一种多辐射蒸发屏余热锅炉的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种多辐射蒸发屏余热锅炉，它包括烟气进口、烟气均流室、水冷辐射换热室、辐射蒸发屏、膜式水冷壁、对流换热室、蒸发器、省煤器、汽包、排灰装置等，高温烟气通过余热锅炉的烟气进口进入烟气均流室，烟气经均流后，进入水冷辐射换热室，与膜式水冷壁及辐射蒸发屏换热后，再进入对流换热室，与蒸发器及省煤器换热后，烟气的温度得到大幅降低，然后排出锅炉系统，经除尘后排放；余热锅炉吸收高温烟气的热量，产生蒸汽供生产或发电使用。本发明的余热锅炉能充分回收电弧炉、转炉等高温、高含尘烟气的热量，所回收的烟气温度可以大于1600℃，回收热量能达到所排烟气热量的70％以上；本回收系统的设备运行稳定可靠，维修及运行费用低。
【专利说明】一种多辐射蒸发屏余热锅炉
【技术领域】
[0001]本发明涉及回收高温、高含尘烟气余热的余热锅炉，具体地说多辐射蒸发屏余热锅炉能高效地回收电弧炉、转炉等高温、高含尘的烟气余热，最大限度降低排烟温度，高效回收烟气的余热，保证除尘设备安全运行，降低除尘电耗，属于的节能环保【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，在电弧炉炼钢、转炉炼钢及封闭式矿热炉生产过程中，所排出的高温、高含尘烟气的温度很高，一般在1300°C?1800°C，烟气中的含尘量达到30g/米3，甚至更高，必须首先冷却后才能进行除尘。目前，通常采用以下几种冷却降温方法:汽化冷却装置、直接混入冷风、水冷烟道、喷雾冷却、热管锅炉和普通钢管式余热锅炉冷却等。上述冷却方式都存在诸多缺点:1、汽化冷却装置的阻力大、排烟温度高、投资高，占地面积大；2、直接混入冷风冷却方式:其降温后的风量增加很大，需增加排烟的风机、电机、除尘器的初投资和运行费用，并浪费了烟气中热量。3、水冷烟道冷却方式:其冷却时需大量的冷却水，需配置冷却水的冷却设备及水处理装置，不仅浪费了烟气中的热量，而且增加了冷却水系统的电耗及药剂消耗。3、喷雾冷却:消耗冷却水，增加烟气中水的含量，不仅使除尘布袋容易结露，还容易造成布袋水解失效，并同样浪费了烟气中的热量。4、热管余热锅炉冷却方式:由于热管仅能承受860°C左右烟气温度，因此该方式仅可以回收烟气为850°C以下部分的热量；热管余热锅炉的热管寿命较短，运行费用较高；热管余热锅炉体积大，占地大，投资高。5、带烟气挡屏余热锅炉，专利号为200820211388X，在辐射室内安装水冷烟气挡屏，该烟气挂屏由弯曲纵向排列冷却水管组成，这种挂屏不适应1000°C以上的高温烟气，当使用在1000以上的高温烟气里，弯管中的水容易汽化存积于弯管的顶部，造成局部过热烧坏；另外这种挡屏是迎着烟气，在高含尘的烟气中极易磨损损坏。因此这种型式锅炉不适于电弧炉炼钢、转炉炼钢等这种高含尘、超高温烟气余热回收。
【发明内容】
[0003]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，提供一种多辐射蒸发屏余热锅炉作为高含尘、高温烟气余热回收设备，能高效地回收高含尘、超高温烟气中的热能。
[0004]技术方案:本发明的多辐射蒸发屏余热锅炉，由进烟气口、烟气均流室、汽包、水冷福射换热室、中间沉降室、对流换热室、排烟气口组成的；水冷福射换热室安装多片福射蒸发屏、膜式水冷壁，辐射室外安装辐射室下降管，汽包通过辐射室下降管与膜式水冷壁、辐射蒸发屏的下端进水口相连，膜式壁、辐射蒸发屏的出水管与辐射蒸发屏的出水联箱相连，然后出水联箱通过管道与汽包相连；对流换热室内安装蒸发器、省煤器，对流室外安装下降管，蒸发器通过联箱、管道与汽包相连，省煤器通过管道与汽包相连；进烟气口与余热锅炉的烟气均流室前端相连，烟气均流室后端连接水冷辐射换热室前端，水冷辐射换热室前端连接余热锅炉中间沉降室的一端，中间沉降室的另一端连接对流换热室前端，对流换热室后端与余热锅炉的排烟气口相连。[0005]本发明多辐射蒸发屏余热锅炉，优选为U型结构；根据现场位置也可选择Π或L结构锅炉；辐射室优选为立式。
[0006]本发明辐射蒸发屏由一排平行钢管彼此通过钢板焊接成屏式；多片辐射蒸发屏悬挂安装在水冷辐射换热室内，每片辐射蒸发屏内的钢管均处于竖直状态；辐射蒸发屏的上端通过管道、辐射蒸发屏出水联箱与汽包(4)相连；辐射蒸发屏的下端通过管道、辐射蒸发屏的进水联箱与汽包相连。
[0007]本发明的多片辐射蒸发屏之间，优选屏与屏之间的距离应大于20cm，辐射蒸发屏与膜式壁之间的距离大于20cm。
[0008]本发明的的多辐射蒸发屏余热锅炉的中间沉降室下部安装排灰装置。
[0009]本发明的蒸发器组优选为一级光管蒸发器和二级翅片管蒸发器。
[0010]本发明的蒸发器组内的光管优选安装方式为倾斜型或竖立型。
[0011]本发明的蒸发器组内的翅片管优选安装方式为倾斜型。
[0012]本发明的多辐射蒸发屏余热锅炉优选为双压余热锅炉，对流换热室内安装低压蒸发器、低压省煤器。
[0013]本发明的多辐射蒸发屏余热锅炉烟气流程为:1300?2200°C高温、高含尘烟气，通过烟道及余热锅炉进烟气口进入烟气均流室，均流室使烟气均匀进入水冷辐射换热室，高温烟气在通过辐射蒸发屏之间，辐射蒸发屏与膜式壁之间，高温烟气与多辐射蒸发屏及膜式水冷壁换热后，烟气温度将大幅下降，通常烟气温度降至600?800°C，烟气的体积大幅度减小，烟气流速也大幅减小，然后进入锅炉中间沉降室，进行除尘，烟气中部分较大颗粒灰尘沉降下来，烟气接着进入对流换热室，在上升过程或水平流动过程中与蒸发器组、省煤器、低压蒸发器、低压省煤器换热后，烟气温度降至250°C以下，通过锅炉排烟气口排出，送除尘器除尘后，达标排放，满足环保要求。
[0014]本发明水汽流程为:软水补充水或汽机凝结水通过低压省煤器加热后，送入除氧器除氧，除氧后的水经给水泵加压送至省煤器加热后，然后送入汽包；汽包中的水通过多辐射蒸发屏、膜式水冷壁及蒸发器组吸收烟气热量，产生蒸汽，汽包中的蒸汽通过汽包上部的外供蒸汽管道向外供蒸汽，满足生产和生活用。
[0015]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0016]本发明充分回收了电弧炉、转炉、矿热炉等高温烟气的热量，具有热效率高，余热回收效率达到80%以上，适用于所有烟气温度，并克服了热管余热锅炉灰尘堵塞难题，不仅系统简单，运行可靠，维修费用及运行费用低，而且提高了烟气除尘效率，降低了除尘系统电耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明的多辐射蒸发屏余热锅炉示意图(实施例一)。
[0018]1、多辐射蒸发屏余热锅炉2、进烟气口 3、烟气均流室4、汽包5、水冷辐射换热室6、辐射蒸发屏7、膜式壁8、对流换热室9、低压省煤器10、排烟气口 11、低压蒸发器12、省煤器13、蒸发器组14、排灰装置15、中间沉降室
[0019]图2是本发明的多辐射蒸发屏余热锅炉示意图(实施例二)。
[0020]1、多辐射蒸发屏余热锅炉2、进烟气口 3、烟气均流室4、汽包5、水冷辐射换热室6、辐射蒸发屏7、膜式壁8、对流换热室9、低压省煤器10、排烟气口 11、低压蒸发器12、省煤器132、光管蒸发器131、翅片管蒸发器14、排灰装置15、中间沉降室
[0021]图3是辐射蒸发屏结构图
[0022]6、辐射蒸发屏61、无缝钢管62、钢管之间连接钢板【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0024]实施例一:
[0025]如图1所示:本发明多辐射屏式余热锅炉为U形结构，包括多辐射蒸发屏余热锅炉
(1)的进烟气口(2)、烟气均流室(3)、汽包(4)、水冷辐射换热室(5)、中间沉降室(15)、对流换热室(8)、排烟气口(10);水冷辐射换热室(5)安装8片辐射蒸发屏(6)，水冷辐射室换热室的四周安装膜式水冷壁(7)，辐射室外安装汽包下降管、膜式水冷壁进水联箱，辐射蒸发屏的进水联箱，安装管道将汽包下降管与膜水冷壁进水联箱、膜式水冷壁相串连，安装管道将汽包下降管与辐射水冷屏的进水联箱、辐射水冷屏相串连，安装汽包上升管道与膜式壁出水联箱，安装管道将膜式壁的出水口与膜式壁出水联箱、汽包上升管相串连，安装汽包上升管道与辐射蒸发屏的出水联箱，安装管道将辐射蒸发屏的出水口与辐射蒸发屏的出水联箱、汽包上升管相串连；在对流换热室(8)安装一组光管蒸发器(13)、省煤器(12)，光管蒸发器的光管水平倾角为30度；进烟气口(2)安装在多辐射蒸发屏余热锅炉(I)的上部，进烟气口(2)的中心距均流室的下部距离为2米，烟气均流室高度为1.5米，水冷辐射换热室的高度为15米，中间 沉降室的矩形部位高度为1.5米，水冷辐射室的中点距对流换热室的中点距离为8.5米，对流换热室的高度为15米，长度为8米，对流换热室下部安装两组锥形沉降室，锥顶角度为60度；余热锅炉的排烟气口在对流室的上部。
[0026]在辐射蒸发屏(6)由一排Φ 60 X 4的无缝钢管(20号锅炉钢)，彼此通过钢板焊接成屏式(见图3)。
[0027]在对流换热室(8)安装连接光管蒸发器(13)、汽包(4)的上升管和汽包(4)下降管的管道；安装连接省煤器(12)、汽包(4)及给水泵的管道。
[0028]在对流换热室(8)安装低压省煤器(9)，低压蒸发器(11)，安装连接低压省煤器、低压汽包、低压给水泵的管道，安装连接低压蒸发器(11)、低压汽包的上升及下降管道。
[0029]在锅炉中间沉降室(15)下部按装排灰装置(14)。
[0030]本发明的余热锅炉的烟气流程为:高温、高含尘的烟气，通过余热锅炉的进烟气口
(2)，进入多辐射蒸发屏余热锅炉(I)的均流室(3)，均流室(9)使烟气均匀进入水冷辐射换热室(5)，高温烟气与多片辐射蒸发发屏(6)及膜式水冷壁(7)换热后，烟气温度大幅下降，通常烟气温度降至600~800°C，烟气的体积大幅度减小，烟气流速也大幅减小，接着进入锅炉中间沉降室(15)，进行沉降除尘，经沉降除尘后烟气进入对流换热室(8)，在上升过程中与蒸发器(13)、省煤器(12)、低压蒸发器(11)、低压省煤器(9)换热后，通过余热锅炉排烟气口(10)排出，此时烟气的温度小于200°C，送除尘器除尘后，达标排空，满足环保要求。
[0031]本发明水汽流程为:低压泵将软水或除盐水的水加压后送入低压省煤器(9)加热后，送入低压汽包的除氧头进行除氧，除氧后的水通过流入低压汽包，低压蒸发器通过其上升管和下降管与低压汽包形成汽水自然循环系统；低压汽包的水通过管道及锅炉给水泵加压送至省煤器(12)加热后，再送入汽包(4);多片辐射水冷屏(6)、膜式水冷壁(7)及蒸发器(13)通过汽包的上升管及下降管形成汽水自然循环系统，多片辐射水冷屏(6)、膜式水冷壁(7)及蒸发器(13)吸收烟气热量，并在汽包⑷产生蒸汽，汽包⑷中的蒸汽通过汽包上部的外供蒸汽管道送给用户，满足生产和生活使用。
[0032]实施施二:
[0033]如图2所示:本发明多辐射屏式余热锅炉为U形结构，包括多辐射蒸发屏余热锅炉
(1)的进烟气口(2)、烟气均流室(3)、汽包(4)、水冷辐射换热室(5)、中间沉降室(15)、对流换热室(8)、排烟气口(10);水冷辐射换热室(5)安装6片辐射蒸发屏(6)，水冷辐射室换热室的四周安装膜式水冷壁(7)，辐射室外安装汽包下降管、膜式水冷壁进水联箱，辐射蒸发屏的进水联箱，安装管道将汽包下降管与膜水冷壁进水联箱、膜式水冷壁相串连，安装管道将汽包下降管与辐射水冷屏的进水联箱、辐射水冷屏相串连，安装汽包上升管道与膜式壁出水联箱，安装管道将膜式壁的出水口与膜式壁出水联箱、汽包上升管相串连，安装汽包上升管道与辐射蒸发屏的出水联箱，安装管道将辐射蒸发屏的出水口与辐射蒸发屏的出水联箱、汽包上升管相串连；在对流换热室(8)安装一组翅片管蒸发器(131)和一组光管蒸发器(132)、省煤器(12)，光管蒸发器的光管水平倾角为30度，翅片管蒸发器的翅片管水平倾角为30度；进烟气口(2)安装在多辐射蒸发屏余热锅炉(I)的上部，进烟气口(2)的中心距均流室的下部距离为2米，烟气均流室高度为1.5米，水冷辐射换热室的高度为15米，中间沉降室的矩形部位高度为1.5米，水冷辐射室的中点距对流换热室的中点距离为8.5米，对流换热室的高度为15米，长度为8米，对流换热室下部安装两组锥形沉降室，锥顶角度为60度；余热锅炉的排烟气口在对流室的上部。 [0034]在辐射蒸发屏(6)由一排Dg60的无缝钢管(20号锅炉钢)，彼此通过钢板焊接成屏式(见图3)。
[0035]在对流换热室(8)安装连接光管蒸发器(132)、汽包(4)的上升管和汽包(4)下降管的管道；安装连接翅片蒸发器(131)、汽包(4)的上升管和汽包(4)下降管的管道；安装连接省煤器(12)、汽包(4)及给水泵的管道。
[0036]在对流换热室(8)安装低压省煤器(9)，低压蒸发器(11)，安装连接低压省煤器、低压汽包、低压给水泵的管道，安装连接低压蒸发器(11)、低压汽包的上升及下降管道。
[0037]在锅炉中间沉降室(15)下部按装排灰装置(14)。
[0038]本发明的余热锅炉的烟气流程为:高温、高含尘的烟气，通过余热锅炉的进烟气口
(2)，进入多辐射蒸发屏余热锅炉(I)的均流室(3)，均流室(9)使烟气均匀进入水冷辐射换热室(5)，高温烟气与多片辐射蒸发发屏(6)及膜式水冷壁(7)换热后，烟气温度大幅下降，通常烟气温度降至600~800°C，烟气的体积大幅度减小，烟气流速也大幅减小，接着进入锅炉中间沉降室(15)，进行沉降除尘，经沉降除尘后烟气进入对流换热室(8)，在上升过程中与光管蒸发器(132)、翅片管蒸发器(131)、省煤器(12)、低压蒸发器(11)、低压省煤器
(9)换热后，通过余热锅炉排烟气口(10)排出，此时烟气的温度小于180°C，送除尘器除尘后，达标排空，满足环保要求。
[0039]本发明水汽流程为:低压泵将软水或除盐水的水加压后送入低压省煤器(9)加热后，送入低压汽包的除氧头进行除氧，除氧后的水通过流入低压汽包，低压蒸发器通过其上升管和下降管与低压汽包形成汽水自然循环系统；低压汽包的水通过管道及锅炉给水泵加压送至省煤器(12)加热后，再送入汽包(4);多片辐射水冷屏(6)、膜式水冷壁(7)、光管蒸发器(132)、翅片管蒸汽器(131)通过汽包(4)的上升管及下降管形成汽水自然循环系统，多片辐射水冷屏出)、膜式水冷壁(7)、光管蒸发器(132)及翅片管蒸汽器(131)吸收烟气热量，并在汽包(4)产生蒸汽，汽包(4)中的蒸汽通过汽包上部的外供蒸汽管道送给用户，满足生产和生活使用。
[0040]以上所述仅是本发明的优选两种实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护 范围。
【权利要求】
1.一种多辐射蒸发屏余热锅炉，其特征在于:所述的多辐射蒸发屏余热锅炉(I)设进烟气口(2)、烟气均流室(3)、汽包(4)、水冷辐射换热室(5)、中间沉降室(15)、对流换热室(8)、排烟气口(10);所述的水冷辐射换热室(5)设多片辐射蒸发屏(6)、膜式水冷壁(7)、辐射室下降管；所述的对流换热室(8)设蒸发器组(13)、省煤器(12);所述的进烟气口(2)连接余热锅炉(I)的烟气均流室(3)前端，烟气均流室(3)后端连接水冷辐射换热室(5)前端，水冷辐射换热室(5)后端连接余热锅炉中间沉降室(15)的一端，中间沉降室(15)的另一端连接对流换热室(8)前端，对流换热室(8)的后端与余热锅炉(I)的排烟气口(10)相连。
2.根据权利要求1所述的一种多辐射蒸发屏余热锅炉，其特征在于:所述的多辐射蒸发屏余热锅炉(I)为一种U型或Π或L结构锅炉；所述的辐射室为立式。
3.根据权利要求1所述的一种多辐射蒸发屏余热锅炉，其特征在于:所述的每片辐射蒸发屏(6)由一排平行钢管彼此通过钢板焊接成屏式；所述的多片辐射蒸发屏(6)悬挂安装在水冷辐射换热室(5)内，辐射蒸发屏(6)内的钢管设竖直状态；所述辐射蒸发屏(6)的上端通过管道、辐射蒸发屏的出水联箱与汽包(4)相连；所述的辐射蒸发屏(6)的下端通过管道、辐射蒸发屏的进水联箱与汽包(4)相连。
4.根据权利要求1所述的一种多辐射蒸发屏余热锅炉，其特征在于:所述的辐射蒸发屏(6)，彼此之间以及与膜式壁之间的距离大于20cm。
5.根据权利要求1所述的一种多辐射蒸发屏余热锅炉，所述的余热锅炉(I)中间沉降室(15)下部设排灰装 置(14)。
6.根据权利要求1所述的一种多辐射蒸发屏余热锅炉，其特征在于:所述的蒸发器组(13)设一级光管蒸发器和二级翅片管蒸发器。
7.根据权利要求6所述的一种多辐射蒸发屏余热锅炉，其特征在于:所述的光管蒸发器的光管安装方式为倾斜型或竖立型。
8.根据权利要求6所述的一种多辐射蒸发屏余热锅炉，其特征在于:所述的翅片管蒸发器的翅片管安装方式为倾斜型。
9.根据权利要求1所述的一种多辐射蒸发屏余热锅炉，其特征在于:所述的多辐射蒸发屏余热锅炉(I)为双压余热锅炉，对流换热室(8)内设低压蒸发器(11)、低压省煤器(9)。
【文档编号】F27D17/00GK103982884SQ201410169297
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】孙慕文 申请人:孙慕文