专利名称：高温高压空气加热炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加热炉，具体地说是一种高温高压空气加热炉。
背景技术：
IGCC发电技术被视为21世纪煤电发展的重要方向，是解决煤电可持续发展的最有效的技术途径之一。IGCC发电技术整体煤气化联合循环(Integrated Gasification Combined Cycle，简称IGCC)，是指将燃料进行气化后得到合成气，将合成气净化后用于燃气-蒸汽联合循环的发电技术。IGCC技术是把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净煤气化技术结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有发展前景的洁净煤发电技术。在IGCC发电技术中，首先要解决煤气化技术，即为提高气化效率，需要在煤气化过程中向气化炉提供高温、高压空气做催化剂。目前，国内在大容量高温高压空气加热炉技术方面仍是空白，传统空气加热炉技术普遍存在热效率低，使用寿命短，加热空气量小，热空气压力低等弊端。
发明内容
根据上述提出的技术问题，为了突破现有空气加热炉技术，满足煤气化对高温高压空气的需求，本发明提供了一种高温高压空气加热炉。该加热炉高压空气加热段采用了锅壳式结构，高温烟气走管程，高压空气走壳程。在高温管板处采用浇注耐火混凝土和换热管加装陶瓷保护管的形式可靠绝热，同时采用抽取低温烟气到燃烧炉再循环烟气混合室内，与高温烟气混合降温，保证了高温端管板运行的安全。本发明采用的技术手段如下一种高温高压空气加热炉，包括钢架，其特征在于所述钢架上装有加热炉主体和绝热燃烧炉，所述绝热燃烧炉下方设置燃烧器，所述燃烧器的一侧设有自用空气入口，所述绝热燃烧炉上方与所述加热炉主体固定；所述加热炉主体主要采用多级锅壳式对流受热面结构，由下到上依次为高温段高压空气加热器、中温段高压空气加热器和低温段高压空气加热器，所述高温段高压空气加热器、中温段高压空气加热器和低温段高压空气加热器的工质侧通过空气连接管相连通，所述高温段高压空气加热器、中温段高压空气加热器和低温段高压空气加热器各自受热面的烟气侧通过连接烟道相连通；所述低温段高压空气加热器上端与管壳式自用空气预热器相连，所述管壳式自用空气预热器的上方固定有烟囱，所述管壳式自用空气预热器两侧分别设有自用空气入口和自用空气出口，所述管壳式自用空气预热器一侧的自用空气出口和所述燃烧器的自用空气入口通过自用空气连通管相连通， 所述管壳式自用空气预热器另一侧的自用空气入口通过管路与送风机相通。作为优选，所述连接烟道上设有膨胀节。作为优选，所述燃烧器、所述绝热燃烧炉、所述膨胀节和所述连接烟道均铺设耐火浇注料。作为优选，所述高温段高压空气加热器、中温段高压空气加热器和低温段高压空气加热器的受热面内均设有换热管，烟气通道与高压空气通道分隔，烟气走管程，高压空气走壳程。作为优选，所述高温段高压空气加热器、中温段高压空气加热器和低温段高压空气加热器均采用锅壳式结构。作为优选，所述高温段高压空气加热器、中温段高压空气加热器和低温段高压空气加热器的壳程内均设有折流板。作为优选，所述高温段高压空气加热器、中温段高压空气加热器和低温段高压空气加热器的壳体外侧均设有保温层，所述保温层的材质为硅酸铝纤维毡。作为优选，所述绝热燃烧炉的高温烟气出口处设有再循环烟气混合室，所述烟囱上设有烟气再循环接口，所述烟气再循环接口和所述再循环烟气混合室通过烟气再循环连接管相连通。作为优选，所述绝热燃烧炉上还设有人孔。本发明具有以下优点本发明提供的高温高压空气加热炉具有制造工艺简单、安装维修方便、运行安全稳定、承压能力强等特点。通过本加热炉可将高压空气由常温加热到500°C以上，同时采用烟气再循环技术，将加热器末端烟气引入再循环烟气混合室，在降低燃烧炉出口烟气温度的同时增加了烟气流量，提高了烟气速度，使高压空气和烟气的对流传热系数大大提高， 在提高燃料利用效率的同时又对高温段加热器管板进行了冷却保护，降低了污染物的排放量。因此本发明适宜在IGCC煤气化等高温高压空气加热工程领域中推广使用。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图I是本发明的结构示意图。图2是图I的左视图。
具体实施例方式如图I、图2所示的一种高温高压空气加热炉。其结构主要包括燃烧器I、绝热燃烧炉2、高温段高压空气加热器3、中温段高压空气加热器4、低温段高压空气加热器5、管壳式自用空气预热器6、烟气再循环接口 7、烟囱8、保温层9、空气联通管10、换热管11、折流板12、自用空气联通管13、膨胀节14、连接烟道15、耐火浇注料16、再循环烟气混合室17、 钢架18。钢架18上装有加热炉主体和绝热燃烧炉2，绝热燃烧炉2的高温烟气出口处设有再循环烟气混合室17，绝热燃烧炉2上还设有人孔19，绝热燃烧炉2下方设置燃烧器1，燃烧器I的一侧设有自用空气入口，另一侧还设有人孔，绝热燃烧炉2上方与加热炉主体固定；加热炉主体主要采用多级锅壳式对流受热面结构，由下到上依次为高温段高压空气加热器3、中温段高压空气加热器4和低温段高压空气加热器5，三段式高压空气加热器均采用锅壳式结构，且壳程内均设有折流板12，在壳程内布置折流板，加大了空气与烟气间的对流传热系数，在提高加热炉传热效率的同时缩短了管子及壳体的长度，节约了大量的钢材， 根据不同的工作温度，各段高压空气加热器选用不同的金属材料，如高温段选用耐热钢，低温段选用碳钢，节约了制造成本；各段锅壳式受热面的烟气侧通过连接烟道15连接，且连接烟道15上设有膨胀节14 ;各段高压空气加热器的工质侧通过空气连接管10相连通，且各段高压空气加热器的受热面内均设有换热管11，烟气通道与高压空气通道分隔，烟气走管程，高压空气走壳程。低温段高压空气加热器5上端与管壳式自用空气预热器6相连，管壳式自用空气预热器6两侧分别设有自用空气入口和自用空气出口，管壳式自用空气预热器6 —侧的自用空气出口和燃烧器I的自用空气入口通过自用空气连通管13相连通，管壳式自用空气预热器6另一侧的自用空气入口(图中a所示)通过管路与送风机20相通。管壳式自用空气预热器6的上方固定有烟囱8，烟囱8上设有烟气再循环接口 7，烟气再循环接口 7和再循环烟气混合室17通过烟气再循环连接管相连通。为了防止高温入口端锅壳管板因热应力集中而发生裂纹，在燃烧器I、绝热燃烧炉2、膨胀节14和连接烟道15的管板上均铺设耐火浇注料16，从而形成耐火层，并在高温段换热管入口处加装耐热陶瓷保护套管，在高温段高压空气加热器3、中温段高压空气加热器4和低温段高压空气加热器5的壳体外侧均设有保温层9，保温材料采用硅酸铝纤维毡。自用空气联通管13、高压空气进出口 b、c (图I中b为高压空气入口，c为高压空气出口)、绝热燃烧炉2及其出口处均设有温度传感器接口。本发明高温高压空气加热炉的工作流程为燃料由燃烧器I进入绝热燃烧炉2进行燃烧，产生的高温烟气与再循环烟气混合后依次进入高温段高压空气加热器3、中温段高压空气加热器4、低温段高压空气加热器5、管壳式自用空气预热器6和烟囱8，经烟囱8的一部分烟气由烟气再循环接口 7进入再循环烟气混合室17与绝热燃烧炉2产生的高温烟气进行混合；与此同时，高压空气首先进入低温段高压空气加热器5中被加热，然后通过空气连接管10进入到中温段高压空气加热器4中加热，再通过空气连接管10进入到高温段高压空气加热器3中加热，经过三段高压空气加热器后，高压空气由常温被加热到500°C以上，最终产生的高温高压空气输出供煤气化炉等专有设备使用。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高温高压空气加热炉，包括钢架(18)，其特征在于所述钢架(18)上装有加热炉主体和绝热燃烧炉(2)，所述绝热燃烧炉(2)下方设置燃烧器(I)，所述燃烧器(I)的一侧设有自用空气入口，所述绝热燃烧炉(2)上方与所述加热炉主体固定；所述加热炉主体主要采用多级锅壳式对流受热面结构，由下到上依次为高温段高压空气加热器(3)、中温段高压空气加热器(4)和低温段高压空气加热器(5)，所述高温段高压空气加热器(3)、中温段高压空气加热器(4)和低温段高压空气加热器(5)的工质侧通过空气连接管(10)相连通，所述高温段高压空气加热器(3)、中温段高压空气加热器(4)和低温段高压空气加热器(5)各自受热面的烟气侧通过连接烟道(15)相连通；所述低温段高压空气加热器(5)上端与管壳式自用空气预热器(6)相连，所述管壳式自用空气预热器￠)的上方固定有烟囱(8)，所述管壳式自用空气预热器(6)两侧分别设有自用空气入口和自用空气出口，所述管壳式自用空气预热器(6) —侧的自用空气出口和所述燃烧器(I)的自用空气入口通过自用空气连通管(13)相连通，所述管壳式自用空气预热器(6)另一侧的自用空气入口通过管路与送风机(20)相连通。
2.根据权利要求I所述的高温高压空气加热炉，其特征在于所述连接烟道(15)上设有膨胀节(14)。
3.根据权利要求2所述的高温高压空气加热炉，其特征在于所述燃烧器(I)、所述绝热燃烧炉(2)、所述膨胀节(14)和所述连接烟道(15)均铺设耐火浇注料(16)。
4.根据权利要求I所述的高温高压空气加热炉，其特征在于所述高温段高压空气加热器(3)、中温段高压空气加热器(4)和低温段高压空气加热器(5)的受热面内均设有换热管(11)，烟气通道与高压空气通道分隔，烟气走管程，高压空气走壳程。
5.根据权利要求I所述的高温高压空气加热炉，其特征在于所述高温段高压空气加热器(3)、中温段高压空气加热器(4)和低温段高压空气加热器(5)均采用锅壳式结构。
6.根据权利要求I或5所述的高温高压空气加热炉，其特征在于所述高温段高压空气加热器(3)、中温段高压空气加热器(4)和低温段高压空气加热器(5)的壳程内均设有折流板(12)。
7.根据权利要求I所述的高温高压空气加热炉，其特征在于所述高温段高压空气加热器(3)、中温段高压空气加热器(4)和低温段高压空气加热器(5)的壳体外侧均设有保温层(9)，所述保温层(9)的材质为硅酸铝纤维毡。
8.根据权利要求I所述的高温高压空气加热炉，其特征在于所述绝热燃烧炉(2)的高温烟气出口处设有再循环烟气混合室(17)，所述烟囱(8)上设有烟气再循环接口(7)，所述烟气再循环接口(7)和所述再循环烟气混合室(17)通过烟气再循环连接管相连通。
9.根据权利要求I所述的高温高压空气加热炉，其特征在于所述绝热燃烧炉(2)上还设有人孔(19)。
全文摘要
本发明公开了一种高温高压空气加热炉，包括钢架，其特征在于所述钢架上装有加热炉主体和绝热燃烧炉，绝热燃烧炉下方设置燃烧器，燃烧器的一侧设有自用空气入口，绝热燃烧炉上方与加热炉主体固定；加热炉主体由下到上依次为高温段、中温段和低温段高压空气加热器，所述三段加热器的工质侧通过空气连接管相连通，且各段受热面的烟气侧通过连接烟道相连通；所述低温段高压空气加热器上端与管壳式自用空气预热器相连，所述管壳式自用空气预热器的上方固定有烟囱，两侧各设有自用空气入口和出口，且一侧的自用空气出口和燃烧器的自用空气入口通过自用空气连通管相连通，另一侧的自用空气入口通过管路与送风机相连。本发明结构紧凑，运行安全稳定。
文档编号F24H3/08GK102607168SQ20121006167
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者于春国, 何成国, 余传林, 唐义磊, 李金涛, 郑贵涛, 高佰祥 申请人:大连科林能源工程技术开发有限公司