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其他类型锅炉

时间:2022-10-30 百科知识 版权反馈
【摘要】:有机热载体锅炉已有60余年历史,由于有机热载体锅炉具有压力低、温度高、间接加热安全可靠、节约能源以及投资少等优点,因而得到迅速发展。余热锅炉的应用对节约能源、改善劳动条件、增加生产、降低生产成本和减轻环境污染等方面起着越来越重要的作用。有隧道立式余热锅炉和卧式余热锅炉。图3-25所示为一种强制循环型铜反射炉余热锅炉筒。

一、贯流锅炉

贯流锅炉是近几年由国外引进的立式水管式直流锅炉,其型号规格有多种,额定蒸发量最小为0.1t/h,图3-15为锅炉结构示意图

该锅炉的主要受压部件有上集箱、下集箱和直水管。上、下集箱呈圆形截面。直水管有内外两层,沿集箱圆弧线环形布置。管子与管子紧贴在一起。为了增加开孔孔桥减弱系数,制造时将直水管两端用缩管机缩小,然后与上、下集箱相连,一般小容量锅炉的直水管采用光管,大容量锅炉则在水管上焊有鳍片,以提高传热效率。贯流锅炉一般为蒸汽锅炉,也有热水锅炉,为全焊接结构。

贯流锅炉一般为燃油炉,其燃烧器置在锅炉顶部,由燃烧器喷出的火焰和高温烟气在直水管组成的环形炉膛内直接辐射直水管,然后经前部留出的通道,分别从左、右侧环绕直水管作横向冲刷进行对流传热,再向后流出,经后部烟气出口流向烟囱,见图3-16。

该锅炉的水循环为强制循环,给水由给水泵送入下集箱,锅水由下向上,在直水管内定压下完成吸热、汽化直至成为饱和蒸汽。

该锅炉的主要特点是:体积小,结构紧凑;水容量小,升压快;安装方便;采用微机控制,自动化程度高。因直水管是受热面,故对水质要求较高,要求采用锅外化学处理。

图3-15 贯流锅炉示意图 1.上集箱 2.直水管 3.下集箱

图3-16 贯流锅炉的烟气流程

二、有机热载体锅炉

有机热载体锅炉已有60余年历史,由于有机热载体锅炉具有压力低、温度高、间接加热安全可靠、节约能源以及投资少等优点,因而得到迅速发展。

(一)有机热载体锅炉的分类

有机热载体锅炉依据不同的需要与特点,分类如下。

(1)按有机热载体工作状态可分为:气相炉和液相炉。

(2)按热源可分为:燃煤炉、燃油炉、燃气炉和电加热炉。

(3)按有机热载体循环方式可分为:自然循环炉和强制循环炉。强制循环导热油炉有注入式和抽吸式两种。

(4)接锅炉本体结构可分为:盘管式、管架式和锅壳式。

(5)按工作压力可分为:低压炉和常压炉。

(6)按整体造型可分为:立式炉、卧式炉及管式余热油炉。

(二)常用几种炉型简介

1.盘管式有机热载体锅炉

盘管式有机热载炉是由国外引进设备改进而成的一种锅炉。国外的多以油、气作为燃料,国内多以煤作为燃料。

该种锅炉主要由本体和燃烧室两大部体组成,如图3-17所示。其本体由底座、盘管、拱顶、顶盖、外壳、保温层及辅助测温测压装置等部件组成,如图3-18所示。燃烧室的炉排与以水为介质锅炉的炉排基本相似。但有机热载体炉燃烧室内因无水冷壁管而使炉膛温度较高,所以在设计和使用上都有一定的难度。

烟气流程为:燃烧室内燃烧产生的高温烟气进入本体,以辐射传热和对流传热的方式与盘管内的有机热载体换热。有机热载体系统内由循环油泵实现闭路强制循环,在本体内获得热量的有机热载体作为热源供至用热设备,从而使有有机热载体炉实现对系统供热。

图3-17 盘管式有机热载体锅炉结构示意图

1.本体 2.燃烧室

图3-18 盘管式有机热载体锅炉本体结构示意图

1.顶盖 2.拱顶 3.外壳 4.盘管 5.底座

2.管架式有机热载体锅炉

该种锅炉是针对盘管式有机热载体炉存在的一些不足而改进设计的新一代管式有机热载体炉。它克服了盘管式炉难以配套自动化燃煤装置及炉子造型不美观等不足,因而炉子便于制成快装式、大容量,提高了炉子燃烧效率和消烟除尘效果,同时使运输安装方便,并保持了盘管式炉导热油容量小,钢材耗量小,造价低及受热面管子中导热油流速较高等优点。因此,它是目前国内使用较多的一种炉型。

该种锅炉的形状如同管架式热水锅炉,主要由辐射热面,对流管片、空气预热器、炉墙及燃烧装置组成,如图3-19所示,其中锅炉本体部分由门形管、顶棚管、集箱、对流片等主要受压部件组成,如图3-20所示。

图3-19 管架式有机热载体锅炉结构示意图

1.辐射受热面 2.对流管片 3.空气预热器 4.炉墙 5.燃烧装置

图3-20 管架式有机热载体锅炉本体结构示意图

1.门形管 2.顶棚管 3.集箱 4.对流片 5.支架

烟气流程为:燃料在炉排上燃烧产生的高温烟气在炉膛内对辐射受热面(门形管和顶棚管)进行辐射传热后,进入对流受热面 (对流管片),最后经空气预热器从烟囱排出。

3.锅壳式有机热载体锅炉

该种锅炉是针对上述两种炉型共同存在的两大问题,即受热面管子内壁结焦后难以清理和停电后易引起受热面管子超温爆管等问题而研制的一种炉型。其结构如同目前的卧式外燃水火管混合式的锅壳锅炉。

该种锅炉主要由锅筒(包括简体、前管板和后管板),辐射受热面、集箱(包括左集箱、右集箱和后集箱)、烟管等受压元件和燃烧设备组成,如图3-2l所示。其中,燃烧设备大多采用燃煤的链条炉排和往复炉排。

图3-21 卧式锅壳式有机热载体锅炉结构示意图

1.膨胀箱接口 2.测温口 3.回油口 4.出油口5.简体排污管 6、7.集箱排污管

烟气流程为:煤在炉排上燃烧后,生成高温烟气,在炉膛内对辐射受热面进行辐射传热,然后经后烟室进入第一束烟管到前烟箱,再从前烟箱折回到第二束烟管,向后流入尾部受热面,最后由引风机从烟囱排出。

三、余热锅炉

余热锅炉是利用工业窑炉的废烟气的余热,生产蒸汽和热水的热交换设备。余热锅炉的应用对节约能源、改善劳动条件、增加生产、降低生产成本和减轻环境污染等方面起着越来越重要的作用。

(一)余热锅炉的分类

因为各种工业窑炉的形式不同,故在工业窑炉烟道中配套安装的余热锅炉种类繁多,结构复杂。余热锅炉分为如下几类。

(l)接受热方式分。有水管式余热锅炉和烟管式余热锅炉。

(2)接循环方式分。有自然循环余热锅炉和强制循环余热锅炉。(3)按布置形式分。有隧道立式余热锅炉和卧式余热锅炉。

(4)按压力分。有低压和中压余热锅炉。

(5)按锅炉蒸发量分。有大型余热锅炉、中型余热锅炉和小型余热锅炉。

(二)余热锅炉的特点

余热锅炉除具有一般工业锅炉相似的锅内过程和传热过程外,由于它的热源是余热,其工作服从于生产工艺,因此它还具有以下特点:

(1)余热锅炉的工作参数(出力、压力、温度等)不能任意选定,它取决于余热的热力参数,如烟气的流量、温度、成分等。余热锅炉的运行参数也随着余热参数的波动而变化,特别是出力和压力不易控制。

(2)余热锅炉在设计和运行中应充分注意余热的热力参数,主要在以下3个方面。生产工艺过程的同期性,最大、最小烟气流量及其相应的温度变化规律;动烟气各尘量、烟气成分及性质;烟气中SO2以及其他有毒性和爆炸气体含量等。

(三)常用的几种炉型简介

1.烟管式余热锅炉

图3-22所示为一种应用较早的典型炉型之一的烟管式余热锅炉,它具有结构紧凑,制造容易及操作方便等优点。

烟管式余热锅炉的锅筒直径一般较大,两端封头连接有一系列小直径直烟管作为受热面,管内通过烟气。管束沿封头呈方形排列,以利于锅筒内的水循环。

图3-22 烟管式余热锅炉

1.锅筒 2.烟管 3.烟气进口 4.烟气出口

2.自然循环水管式余热锅炉

此类锅炉有卧式和立式两种布置方式。卧式布置的水管式余热锅炉如图3-23所示,其结构与普通双锅筒锅炉的对流管束相似,但受热面一般不设隔烟墙,使烟气在锅炉中不作回流而一次通过。因而最大程度上避免了烟气偏流、烟尘浓聚的可能,减弱了受热面的积灰和磨损,传热效果好,烟气一次通过,对烟气充满程度、降低烟气阻力等都比较有利,从制造、安装、维修各方面要求来看,此种结构也是可取的。

图3-23 双锅筒卧式布置余热锅炉

1.下锅筒 2.保温层 3.对流管束 4.上锅筒 5.钢架 6.平台楼梯

当锅炉采用立式布置时,其结构如图3-24所示,烟气借助于隔烟墙自下而上的多次迂回流动,以横向冲刷为主。烟气因多次转向会引起局部烟尘浓聚。并造成受热管子的局部磨损,同时,冲刷死角还会形成烟尘局部堆积,使烟气充满程度和传热效果都受到影响。

图3-24 双锅筒立式布置余热锅炉

1.上锅筒 2.省煤器 3.烟气出口 4.下锅筒 5.烟气出口 6.过热器 7.对流管束

在水管式余热锅炉中,当烟气温度较低,流量较大,并且烟气属于非污染性时,螺旋鳍片管受热面已获得应用,它能显著减少锅炉外形尺寸和金属管材耗量。

3.强制循环水管式余热锅炉

图3-25所示为一种强制循环型铜反射炉余热锅炉筒。锅炉采用露天布置,强制循环。锅炉设置有冷却室,在结构布置上采用了鳍片管,纵向冲刷、低烟速和宽节距等一系列措施,有效地解决了受热面积灰这一关键问题。

作为第一烟道的冷却室四周布满了吸收辐射热的鳍片管,管子间距也比较大。高温烟气在冷却室内从1200℃急速冷却到600℃以下,使熔融状态的金属烟尘骤然降温,使其温度降到凝固点以下,使之成为固体的小颗粒,并向下沉降,避免烟尘黏结在水冷壁管上。

图3-25 强制循环水管余热锅炉简图

I.第一烟道(冷却室) Ⅱ.第二烟道 Ⅲ.第三烟道 Ⅳ.第四烟道 1.水冷壁 2.一级过热器 3.二级过热器 4、5.对流管束 6.锅筒 7.烟气出口 8.出灰机 9.烟气进口

冷却室的顶棚上布置了第一级过热器,采用了鳍片管。第二烟道沿宽度方向布置了第二级过热管,也采用鳍片管,呈管排形布置,采用较低的烟速纵向冲刷。第三和第四烟道为锅炉本体的对流受热面,仍以较低的烟速纵向冲刷,每个烟道均布置五排由鳍片管组成的管排形受热面。各烟道隔墙均由鳍片管构成,并为锅炉受热面的一部分。

为了便于清除受热面上的积灰,还采用了伸缩式吹灰装罩和振打装置。

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