入水管道，所述的入水管道设有水泵，省煤器管排出口通过管道经汽包连接蒸发器管排，所述的蒸发器管排出口通过管道经汽包连接热器管排，所述的过热器管排出口通过管道与汽轮机连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的水泥窑窑头余热锅炉，其特征在于:所述的过热器管排、蒸发器管排和省煤器管排出入口均设于锅炉侧壁，管排水平置于锅炉内。
5.根据权利要求4所述的水泥窑窑头余热锅炉，其特征在于:所述的蒸发器管排入口处高度低于其出口处高度。
6.根据权利要求5所述的水泥窑窑头余热锅炉，其特征在于:所述的蒸发器每层管排之间相互交错排列。
7.根据权利要求1所述的水泥窑窑头余热锅炉，其特征在于:所述的管排均为螺旋鳍片管，所述的过热器管排规格为Φ51χ3.5,翅片节距为6.25mm,高度为24mm,厚度为1.2mm,蒸发器管排和省煤器管排的规格为Φ38χ3.5,翅片节距为6.25mm,高度为21mm,厚度为1.2mm。
8.根据权利要求1所述的水泥窑窑头余热锅炉，其特征在于:所述的锅炉壁外层为轻型护板炉墙，内层保温层采用硅酸铝纤维板，厚度为150-170_。
9.根据权利要求2所述的水泥窑窑头余热锅炉，其特征在于:所述的框架结构内设有沿废气流动方向设置的导流板。
【文档编号】F22B1/18GK103574569SQ201310517128
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月26日 优先权日:2013年10月26日
【发明者】汪宁, 肖杰玉, 周健, 刘大柱, 方伟, 黄煌, 宋明俊 申请人:安徽海螺川崎节能设备制造有限公司