专利名称：一种余热锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及烟气处理技术领域，特别涉及一种余热锅炉。
背景技术：
火法冶金是在高温的冶金炉内进行，过程中会产生大量的高温烟气，由冶金炉排出的烟气温度可高达1300°C 1400°C，其中还夹杂有大量有价、有害的粉尘以及富含3仏的气体，这种烟气必须经过余热回收、除尘和回收SO2后才可以排空。在余热回收过程中，目前基本上采用的都是隧道直流式锅炉，这种锅炉按换热方式可分为辐射部和对流部两大部分，其中辐射部是由水冷管壁组成的空腔结构。在辐射部的空腔内，高温烟气绝大部分由进口直流到出口，而后进入到对流部，较少地弥漫于空腔中，因此，高温烟气与水冷管壁的接触量较少，主要的换热方式是辐射换热，换热效率低下， 要想将进入入口时高达1300 1400°C的高温烟气降低到出口的750°C以内，就需要建造巨大的辐射部；又根据烟气中富含腐蚀性的SO2气体，为避免烟气结露，腐蚀后续设备，一般要求经过余热回收后的烟气在锅炉对流部的出口温度控制在350 400°C的范围内；因此工厂通常都是按生产中最大的烟气量去设计、建造余热锅炉，余热锅炉一旦建成，工况的限制造成余热锅炉对处理烟气量的适应范围很小。因此，如何对现有技术中的余热锅炉做出改进，以增大其对烟气量的处理范围，是本领域人员亟需解决的问题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种余热锅炉，该余热锅炉有效提高了对烟气的处理能力，能够同时适用于多个不同工况下的烟气量，即有效地增大了余热锅炉对烟气量的处理范围。为实现上述目的，本实用新型提供了一种余热锅炉，包括辐射部和对流部，所述辐射部内安装有垂直于气流方向且数量、间距及高度可根据烟气量的大小进行调节的挡板。优选地，上述余热锅炉中，所述挡板吊挂于所述余热锅炉的辐射部以外的结构。优选地，上述余热锅炉中，所述挡板为由形成回路的水冷管组成的水冷挡板。优选地，上述余热锅炉中，所述挡板的表面为光滑的平板型板面。优选地，上述余热锅炉中，所述挡板设置在辐射部中烟气温度低于1000°C的区域内。优选地，上述余热锅炉中，所述挡板后且烟气温度低于960°C的区域内设置有对流管束。优选地，上述余热锅炉中，所述对流管束吊挂于所述余热锅炉的辐射部以外的结构。优选地，上述余热锅炉中，所述水冷挡板和所述对流管束具有单独的汽、水分离及循环系统。[0014]优选地，上述余热锅炉中，还包括清灰装置，所述清灰装置设置在所述水冷挡板和对流管束在辐射部以外的部分。优选地，上述余热锅炉中，在所述水冷挡板前的辐射部的顶部设置有冷风喷头。相对于现有技术，本使用新型的技术效果是本实用新型提供的余热锅炉，包括辐射部和对流部，在辐射部内安装有垂直于气流方向且数量、间距及高度可根据烟气量的大小进行调节的挡板。即本实用新型可以通过实际生产中烟灰量的大小，来调节挡板的数量、间距及高度，从而来变换锅炉的有效换热面积，控制锅炉出口的烟气温度，即同样一个余热锅炉，可以处理多个不同工况下的烟气量， 有效地增大了余热锅炉对烟气量的处理范围。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本实用新型提供的余热锅炉的结构示意图；图2为本实用新型提供的余热锅炉水冷挡板断续布置的示意图；图3为本实用新型提供的余热锅炉水冷挡板连续布置的示意图。上图中附图标记和部件名称之间的对应关系为1辐射部；2对流部；3挡板；31水冷挡板；4对流管束；5汽、水分离及循环系统；6 冷风喷头；7清灰装置；8排烟道。
具体实施方式
本实用新型的核心在于提供一种余热锅炉，该余热锅炉能够同时适用于多个不同工况下的烟气量，即有效地增大了余热锅炉对烟气量的处理范围。为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图1、图2和图3，图1为本实用新型提供的余热锅炉的结构示意图；图2为本实用新型提供的余热锅炉水冷挡板断续布置的示意图；图3为本实用新型提供的余热锅炉水冷挡板连续布置的示意图。如图1所示，本实用新型所提供的余热锅炉，包括辐射部1和对流部2，高温烟气从冶金炉的排烟道8首先流进余热锅炉的辐射部1，然后再排至余热锅炉的对流部2，辐射部 1内安装有垂直于气流方向且数量、间距及高度可根据烟气量的大小进行调节的挡板3。在需要处理的烟气量较多的工况下，如图2所示，在辐射部1的空腔内垂直于气流方向一字排开断续安装多个挡板3，烟气撞击挡板3后，一部分烟气形成回流，被挡板3分割成数股小气流而充满辐射部1的空腔，另一部分烟气可穿过挡板3间通道或迂回到挡板 3下。由于挡板3的作用，一方面有效地延长了烟气在辐射部1的滞留时间，加速了烟尘在辐射部1的沉降；另一方面，可使有效的换热面积的大幅增加，极大的提升了锅炉的处理能力。[0029]在需要处理的烟气量较小的工况下，如图3所示，将挡板3在辐射部1的空腔内垂直于气流方向一字排开连续安装，这样就组成了一面挡板墙，烟气流只能从挡板3下的空腔迂回流动，即挡板后3的大部分的水冷壁失去换热效能，从而降低有效的换热面积。综上所述，本实用新型可以根据实际生产中烟灰量的大小，来调节挡板3的数量、 间距及高度，从而来变换锅炉的有效换热面积，控制锅炉出口的烟气温度，锅炉处理烟气量的能力是随着挡板3在空腔内的高度和挡板3与挡板3间的间隙大小的变化而变化；即同样一个余热锅炉，可以处理多个不同工况下的烟气量，有效地增大了余热锅炉对烟气量的处理范围。具体地，上述挡板3的安装方式为吊挂于余热锅炉的辐射部1以外的结构，通过在辐射部1顶棚开设的通道，吊挂于辐射部1的空腔内，并垂直于烟气流的运行趋势方向。进一步地，为了增强挡板3的换热能力，挡板3为由形成回路的水冷管组成的水冷挡板31，在烟气撞击水冷挡板31后，可以被水冷挡板31降温，每块水冷挡板31的进出水口可以为连接法兰，在对应的联箱上依不同的高度安装阀门短接，依据水冷挡板31在辐射部 1空腔内的高度需求，与对应高度的阀门短接对接，以阀门控制水冷挡板3内水的流通。生产中根据处理烟气量的大小，调整吊挂的水冷挡板31的数量、间距和高度以变换锅炉的有效换热面积，控制锅炉出口的烟气温度，通过此方法，锅炉处理的烟气量可以在设计值的35% 120%间变换。若高温烟气的温度在1000°C以上，其中的烟尘为熔融状态或半熔融状态，含有这种烟尘的烟气在前进过程中遇到水冷挡板31的阻挡，会粘接在水冷挡板31上，为了防止高温烟气中熔融或半熔融态的烟尘在水冷挡板31上粘结，本实用新型中，将水冷挡板31设置在烟气温度小于1000°C的区域内，在这个区域内，高温烟气中携带的烟尘在与水冷挡板 31接触时便已经固化，不易粘接。为了进一步减小上述烟尘在水冷挡板31上粘接，水冷挡板31的表面，至少是迎烟气方向的外表面为光滑的平板型板面。本实用新型还包括，在水冷挡板31后，且烟气温度低于960°C的区域内，垂直于气流运行趋势方向设置的对流管束4，当然，对流管束4的个数并不局限，可以为多个。具体地，本实用新型提供的余热锅炉设置的对流管束4的个数为4个，且均勻分布于余热锅炉的辐射部1烟气温度低于960°C的区域内。进一步地，对流管束4的设置方式与水冷挡板31 相同，均穿过辐射部1顶部的水冷壁吊挂与辐射部1以外的结构上。在本实用新型中，高温烟气从冶金炉的排烟道8流进余热锅炉的辐射部1，集中流动的烟气气流遇到水冷挡板31，撞击水冷挡板31后形成回流，回流有效地增加了烟气与水冷壁管的接触量，被水冷挡板31和顶棚水冷壁降温后的低温烟气对后续高温烟气进一步冷却，同时高温烟气还向周围的水冷壁辐射传热。在上述多种散热方式的同时作用下，高温烟气被快速降温到1000°C以下，烟气中夹杂的熔融态烟尘得到固化，固化的烟尘颗粒不易形成粘结。初步降温后的烟气被水冷挡板31分割成数股小气流而充满辐射部的空腔，穿过水冷挡板31间通道和迂回到水冷挡板31下的烟气进入到设置在水冷挡板31后面的对流管束4中，进行对流换热，穿过水冷挡板31与水冷壁间通道的烟气与水冷壁直接换热；可见，本实用新型，由于换热方式的改变及换热面积的大幅增加，极大的提升了锅炉的处理能力，同样的辐射部1，处理烟气的能力可以提升一倍以上。同时水冷挡板31及对流管束4的对气流的阻挡导致气流速度的降低，有效地延长了烟气在辐射部1的滞留时间，加速了烟尘在辐射部1的沉降。锅炉的换热效率主要取决于有效的换热面积和换热方式，在本实用新型中，调整水冷挡板31数量、间距和高度是调整烟气流方向、烟气流散布程度的主要手段，从而导致位于水冷挡板31后面的对流管束4及辐射部水冷壁有效换热面积的变化，就可以有效改变锅炉的处理能力。如图3所示，将水冷挡板31连续布置为一面挡板墙后，烟气流只能从挡板墙下的空腔迂回流动，水冷挡板31后的对流管束4和大部分水冷壁失去换热效能，锅炉有效的换热面积降低，经实践，在这种情况下，锅炉在处理较小的烟气量时，就能保证出口烟温在420°C 350°C之间。本实用新型中，由于的水冷挡板31与对流管束4直接与高温烟气接触，带走的热量要比辐射部的水冷壁大的多，且波动大，因而需水量不稳定，为此，本实用新型中，单独设置了水冷挡板31和对流管束4的汽、水分离及循环系统5，与锅炉主体分开，即水冷挡板31 和对流管束4拥有独立的联箱、汽包和循环泵。为了进一步增强辐射部1的换热能力，在辐射部1的顶棚上安装多个冷风喷头6， 连续向高温烟气流中喷入冷风，因此，集中流动的高温烟气在进入辐射部1后，首先将受到冷风喷头6喷出的冷风的冷却，然后再遇到水冷挡板31和对流管束4，因此，有效地增强辐射部1的换热能力。进一步地，由辐射部1顶棚倾斜向下安装的冷风喷头6向烟气流中连续喷入的冷风是常温常氧的空气，在给高温烟气降温的同时，所携带的氧还会与高温烟气中氧化物烟尘及烟气中的SO2发生反应，生成结构松散的便于清除的硫酸盐。然而过多的氧会使烟气中产生废酸，所以喷入的空气的量要进行控制，依据烟气中的含尘量，一般控制在空气流量为高温烟气流量的3% 10% (体积比)。高温烟气中携带的烟尘在与水冷挡板31和对流管束4接触时已经固化，或含有结构松散的硫酸盐，不易在炉管上粘结形成大块，少量松散的烟尘通过振打装置就可清除，因此，本实用新型还包括设置在水冷挡板31和对流管束4在辐射部1以外的部分的清灰装置 7，该清灰装置7可以保持炉管表面的洁净，亦保证了炉管的换热效率。综上所述，本实用新型提供的余热锅炉具有以下优点，首先，可以通过调整水冷挡板31来变换有效地换热面积，从而增大了该余热锅炉对烟气量的处理范围，经实践，烟气量可以在设计值的35% 120%间运行；其次，建立了多种换热方式，换热效率高；再次，烟尘在辐射部1的沉降率大，烟尘品质好，易于清除。以上对本实用新型所提供的一种余热锅炉进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种余热锅炉，包括辐射部(1)和对流部O)，其特征在于，所述辐射部(1)内安装有垂直于气流方向且数量、间距及高度可根据烟气量的大小进行调节的挡板(3)。
2.根据权利要求1所述的余热锅炉，其特征在于，所述挡板(3)吊挂于所述余热锅炉的辐射部(1)以外的结构。
3.根据权利要求2所述的余热锅炉，其特征在于，所述挡板(3)为由形成回路的水冷管组成的水冷挡板(31)。
4.根据权利要求3所述的余热锅炉，其特征在于，所述水冷挡板(31)的表面为光滑的平板型板面。
5.根据权利要求4所述的余热锅炉，其特征在于，所述水冷挡板(31)设置在辐射部(1)中烟气温度低于1000°c的区域内。
6.根据权利要求5所述的余热锅炉，其特征在于，所述水冷挡板(31)后且烟气温度低于960°C的区域内设置有对流管束0)。
7.根据权利要求6所述的余热锅炉，其特征在于，所述对流管束(4)吊挂于所述余热锅炉的辐射部(1)以外的结构。
8.根据权利要求7所述的余热锅炉，其特征在于，所述水冷挡板(31)和所述对流管束(4)具有单独的汽、水分离及循环系统(5)。
9.根据权利要求8所述的余热锅炉，其特征在于，还包括清灰装置(7)，所述清灰装置(7)设置在所述水冷挡板( 和对流管束(4)在辐射部(1)以外的部分。
10.根据权利要求3-9任一项所述的余热锅炉，其特征在于，在所述水冷挡板(31)前的辐射部(1)的顶部设置有冷风喷头(6)。
专利摘要本实用新型公开了一种余热锅炉，包括辐射部和对流部，在辐射部内安装有垂直于气流方向且数量、间距及高度可根据烟气量的大小进行调节的挡板。即本实用新型可以通过实际生产中烟气量的大小，来调节挡板的数量、间距及高度，从而来变换锅炉的有效换热面积，控制锅炉出口的烟气温度，即同样一个余热锅炉，可以处理多个不同工况下的烟气量，有效地增大了余热锅炉对烟气量的处理范围。
文档编号F27D17/00GK202328124SQ20112045755
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者刘卫东, 周松林, 胡松 申请人:阳谷祥光铜业有限公司