一种新型高效水泥窑窑头联合过热余热锅炉的制作方法

本实用新型涉及一种利用过热蒸汽发电的窑头余热锅炉，尤其涉及一种利用回收水泥窑窑头和窑尾余热产生饱和蒸汽用于发电的窑头余热锅炉。

背景技术：
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在水泥窑余热发电系统中，常规窑头余热锅炉仅能适应500℃以下余热废烟气工况下波动，当窑头篦冷机出口废气在温度和烟气量上大幅度波动时，一方面，进入窑头余热锅炉的的灰尘颗粒流速增加，加快了受热面磨损速率；另一方面，过热蒸汽将出现蒸汽超温、超压的现象并且无法调节。锅炉长时间在波动工况下运行容易造成受热面管壁颗粒磨损、超温而引起的爆管安全事故，并且过热蒸汽超温超压也会减少汽轮机设备的使用寿命，对余热发电的安全性和经济性都有很大的影响。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能适应窑头篦冷机出口废气500～800℃大波动高温余热废烟气，并能对蒸汽温度进行调节的水泥窑窑头联合过热余热锅炉。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种新型高效水泥窑窑头联合过热余热锅炉，包括进口烟道膨胀节，所述进口烟道膨胀节的上方连接有高温区受热面烟道，所述高温区受热面烟道上方连接有缓冲烟道膨胀节，所述缓冲烟道膨胀节上方连接有低温区受热面烟道，所述低温区受热面烟道上方连接有出口烟道，所述高温区受热面烟道内从下往上依次设置有高温过热器、中温过热器、低温过热器；所述低温区受热面烟道内从下往上依次设置了一级蒸发器、二级蒸发器、省煤器、热水器；所述一级蒸发器的下集箱通过第一下降管连接锅筒，所述一级蒸发器的上集箱通过第一上升管连接锅筒；所述二级蒸发器的下集箱通过第二下降管连接锅筒，所述二级蒸发器的上集箱通过第二上升管连接锅筒；所述锅筒通过饱和蒸汽连接管与混合集箱连接；所述混合集箱的出口端与低温过热器的上集箱连接；所述低温过热器的下集箱与中温过热器的上集箱连接；所述中温过热器的下集箱与减温调节装置连接；所述减温调节装置与高温过热器的上集箱连接；所述热水器的上集箱通过给水管路连接给水泵，所述热水器的下集箱通过管道连接省煤器的下集箱；所述省煤器的上集箱通过管道连接锅筒；所述省煤器的下集箱和热水器的下集箱之间的管道上连接有减温水管路，所述减温水管路的另一端连接减温调节装置，所述减温水管路上设置有调节装置和调节阀；所述混合集箱通过第二饱和蒸汽连接管与窑尾锅炉连接。

上述方案的进一步优化，所述高温过热器、中温过热器、低温过热器均采用光管蛇形管组悬挂式结构。

上述方案的进一步优化，所述高温过热器的迎风面前3～6排管束采用240℃防磨罩结构。

上述方案的进一步优化，所述高温过热器与进口烟道膨胀节之间布置螺旋翅片管式假管。

上述方案的进一步优化，所述一级蒸发器、二级蒸发器采用单行程独立循环倾斜式布置结构。

上述方案的进一步优化，所述一级蒸发器、二级蒸发器、省煤器、热水器均采用螺旋翅片管管箱结构。

上述方案的进一步优化，所述进口烟道膨胀节、高温区受热面烟道和缓冲烟道膨胀节外侧设置有钢架。

上述方案的进一步优化，所述高温过热器、中温过热器、低温过热器均采用自支撑结构，支撑在钢架的下部梁上；一级蒸发器、二级蒸发器、省煤器、热水器均采用自支撑结构，支撑在钢架的中部梁上。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型的窑头联合过热余热锅炉根据烟气温度分区设置受热面结构形式，在高温区段采用光管蛇形管组悬挂式结构，此结构有效的保证了管束受热自由膨胀，低温段采用螺旋翅片管管箱自支撑结构，安装方便，占空间小。

(2)高温过热器前布置螺旋翅片管式假管，迎风面前3～6排管束采用240℃防磨罩结构，双重保护，有效地防止烟气大颗粒灰份磨损，组织合适的废气流场，加强换热，延长设备的使用寿命。

(3)采用联合过热结构，将窑尾的饱和蒸汽加热到过热蒸汽，提高系统的发电效率。

(4)高温过热器和中温过热器之间设计减温调节装置，有效的解决水泥窑生产过程烟气波动造成的主蒸汽超温而引起的过热器管超温爆管的安全事故的技术问题，同时稳定的主蒸汽能够保证汽轮机等设备安全有效的运行，减少维修次数，提高发电系统的稳定性和年运行时间。

(5)一级蒸发器、二级蒸发器采用单行程独立循环倾斜式布置结构，循环动力强劲，水循环安全可靠。

(6)受热面采用分区自支撑在钢架的下部和中部梁上，有效的减少高温区受热面管箱的载荷，同时可以自由膨胀。

(7)高温区受热面烟道与低温区受热面烟道之间通过缓冲烟道膨胀节连接，有效吸收膨胀，提高设备安全性。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的汽水流程示意图。

图3是本实用新型方案中螺旋翅片管式假管主视结构示意图。

图4是图3螺旋翅片管式假管侧视结构示意图。

图5是本实用新型方案中240℃防磨罩的主视结构示意图。

图6是图5中240℃防磨罩的侧视结构示意图。

具体实施方式

本文中提及的高温过热器4、中温过热器3、低温过热器2、一级蒸发器6、二级蒸发器7、省煤器8、热水器9均是锅炉领域的专用名称，本文中提及的连接方式如没有特别说明，均是指管道连接。

结合图1和2，本实用新型的一种新型高效水泥窑窑头联合过热余热锅炉，整个锅炉烟道呈立式布置。烟道入口向上依次设置进口烟道膨胀节1、高温区受热面烟道13、缓冲烟道膨胀节5、低温区受热面烟道14、出口烟道10，上述部件之间通过焊接相连并构建成整个烟道。

高温区受热面烟道13内从下往上依次设置了高温过热器4、中温过热器3、低温过热器2，低温区受热面烟道14从下往上依次设置了一级蒸发器6、二级蒸发器7、省煤器8、热水器9。

烟道外侧设置有钢架12，锅筒11放置在钢架12上部。

一级蒸发器的上集箱和下集箱分别通过第一上升管15、第一下降管16连接锅筒11；二级蒸发器的下集箱和上集箱分别通过第二下降管17、第二上升管18连接锅筒11。锅筒11通过饱和蒸汽连接管19与混合集箱20相连，混合集箱20的出口端与低温过热器的上集箱相连，低温过热器的下集箱与中温过热器的上集箱相连，中温过热器的下集箱与减温调节装置21相连，减温调节装置21与高温过热器的上集箱连接。

给水泵25通过给水管路26连接热水器的上集箱，热水器的下集箱通过管道27与省煤器的下集箱连接，省煤器的上集箱通过管道27连接锅筒11。

省煤器8和热水器9之间的管道27连接有减温水管路22，减温水管路22另一端连接减温调节装置21，减温水管路22上设置有调节装置23和调节阀24，调节装置23设置在减温调节装置21侧。

混合集箱20与窑尾锅炉通过第二饱和蒸汽连接管29连接。

参见图1，本方案中的烟流程为：

高温烟气→进口烟道膨胀节1→高温过热器4→中温过热器3→低温过热器2→缓冲烟道膨胀节5→一级蒸发器6→二级蒸发器7→省煤器8→热水器9→出口烟道10。

参见图2，本方案中的汽水流程为：

给水泵25通过给水管路26将冷凝水送入热水器9中，加热后通过管道27送入省煤器8，加热为一定压力温度的热水通过管路27送入锅筒11内，然后自其引出，经第一下降管16、第二下降管17流入一级蒸发器6、二级蒸发器7、在这里被加热后的汽水混合物再通过第一上升管15、第二上升管18引回锅筒11，而后锅筒11引出的饱和蒸汽通过饱和蒸汽连接管19，与来自窑尾锅炉的饱和蒸汽通过第二饱和蒸汽连接管29引入混合集箱20，两股饱和蒸汽在此充分混合后，共同进入低温过热器2中过热，然后进入中温过热器3继续吸热，通过减温调节装置21引入高温过热器4继续过热，当蒸汽温度过高时，热水器9出来的热水，经调节阀24和调节装置23调整喷水量，最终通过减温调节装置21的调节，加热成为合格品质的过热蒸汽。

参见图3至6螺旋翅片管式假管和240℃防磨罩结构。

高温过热器4前布置螺旋翅片管式假管31，迎风面前3～6排管束采用240℃防磨罩32结构，双重保护，效地防止烟气大颗粒灰份磨损，组织合适的废气流场，加强换热，延长设备的使用寿命。