一种节能型燃磷炉及工作方法
【专利摘要】本发明公开了一种节能型燃磷炉及工作方法，包括设置在燃磷炉上的顶部保温外壳和底部保温外壳，燃磷炉外壁包裹有炉体换热面，顶部保温外壳内设置有顶部换热管，底部保温外壳内设置有底部换热管，顶部换热管和底部换热管均连接循环水泵和汽包，汽包连接炉气过热器，汽包的液体出口连接循环水泵，炉内磷燃烧的产生的高温热能不再被冷却水带走排放，而是进行三级热交换后带动附属装置，同样也节省了冷却水循环泵及其功耗，热能在炉体内得到回收，不需要附加锅炉，实现了生产稳定运行和能量利用最大化的双重目的。
【专利说明】
一种节能型燃磷炉及工作方法
技术领域
[0001]本发明属于余热回收领域，具体涉及一种节能型燃磷炉及工作方法。
【背景技术】
[0002]当前，面对世界能源形势的紧张情况，国内外一直在研究可替代的新型能源，同时也在节能减排过程中对能量进行回收利用。国务院2012年正式印发了《节能减排“十二五”规划》，特别明确了“十二五”节能减排的重点工程，余压余热利用在节能改造中被重点提及。
[0003]对于燃磷炉，国内现阶段普遍采用水冷却炉顶、炉体和炉底，在炉顶布置有半管水通道，在炉底为不锈钢水夹套，由水栗驱动冷却水不断进入半管和水夹套，再从半管和水夹套的出口流出，冷却水被加热后进入冷却塔降温，然后再进入水栗开始循环，达到冷却炉顶、炉体和炉底的目的，保证设备的安全运行，虽然满足了设备的运行需要，但却造成了能量的浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种节能型燃磷炉及工作方法，可将炉顶、炉体及炉底冷却水带走的热量进行回收，实现余热的有效利用。
[0005]为了达到上述目的，一种节能型燃磷炉，包括设置在燃磷炉上的顶部保温外壳和底部保温外壳，燃磷炉外壁包裹有炉体换热面，顶部保温外壳内设置有顶部换热管，底部保温外壳内设置有底部换热管，顶部换热管和底部换热管均连接循环水栗和汽包，汽包连接炉气过热器，汽包的液体出口连接循环水栗。
[0006]所述顶部换热管的一部分埋入顶部保温外壳内，另一部分裸露于炉气侧；
[0007]所述底部换热管的一部分埋入底部保温外壳内，另一部分裸露于炉气侧。
[0008]所述汽包设置于燃磷炉的上部，循环水栗设置于燃磷炉的下部。
[0009]所述炉气过热器内部设置有与汽包相连接的蒸汽通道和与燃磷炉出口相连接的炉气通道。
[0010]所述炉体换热面包括从内向外设置的水冷壁管、保温层和钢结构，水冷壁管内具有工质水，水冷壁管与给循环水栗和汽包相连。
[0011]—种节能型燃磷炉的工作方法，包括以下步骤:
[0012]步骤一，单质磷在炉内燃烧，释放化学热，化学热通过顶部换热管、底部换热管和炉体换热面进行换热；
[0013]步骤二，顶部换热管、底部换热管和炉体换热面内的换热工质被气化后进入汽包进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽进入炉气过热器后成为过热蒸汽；
[0014]步骤三，汽包内分离后的液体经过循环水栗后进入顶部换热管、底部换热管和炉体换热面内。
[0015]所述单质磷在炉内燃烧生成五氧化二磷，炉气过热器将炉气的温度从入口的750°C降低为出口的550°C。
[0016]与现有技术相比，本发明的节能型燃磷炉能够通过顶部换热管、底部换热管和炉体换热面进行换热，带走炉中的热量加以回收利用，循环水栗与顶部换热管、底部换热管、炉体换热面和汽包相连，形成强制循环回路，保证回路中不会出现流动死区或气泡阻塞，并使工质水达到需要的蒸发压力，本装置合理布置了蒸发和过热器的受热面，即有效分级利用了余热资源，又不会给系统造成过大流动阻力，取消了原有的冷却水系统，节约了大量的冷却循环水，并节省了循环水栗的功耗，提高了整个生产过程的效率。
[0017]进一步的，炉体换热面包括从内向外设置的水冷壁管、保温层和钢结构，工质水进入管内后吸热，部分汽化成为汽水混合物进入汽包;保温层位于水冷壁管的外侧，防止炉内热量及管内工质水的热量散发造成能量损失及烫伤工作人员；钢结构为水冷壁管及保温层提供支撑，并能承受一定的压力。
[0018]本发明的方法通过炉顶换热管、炉体换热面及炉底换热管吸收炉内热量，产生汽水混合物，然后进入到汽包内实现分离，饱和蒸汽再进入炉气过热器中加热，提高了蒸汽参数，工质水通过循环水栗后重新进入炉顶换热管、炉体换热面及炉底换热管内进行热交换，炉内磷燃烧的产生的高温热能不再被冷却水带走排放，而是进行三级热交换后带动附属装置，同样也节省了冷却水循环栗及其功耗，热能在炉体内得到回收，不需要附加锅炉，实现了生产稳定运行和能量利用最大化的双重目的。
[0019]进一步的，本发明的炉气出口温度不低于550°C，能够防止五氧化二磷冷凝粘接在炉气过热器壁面。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的结构不意图；
[0021 ]其中，I为顶部保温外壳，2为底部保温外壳，3为底部换热管，4为汽包，5为循环水栗，6为炉气过热器，7炉体换热面，8为顶部换热管。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0023]参见图1，一种节能型燃磷炉，包括设置在燃磷炉上的顶部保温外壳I和底部保温外壳2，燃磷炉外壁包裹有炉体换热面7，顶部保温外壳I内设置有顶部换热管8，底部保温外壳2内设置有底部换热管3，顶部换热管8和底部换热管3均连接循环水栗5和汽包4，汽包4连接炉气过热器6，汽包4的液体出口连接循环水栗5，炉气过热器6内部设置有与汽包4相连接的蒸汽通道和与燃磷炉出口相连接的炉气通道，蒸汽和炉气在各自的通道内流过，在这个过程中完成热交换，将饱和蒸汽加热为过热蒸汽，该蒸汽进入汽轮机膨胀做功，用作发电或直接驱动负载，使能量得到有效回收。
[0024]炉体换热面7包括从内向外设置的水冷壁管、保温层和钢结构，水冷壁管内具有工质水，水冷壁管与给循环水栗5和汽包5相连。
[0025]顶部换热管8的一部分埋入顶部保温外壳I内，另一部分裸露于炉气侧，底部换热管3的一部分埋入底部保温外壳2内，另一部分裸露于炉气侧，汽包4设置于燃磷炉的上部，循环水栗5设置于燃磷炉的下部，顶部换热管8和底部换热管3设置在保温层内，不挤占炉内空间并兼顾换热效果，换热管内的水流量是经过计算的，改变了原有炉子大流量、小温升冷却水的做法，将炉体冷却和能量回收相结合。
[0026]顶部保温外壳I设置在燃磷炉顶部，起密封炉体的作用，并为顶部换热管提供保温隔层，使管中的工质水不与外界发生热量交换，保证热量完全得到回收利用；
[0027]底部保温外壳2设置在燃磷炉的底部，起密封炉体并承重的作用，并为底部换热管提供保温隔层，使管中的工质水不与外界发生热量交换；
[0028]—种节能型燃磷炉的工作方法，包括以下步骤:
[0029]步骤一，单质磷在炉内燃烧，释放化学热，化学热通过顶部换热管8、底部换热管3和炉体换热面7进行换热；
[0030]步骤二，顶部换热管8、底部换热管3和炉体换热面7内的换热工质被气化后进入汽包4进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽进入炉气过热器6后成为过热蒸汽；
[0031]步骤三，汽包4内分离后的液体经过循环水栗5后进入顶部换热管8、底部换热管3和炉体换热面7内。
[0032]单质磷在炉内燃烧生成五氧化二磷，炉气过热器6将炉气的温度从入口的750°C降低为出口的550°C。
【主权项】
1.一种节能型燃磷炉，其特征在于，包括设置在燃磷炉上的顶部保温外壳(I)和底部保温外壳(2)，燃磷炉外壁包裹有炉体换热面(7)，顶部保温外壳(I)内设置有顶部换热管(8)，底部保温外壳(2)内设置有底部换热管(3)，顶部换热管(8)和底部换热管(3)均连接循环水栗(5)和汽包(4)，汽包(4)连接炉气过热器(6)，汽包(4)的液体出口连接循环水栗(5)。2.根据权利要求1所述的一种节能型燃磷炉，其特征在于，所述顶部换热管(8)的一部分埋入顶部保温外壳(I)内，另一部分裸露于炉气侧； 所述底部换热管(3)的一部分埋入底部保温外壳(2)内，另一部分裸露于炉气侧。3.根据权利要求1所述的一种节能型燃磷炉，其特征在于，所述汽包(4)设置于燃磷炉的上部，循环水栗(5)设置于燃磷炉的下部。4.根据权利要求1所述的一种节能型燃磷炉，其特征在于，所述炉气过热器(6)内部设置有与汽包(4)相连接的蒸汽通道和与燃磷炉出口相连接的炉气通道。5.根据权利要求1所述的一种节能型燃磷炉，其特征在于，所述炉体换热面(7)包括从内向外设置的水冷壁管、保温层和钢结构，水冷壁管内具有工质水，水冷壁管与给循环水栗(5)和汽包(5)相连。6.权利要求1所述的一种节能型燃磷炉的工作方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，单质磷在炉内燃烧，释放化学热，化学热通过顶部换热管(8)、底部换热管(3)和炉体换热面(7)进行换热； 步骤二，顶部换热管(8)、底部换热管(3)和炉体换热面(7)内的换热工质被气化后进入汽包(4)进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽进入炉气过热器(6)后成为过热蒸汽； 步骤三，汽包(4)内分离后的液体经过循环水栗(5)后进入顶部换热管(8)、底部换热管(3)和炉体换热面(7)内。7.根据权利要求6所述的一种节能型燃磷炉的工作方法，其特征在于，所述单质磷在炉内燃烧生成五氧化二磷，炉气过热器(6)将炉气的温度从入口的750°C降低为出口的550°C。
【文档编号】F22G5/06GK106090881SQ201610383568
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月1日 公开号201610383568.5, CN 106090881 A, CN 106090881A, CN 201610383568, CN-A-106090881, CN106090881 A, CN106090881A, CN201610383568, CN201610383568.5
【发明人】程代京, 郭建, 程伯鸿
【申请人】陕西擎华新能源技术有限公司