燃煤过热锅炉及过热方法
【专利说明】
[0001 ] 技术领域:
本发明涉及一种燃煤过热锅炉及过热方法，以煤作为燃料的大型过热锅炉，代替以合成气或天然气为燃料的大型过热锅炉，攻克了燃煤过热锅炉的关键技术，保证了过热锅炉的燃煤的安全性。
[0002]【背景技术】:
在国外技术中采用燃烧合成气锅炉主要从锅炉的安全性考虑，为了保证炉膛中过热器的安全，尽量降低炉膛的烟气温度，因为燃气锅炉炉膛的烟气温度可控，且蓄热量小，为了维持炉膛较低的烟气温度，采取的方法烟气再循环，采用大量加冷风的方式，这种方式是将此锅炉作为余热锅炉方式处理，但在NOx排放值高达500-600mg/nm3运行经济性差。
[0003]从饱和蒸汽到过热蒸汽需要过热炉继续加热蒸气，过热锅炉的选型对运行的成本影响比较大，在现有的煤化工系统中都采用燃油气为燃料。燃气的成本是燃煤机组的2-3倍，如果能够用燃煤机组代替燃气机组，每年每个煤化工企业的燃烧费用节省几千万，故发明燃煤过热锅炉非常重要，当前煤化工均采用国外技术的燃气锅炉，如果能用煤作燃料，在经济上节能的效果非常显著。
[0004]燃煤机组的最大技术难度就是锅炉的安全稳定运行，关键技术是:锅炉的选型、锅炉的整体布置、锅炉参数的确定、过热器的保护方案及过热器的布置，锅炉的关键结构等。
[0005]过热锅炉最佳的效果是将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，锅炉本身不产生蒸发量，常规锅炉炉膛作为蒸发受热面，但在过热锅炉中锅炉不需要蒸发受热面，如果炉膛没有冷却，炉膛内的烟温不能够降低，那么炉内过热器的保护是主要技术，怎么样保证过热器壁温，防止过热器爆管是技术的创新点。
[0006]常规锅炉(余热锅炉除外)，锅炉的给水量和蒸发量是相匹配的，锅炉的加热受热面和蒸发受热面及过热受热面是相匹配的。过热锅炉是一种异型锅炉，锅炉本身产生很小的饱和蒸汽，大部分饱和蒸汽来自锅炉的外部，锅炉省煤器流量和过热的流量相匹配，这种异型锅炉的设计难度很大，尤其在锅炉自身负荷变化的情况下和外来汽的流量变化下，锅炉要保证安全运行，难度非常大。
[0007]随着煤化工的发展，其工艺中煤气化后合成气温度在1000°C-1200°C，经过显热废热锅炉产生大量的饱和蒸汽，一般每台气化炉后废热锅炉产生220t/h_330t/h高温高压饱和蒸汽，一般一套煤化工设备需要配置4-5台气化炉，产生的饱和蒸汽为1000t/h-1500t/h，大量的饱和蒸汽需要加热成过热蒸汽用于发电和拖动汽拖，此部分饱和蒸汽的产生和利用可以提高整厂5%的效率，经济效率非常可观。
[0008]本发明的目的是提供一种燃煤过热锅炉及过热方法。
[0009]上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种燃煤过热锅炉，其组成包括:锅筒，所述的锅筒通过饱和蒸汽引出管与包墙连接，所述的包墙内部具有高温过热器、低温过热器，所述的低温过热器与上行屏式过热器底部连接，所述的上行屏式过热器与下行屏式过热器连接，所述的下行屏式过热器与高温过热器连接，所述的高温过热器的一侧与主蒸汽管道连接，所述的锅筒通过连接管与省煤器连接，所述的省煤器的一端连接有给水管道。
[0010]所述的燃煤过热锅炉，所述的上行屏式过热器与所述的下行屏式过热器之间具有一级减温器，所述的下行屏式过热器与所述的高温过热器之间具有二级减温器。
[0011]所述的燃煤过热锅炉，所述的上行屏式过热器与所述的下行屏式过热器安装在水冷壁内，所述的水冷壁的上部通过汽水引出管与所述的锅筒连接，所述的水冷壁的下部通过下降管与所述的锅筒连接，所述的锅筒的一端进入有从废锅出来的外来饱和蒸汽。
[0012]所述的燃煤过热锅炉，所述的包墙包括两侧包墙、顶棚管、前包墙和后包墙。
[0013]所述的燃煤过热锅炉，所述的省煤器为H型省煤器。
[0014]所述的燃煤过热锅炉的，其特征是:该方法包括如下步骤:
从废锅来的外来饱和蒸汽和过热锅炉自产蒸汽依次进入锅筒、饱和蒸汽引出管、两侧包墙、前包墙、顶棚管、后包墙、低温过热器、上行屏式过热器、一级减温器、下行屏式过热器、二级减温器、高温过热器、主蒸汽管道形成过热器流程系统。
[0015]来自废锅的外饱和蒸汽和来自过热锅炉省煤器的热水依次通过锅筒、下降管、水冷壁、汽水引出管、在从汽水引出管经过锅筒形成蒸发器流程系统。
[0016]给水管道内的液体依次通过省煤器、连接管、锅筒形成水流程系统。
[0017]本发明的有益效果:
1.本发明利用燃煤技术将大量高温高压的饱和蒸汽加热成过热蒸汽，锅炉的运行成本大大降低，解决了燃煤过热锅炉技术。
[0018]本发明锅炉利用常规锅炉的成熟技术通过有效的组合，降低了本技术的风险。
[0019]本发明锅炉煤种适应性强，锅炉效率高，锅炉的NOx和S02的排放量低。
[0020]本发明能够有效代替现有的燃气过热锅炉技术。
[0021]本发明在煤化工领域一旦应用，将对煤化工的运行成本大大降低。
[0022]本发明可以有效利用煤气化废热锅炉产生的大量饱和蒸汽，使其加热成为过热蒸汽，用于发电。提高煤化气化板块的效率增加5%以上。
[0023]【附图说明】:
附图1是本发明的结构示意图。
[0024]附图2是过热器流程系统图。
[0025]附图3是蒸发器流程系统图。
[0026]附图4是水流程系统图。
[0027]【具体实施方式】:
实施例1:
一种燃煤过热锅炉，其组成包括:锅筒I，所述的锅筒通过饱和蒸汽引出管2与包墙连接，所述的包墙内部具有高温过热器12、低温过热器7，所述的低温过热器与上行屏式过热器8底部连接，所述的上行屏式过热器与下行屏式过热器10连接，所述的下行屏式过热器与所述的高温过热器连接，所述的高温过热器的一侧与主蒸汽管道13连接，所述的锅筒通过连接管20与省煤器19连接，所述的省煤器的一端连接有给水管道18。
[0028]实施例2:
根据权利要求1所述的燃煤过热锅炉，所述的上行屏式过热器与所述的下行屏式过热器之间具有一级减温器9，所述的下行屏式过热器与所述的高温过热器之间具有二级减温器11。
[0029]实施例3:
根据实施例1或2所述的燃煤过热锅炉，所述的上行屏式过热器与所述的下行屏式过热器安装在水冷壁15内，所述的水冷壁的上部通过汽水引出管16与所述的锅筒连接，所述的水冷壁的下部通过下降管14与所述的锅筒连接，所述的锅筒的一端进入有从废锅17出来的外来饱和蒸汽21和自产饱和蒸汽22。
[0030]实施例4:
根据实施例1或2或3所述的燃煤过热锅炉，所述的包墙包括两侧包墙3、顶棚管5、前包墙4和后包墙6。
[0031]实施例5:
根据实施例1或2或3或4所述的燃煤过热锅炉，所述的省煤器为H型省煤器。
[0032]所述的燃煤过热锅炉的，该方法包括如下步骤:
从废锅来的外来饱和蒸汽和过热锅炉自产蒸汽依次进入锅筒、饱和蒸汽引出管、两侧包墙、前包墙、顶棚管、后包墙、低温过热器、上行屏式过热器、一级减温器、下行屏式过热器、二级减温器、高温过热器、主蒸汽管道形成过热器流程系统。
[0033]来自废锅的外饱和蒸汽和来自过热锅炉省煤器的热水依次通过锅筒、下降管、水冷壁、汽水引出管、在从汽水引出管经过锅筒形成蒸发器流程系统。
[0034]给水管道内的液体依次通过省煤器、连接管、锅筒形成水流程系统。
[0035]实施例6:
炉膛受热面布置:由于自产蒸汽量较小，且需要过热外来饱和蒸汽，燃料消耗量相对于常规锅炉，根据过热锅炉的技术规范要求，要求锅炉能适应外来饱和蒸汽(即废热锅炉产的饱和蒸汽)负荷的变化;保证过热器安全稳定运行，主要是过热器的壁温计算、汽水阻力、以及主蒸汽温度满足性能要求;同时对煤种有较好的适应性。根据燃煤机组不同的燃烧方式，可知:层燃锅炉由于燃烧效率低，对煤质有较高要