一种低阻高效水泥窑SP余热锅炉的制作方法

一种低阻高效水泥窑sp余热锅炉
技术领域
1.本实用新型属于余热回收利用技术领域，尤其是涉及一种低阻高效水泥窑sp余热锅炉。


背景技术：

2.在水泥窑余热利用领域，对于窑尾预热器的废气余热，主要采用余热锅炉来回收。这种窑尾余热锅炉通常采用立式布置，受热面的换热管束采用“蛇形”布置方式，管束自身为光管形式。但这种结构形式的锅炉，为保证换热效果，需要的受热面管束数量较多，钢材使用量较大，因而锅炉总体重量较重，自身系统烟气阻力也较大，制造成本和造价较高，带来项目建设费用也相对较大，市场竞争能力较差。
3.因此，现有技术中急需一种新型的余热锅炉，能够在保证锅炉余热回收效率的前提下，降低锅炉重量和造价，减少系统的烟气阻力。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种低阻高效水泥窑sp余热锅炉，降低锅炉重量和造价的同时，也减少了烟气阻力，降低烟气系统的电能损耗。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种低阻高效水泥窑sp余热锅炉，所述余热锅炉采用立式结构，包括汽包、过热器段、蒸发器段、省煤器段、本体连接管路、以及壳体，所述汽包与过热器段、蒸发器段、省煤器段通过本体连接管路相连，过热器段、蒸发器段、省煤器段外部为壳体，所述过热器段、蒸发器段、省煤器段顺烟气流向依次布置，烟气在过热器段、蒸发器段、省煤器段的外部与壳体间的空隙流通，所述余热锅炉的过热器段、蒸发器段、省煤器段受热面的换热管采用蛇形管的连接形式水平布置。
7.进一步的，所述余热锅炉的过热器段、蒸发器段、省煤器段受热面的换热管采用蛇形管的连接形式水平顺列或者错列布置。
8.进一步的，所述过热器段、蒸发器段、以及省煤器段的受热面均分别由一层或多层组成。
9.进一步的，所述换热管采用带有轴向翅片的管子。
10.进一步的，翅片沿换热管的管子轴向，焊接在管子的外表面，位于管子的顶部和底部。
11.进一步的，位于顶部的翅片布置在迎风侧，位于底部的翅片布置在背风侧。
12.进一步的，所述翅片的厚度为1～3mm，翅高为10～25mm。
13.相对于现有技术，本实用新型所述的一种低阻高效水泥窑sp余热锅炉具有以下优势：
14.本实用新型在保证锅炉余热回收效率的前提下，有效扩展了受热面的面积，减少了钢材的使用量，降低了锅炉的重量和工程造价。
附图说明
15.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
16.图1为水泥窑sp余热锅炉的结构示意图；
17.图2为锅炉受热面换热管的顺列布置示意图；
18.图3为锅炉受热面换热管的错列布置示意图；
19.图4为轴向翅片管的外形图。
20.附图标记说明
21.1-汽包；2-过热器段；3-蒸发器段；4-省煤器段；5-本体连接管路；6-壳体；7-换热管；8-管子；9-翅片。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.本实用新型提供了一种低阻高效水泥窑sp余热锅炉，该余热锅炉的受热面采用了轴向翅片管，轴向翅片管由管子和翅片组成，翅片管的布置方式为顺列排布，从而实现了降低锅炉烟风系统阻力、扩展受热面面积、降低锅炉整体重量和造价的目的，实现了高效换热。
26.图1是本实用新型的水泥窑sp余热锅炉的结构示意图。余热锅炉为立式锅炉，包括汽包1、过热器段2、蒸发器段3、省煤器段4、本体连接管路5、壳体6，构成锅炉的其他部件(如框架、扶梯、人孔、安全阀、雨棚、清灰装置等)没有在图中示出。根据余热的烟气条件，过热器段2、蒸发器段3、省煤器段4，各段受热面均可以分别由一层或多层组成。所述汽包与过热器段、蒸发器段、省煤器段通过本体连接管路相连，过热器段、蒸发器段、省煤器段外部为壳体，所述过热器段、蒸发器段、省煤器段顺烟气流向依次布置，烟气在过热器段、蒸发器段、省煤器段的外部与壳体间的空隙流通。
27.余热锅炉的烟气侧流程为：烟气自上而下依次经过锅炉进口烟道、过热器段、蒸发器段、省煤器段，从出口烟道排出，烟气横向冲刷受热面管束。
28.余热锅炉的汽水侧流程为：锅炉给水进入省煤器段，省煤器段出水直接进入锅炉汽包，通过下降管、蒸发器段、上升管及汽包，形成自然循环系统，循环水在汽包内进行汽水分离，被分离出来的蒸汽从汽包顶部的蒸汽连接管引出进入过热器段产生过热蒸汽。
29.图2是本实用新型的锅炉受热面换热管7的布置示意图，为“水平、蛇形、顺列”的布置方式。图3是本实用新型的锅炉受热面换热管7的布置示意图，为“水平、蛇形、错列”的布置方式。过热器段、蒸发器段、省煤器段均可按照此种布置形式。换热管7的横向和纵向排数均为示意，换热管的间距为示意，排数和间距均可根据实际应用进行调整。换热管7为轴向翅片管。受热面换热管7水平布置，管子8内部的介质受密度差作用力下形成自然循环流动。换热管7采用蛇形管的连接形式，充分利用了锅炉内部的空间。换热管7的布置方式有顺列和错列两种布置方式，即沿烟气流向，各列管排无论是横向和纵向均重叠在同一条直线上，烟气在换热管7的外表面流动。
30.图4是本实用新型的轴向翅片管的外形图，包括管子8、翅片9。轴向翅片管的内部流动介质为水、蒸汽或两相流体，外部流动的介质为烟气。管子内部的介质与管子外部介质的进行热交换，从而达到余热回收的目的。
31.翅片9为沿换热管7的管子8轴向连续布置和焊接在管子8的外表面，翅片9位于管子8的顶部和底部。位于顶部的翅片9布置在迎风侧，位于底部的翅片9布置在背风侧，翅片9平行于烟气流动方向，有效的扩展了受热面的换热面积。由于在管子顶部布置有翅片9，有效的阻止了烟气中粉尘在管子顶部的堆积，同时烟气对翅片9两侧进行冲刷，粉尘也不容易堆积，从而降低了管子表面的污垢系数，提高了管子的换热效果，有效的解决了受热面管子外表面积灰的问题。而布置在管子8底部的翅片9，对烟气的流动进行干扰，扰动换热能力增强，因此提高了换热管的换热效率。
32.本实用新型中的轴向翅片管的翅片9厚度为1～3mm，翅高为10～25mm。翅片9的厚度如果太薄，不利于翅片9与管子8之间的焊接，如果太厚，则换热管7的重量较大，不经济；翅片9的高度如果太小，受热面的整体扩展面积效果较差，如果太大，虽然可以扩展面积，但换热效率较低，影响换热效果。
33.本实用新型中的轴向翅片管的翅片9焊接于管子8的外表面，采用连续焊接连接的方式，便于机器从两侧同时进行焊接，操作方便和简单，生产效率较高，容易实现自动化作业。
34.本实用新型采用轴向翅片管，采用顺列布置方式，相对光管换热管，在单位体积内可以有效的扩展受热面的换热面积，从而减少了钢材的用量，降低了锅炉重量的同时，也降低了锅炉以及工程的造价。
35.本实用新型采用轴向翅片管，采用错列布置方式，相对光管换热管，在单位体积内可以有效的扩展受热面的换热面积，从而减少了钢材的用量，降低了锅炉重量的同时，也降低了锅炉以及工程的造价。由于采用错列的布置方式，相对常规顺列的布置型式，其烟气扰动换热更为强烈，热回收能力更强。
36.本锅炉的工作过程如下：
37.锅炉给水进入省煤器段，省煤器段出水接至锅炉汽包，汽包中的饱和水通过本体
连接管路(下降管)进入蒸发器段，蒸发器段的汽水混合物通过本体连接管路(上升管)进入汽包，汽包的饱和蒸汽由本体连接管路引至过热器段，经过热器段出口形成过热蒸汽。
38.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。