高温固体热量回收余热锅炉及回收余热的方法
【专利摘要】本发明提供一种高温固体热量回收余热锅炉及回收余热的方法，所述锅炉竖直摆放而呈筒状，上部具有物料进口，下部具有物料出口；锅炉系统4.5MPa以上的一路给水进入高参数省煤器的进口，在高参数省煤器内加热之后送入高参数汽包，在高参数汽包内形成4.0MPa以上高参数饱和炉水；高参数饱和水沿着高参数锅炉下降管分别进入高参数前置蒸发器、高参数蒸发器，并形成汽水混合物，汽水混合物通过高参数锅炉上升管回流进入高参数汽包，在高参数汽包内进行汽水分离，形成4.0MPa以上的高参数饱和蒸汽，高参数饱和蒸汽再进入高参数低温过热器、高参数高温过热器，形成200℃以上过热度的高参数过热蒸汽。本发明可将高温固体颗粒的热量直接转变为高参数过热蒸汽，提高了热效率。
【专利说明】高温固体热量回收余热锅炉及回收余热的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种余热锅炉，尤其涉及一种将高温固体颗粒热量直接予以回收的余热锅炉，特别适用于高炉渣、电炉渣的余热回收。
【背景技术】
[0002]余热锅炉是指利用高温物质的热能转化为介质(水、蒸汽或有机工质)的热能从而加以利用的设备。
[0003]常规余热锅炉的工作原理，是采用风冷作为换热介质，使高温固体颗粒高温固体通过风来冷却，得到的热风再通过余热锅炉，使余热锅炉产生出热水、热蒸汽或其他高温有机工质供用户使用。
[0004]由于常规余热锅炉采用风作为换热介质，需要先后两次换热，方能将高温固体颗粒中所包含的热量予以吸收，因此，在这个换热过程中存在大量的能量损失(排烟损失)、电耗(主要引风机)以及漏风引起的物料质量损失等问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种高温固体热量回收余热锅炉及回收余热的方法，解决常规余热锅炉在换热中存在的大量能量损失、电耗以及漏风等问题。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0007]—种高温固体热量回收余热锅炉，其特征在于:所述锅炉竖直摆放而呈筒状，其上部具有物料进口，下部具有物料出口 ；
[0008]在所述锅炉内由上至下安装有高参数前置蒸发器、高参数高温过热器、高参数低温过热器、高参数蒸发器、高参数省煤器以及低参数蒸发器，在锅炉外设有高参数汽包、低参数汽包；锅炉系统的一路给水与高参数省煤器的进口相接，高参数省煤器的出口与所述高参数汽包相接，高参数汽包通过高参数锅炉下降管分别连接高参数前置蒸发器以及高参数蒸发器，再通过高参数锅炉上升管回流连接高参数汽包，所述高参数汽包内形成的高参数饱和蒸汽与所述高参数低温过热器相连通之后再与所述高参数高温过热器的进口相接。
[0009]在较佳的技术方案中:在锅炉内还安装有低参数蒸发器，在锅炉外还设有低参数汽包；
[0010]锅炉系统另一路给水送入低参数汽包，低参数汽包通过低参数锅炉下降管连接低参数蒸发器，再通过低参数锅炉上升管回流连接低参数汽包，所述低参数汽包内形成的低参数饱和蒸汽向下游排出。
[0011]在较佳的技术方案中:所述锅炉的炉壁是由多根竖直排列的钢管围绕而成的水冷壁，相邻的所述钢管之间以钢板相接，在所述钢管中通有相对压力饱和温度下的汽水混合物。
[0012]在较佳的技术方案中:所述水冷壁分为相互不连通的上部水冷壁与下部水冷壁，所述上部水冷壁的入水口与所述高参数锅炉下降管相接，所述的上部水冷壁的出水口与所述高参数锅炉上升管相接；所述下部水冷壁的入水口与所述低参数锅炉下降管相接，所述的下部水冷壁的出水口与所述低参数锅炉上升管相接。
[0013]在较佳的技术方案中:在锅炉内还设有沿垂向布置的扰动杆。
[0014]在较佳的技术方案中:在水冷壁外部设有振打装置。
[0015]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0016]一种高温固体热量回收余热的方法，其特征在于:所述锅炉竖直摆放而呈筒状，其上部具有物料进口，下部具有物料出口 ；高温的固体颗粒由物料进口进入锅炉内，并依靠自重向下流动，从所述物料出口流出；
[0017]在所述锅炉内由上至下安装有高参数前置蒸发器、高参数高温过热器、高参数低温过热器、高参数蒸发器以及高参数省煤器，在锅炉外设有高参数汽包；
[0018]锅炉系统4.5MPa以上的一路给水进入高参数省煤器的进口，水在高参数省煤器内加热之后送入高参数汽包，在高参数汽包内形成4.0MPa以上高参数饱和炉水；高参数饱和水沿着高参数锅炉下降管分别进入高参数前置蒸发器以及高参数蒸发器，并形成汽水混合物，汽水混合物通过高参数锅炉上升管回流进入高参数汽包，在高参数汽包内进行汽水分离，形成4.0MPa以上的高参数饱和蒸汽，高参数饱和蒸汽再依次进入高参数低温过热器以及高参数高温过热器，再次经过换热，形成200°C以上过热度的高参数过热蒸汽。
[0019]在较佳的技术方案中:在锅炉内还安装有低参数蒸发器，在锅炉外还设有低参数汽包；
[0020]锅炉系统另一路给水送入低参数汽包,形成0.4MPa以上的低参数饱和炉水,低参数饱和炉水沿着低参数锅炉下降管进入低参数蒸发器，产生的汽水混合物通过低参数锅炉上升管进入低参数汽包，在低参数汽包内进行汽水分离，形成0.4MPa以上的低参数饱和蒸汽。
[0021]在较佳的技术方案中:所述锅炉的炉壁是由多根竖直排列的钢管围绕而成的水冷壁，相邻的所述钢管之间以钢板相接，在所述钢管中通有相对压力饱和温度下的汽水混合物，所述水冷壁分为相互不连通的上部水冷壁与下部水冷壁，所述上部水冷壁的入水口与所述高参数锅炉下降管相接，所述的上部水冷壁的出水口与所述高参数锅炉上升管相接；所述下部水冷壁的入水口与所述低参数锅炉下降管相接，所述的下部水冷壁的出水口与所述低参数锅炉上升管相接。
[0022]在较佳的技术方案中:在物料出口处设有出口阀，通过控制该出口阀的开度来控制固体颗粒在锅炉内的流速。
[0023]与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是:
[0024]1、本发明不需要气体二次换热，直接将固体颗粒中蕴含的热量直接传导至高参数过热蒸汽，可供发电使用，提高了热效率。
[0025]2、本发明的固体颗粒不易堵塞，而且换热速度可控。
[0026]3、本发明的锅炉采用水冷壁，可以避免炉体内的热量往外辐射，避免热量浪费。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明提供的高温固体热量回收余热锅炉的一个较佳实施例的正面剖视图；
[0028]图2是本发明提供的高温固体热量回收余热锅炉的一个较佳实施例的横截面放大剖视图。
[0029]附图标记说明:物料进口 I ;物料出口 2 ;出口阀3 ;上部水冷壁41 ;下部水冷壁
42;钢管43 ;钢板44 ;高参数前置蒸发器5 ;高参数高温过热器61 ;高参数低温过热器62 ；第一高参数蒸发器71 ;第二高参数蒸发器72 ;高参数省煤器8 ;低参数蒸发器9 ;高参数汽包10 ;低参数汽包11 ;扰动杆12 ;振打装置13 ;给水管道14 ;高参数锅炉下降管15 ;高参数锅炉上升管16 ;低参数锅炉下降管17 ;低参数锅炉上升管18 ;给水A、B ;上部与下部水冷壁的分界线C。
【具体实施方式】
[0030]如图1、图2所示，是本发明提供的高温固体热量回收余热锅炉的一个较佳实施例的示意图，所述锅炉竖直摆放而呈筒状，其上部具有物料进口 1，下部具有锥状的物料出口2，在物料出口 2最下端位置设有出口阀3 ;从图2中可以看到，所述锅炉的炉壁是由多根竖直排列的钢管43围绕而成的水冷壁41、42，相邻的所述钢管43之间以钢板44相接，使所述炉壁内盛放的高温固体颗粒不会从钢管43之间的缝隙泄露出来，在所述钢管43中通有相对压力饱和温度下的汽水混合物，一方面能够利用汽水混合物吸收所述高温固体颗粒的热量，另一方面可以避免炉壁过热产生热量损失。
[0031]所述水冷壁分为相互不连通的上部水冷壁41与下部水冷壁42，水冷壁41、42均由钢管43和钢板44组成；上部水冷壁41的钢管43间距为50_70mm，下部水冷壁42的钢管
43间距为 90-110mm。
[0032]如图1所示，在所述锅炉内由上至下依次安装有高参数前置蒸发器5、高参数高温过热器61、高参数低温过热器62、第一高参数蒸发器71、第二高参数蒸发器72、高参数省煤器8以及低参数蒸发器9，它们分别与锅炉外的高参数汽包10或低参数汽包11相接，将通过所述锅炉的固体颗粒中包含的热量予以吸收并传递出去。
[0033]具体来说，颗粒直径在l_5mm之间的1450°C左右的高炉渣(电炉渣或其它颗粒)通过锅炉上部的物料进口 I进入水冷壁41、42围成的筒体内，在筒体内固体颗粒与上部水冷壁41上部、高参数前置蒸发器5的换热管通过接触热传导换热，温度降到950°C左右后，依次经过高参数高温过热器61、高参数低温过热器62、第一高参数蒸发器71、第二高参数蒸发器72以及高参数省煤器8，温度降到400°C以下。之后，固体颗粒流经低参数蒸发器9，通过与下部水冷壁42、低参数蒸发器10的换热管接触热传导换热后，温度降至200°C以下，最后通过下部出口阀3排出炉体。固体颗粒依靠本身自重流动，通过控制该出口阀3的开度，可控制固体颗粒在锅炉内的流速，固体颗粒的流动速度一般控制在1.5m/s以下。
[0034]为防止固体颗粒在锅炉内搭桥滞留，在锅炉内还设有沿垂向布置的扰动杆13，并在上部水冷壁41外部设有偏心振打装置14，可促使固体颗粒在锅炉内顺利下落。
[0035]锅炉系统4.5MPa以上的一路给水进入高参数省煤器9的进口，水在高参数省煤器9内加热到低于高参数饱和水温15°C左右，之后通过高参数省煤器8的出口以及给水管道14送入高参数汽包10，在高参数汽包10内形成4.0MPa以上高参数饱和炉水；高参数饱和水沿着高参数锅炉下降管15分别进入高参数前置蒸发器5、第一高参数蒸发器71、第二高参数蒸发器72及所述上部水冷壁41 (由上部进入)，并在高参数前置蒸发器5、第一高参数蒸发器71、第二高参数蒸发器72及所述上部水冷壁41中金属管壁与固体颗粒物的接触热传导换热后形成汽水混合物，汽水混合物通过高参数锅炉上升管16回流进入高参数汽包10，在高参数汽包10内进行汽水分离，形成4.0MPa以上的高参数饱和蒸汽，高参数饱和蒸汽再依次进入高参数低温过热器62以及高参数高温过热器61，再次经过换热，逐渐形成200°C以上过热度的高参数过热蒸汽，所述高参数过热蒸汽可以直接用于发电。一般得到的高参数蒸汽的参数在3.8MPa450°C以上。
[0036]锅炉系统另一路给水送入低参数汽包11,形成0.4MPa以上的低参数饱和炉水,低参数饱和炉水沿着低参数锅炉下降管17进入低参数蒸发器9及下部水冷壁42 (由下部进入)，低参数饱和炉水与固体颗粒物接触热传导换热后产生汽水混合物，汽水混合物通过低参数锅炉上升管18进入低参数汽包11，在低参数汽包11内进行汽水分离，形成0.4MPa以上的低参数饱和蒸汽，低参数饱和蒸汽从低参数汽包11顶部排出，送至低压蒸汽管网或作为汽轮机的补汽用于发电。一般得到的低参数蒸汽的工作压力在0.4MPa以上。
[0037]本发明有益效果是:利用固体颗粒物料与余热锅炉受热面直接接触传导换热，热量无损失；利用固体颗粒在圆柱体内流动，流动无死角；利用双压系统，最大限度的冷却固体颗粒物料，提高余热回收率；直接产生高品位蒸汽，蒸汽用途广。
【权利要求】
1.一种高温固体热量回收余热锅炉，其特征在于:所述锅炉竖直摆放而呈筒状，其上部具有物料进口，下部具有物料出口 ； 在所述锅炉内由上至下安装有高参数前置蒸发器、高参数高温过热器、高参数低温过热器、高参数蒸发器、高参数省煤器以及低参数蒸发器，在锅炉外设有高参数汽包、低参数汽包；锅炉系统的一路给水与高参数省煤器的进口相接，高参数省煤器的出口与所述高参数汽包相接，高参数汽包通过高参数锅炉下降管分别连接高参数前置蒸发器以及高参数蒸发器，再通过高参数锅炉上升管回流连接高参数汽包，所述高参数汽包内形成的高参数饱和蒸汽与所述高参数低温过热器相连通之后再与所述高参数高温过热器的进口相接。
2.根据权利要求1所述的高温固体热量回收余热锅炉，其特征在于:在锅炉内还安装有低参数蒸发器，在 锅炉外还设有低参数汽包； 锅炉系统另一路给水送入低参数汽包，低参数汽包通过低参数锅炉下降管连接低参数蒸发器，再通过低参数锅炉上升管回流连接低参数汽包，所述低参数汽包内形成的低参数饱和蒸汽向下游排出。
3.根据权利要求1所述的高温固体热量回收余热锅炉，其特征在于:所述锅炉的炉壁是由多根竖直排列的钢管围绕而成的水冷壁，相邻的所述钢管之间以钢板相接，在所述钢管中通有相对压力饱和温度下的汽水混合物。
4.根据权利要求3所述的高温固体热量回收余热锅炉，其特征在于:所述水冷壁分为相互不连通的上部水冷壁与下部水冷壁，所述上部水冷壁的入水口与所述高参数锅炉下降管相接，所述的上部水冷壁的出水口与所述高参数锅炉上升管相接；所述下部水冷壁的入水口与所述低参数锅炉下降管相接，所述的下部水冷壁的出水口与所述低参数锅炉上升管相接。
5.根据权利要求1所述的高温固体热量回收余热锅炉，其特征在于:在锅炉内还设有沿垂向布置的扰动杆。
6.根据权利要求1所述的高温固体热量回收余热锅炉，其特征在于:在水冷壁外部设有振打装置。
7.—种高温固体热量回收余热的方法，其特征在于:所述锅炉竖直摆放而呈筒状，其上部具有物料进口，下部具有物料出口 ；高温的固体颗粒由物料进口进入锅炉内，并依靠自重向下流动，从所述物料出口流出； 在所述锅炉内由上至下安装有高参数前置蒸发器、高参数高温过热器、高参数低温过热器、高参数蒸发器以及高参数省煤器，在锅炉外设有高参数汽包； 锅炉系统4.5MPa以上的一路给水进入高参数省煤器的进口，水在高参数省煤器内加热之后送入高参数汽包，在高参数汽包内形成4.0MPa以上高参数饱和炉水；高参数饱和水沿着高参数锅炉下降管分别进入高参数前置蒸发器以及高参数蒸发器，并形成汽水混合物，汽水混合物通过高参数锅炉上升管回流进入高参数汽包，在高参数汽包内进行汽水分离，形成4.0MPa以上的高参数饱和蒸汽，高参数饱和蒸汽再依次进入高参数低温过热器以及高参数高温过热器，再次经过换热，形成200°C以上过热度的高参数过热蒸汽。
8.根据权利要求7所述的高温固体热量回收余热的方法，其特征在于:在锅炉内还安装有低参数蒸发器，在锅炉外还设有低参数汽包； 锅炉系统另一路给水送入低参数汽包，形成0.4MPa以上的低参数饱和炉水，低参数饱和炉水沿着低参数锅炉下降管进入低参数蒸发器，产生的汽水混合物通过低参数锅炉上升管进入低参数汽包，在低参数汽包内进行汽水分离，形成0.4MPa以上的低参数饱和蒸汽。
9.根据权利要求8所述的高温固体热量回收余热的方法，其特征在于:所述锅炉的炉壁是由多根竖直排列的钢管围绕而成的水冷壁，相邻的所述钢管之间以钢板相接，在所述钢管中通有相对压力饱和温度下的汽水混合物，所述水冷壁分为相互不连通的上部水冷壁与下部水冷壁，所述上部水冷壁的入水口与所述高参数锅炉下降管相接，所述的上部水冷壁的出水口与所述高参数锅炉上升管相接；所述下部水冷壁的入水口与所述低参数锅炉下降管相接，所述的下部水冷壁的出水口与所述低参数锅炉上升管相接。
10.根据权利要求7所述的高温固体热量回收余热的方法，其特征在于:在物料出口处设有出口阀，通过控 制该出口阀的开度来控制固体颗粒在锅炉内的流速。
【文档编号】F22B37/10GK104048284SQ201410265553
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】刘祥斌, 陈长景, 曹华, 杨成, 许海军, 许荣政, 张 杰 申请人:盐城市锅炉制造有限公司