[實用新型]用于垃圾焚燒鍋爐的均溫過熱器

有效

• 申請號: 201520954774.8
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN205372524U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 龔俊;蔡文鋼;陳金火;郝小波;周曉
• 申請（專利權）人: 華西能源工業股份有限公司
• 主分類號: F22G1/00
• 分類號: F22G1/00;F22G3/00;F23G5/44
• 代理公司: 成都泰合道知識產權代理有限公司 51231
• 代理人: 王榮;伍姝茜

技術領域

本實用新型涉及一種過熱器，特別是用于垃圾焚燒鍋爐的均溫過熱器。

背景技術

進入21世紀，隨著人民生活水平提高，產生的垃圾量也日益增多，不少大城市已經形成被垃圾包圍的困局，垃圾的處理和處置問題已擺在我們面前。而焚燒發電是處理城市生活垃圾最有效的辦法，不僅可達到最大程度減容的目的，而且煙氣經過處理后也可以達到國家規定的環保標準，不致引起二次污染，垃圾焚燒釋放出來的熱能還能夠加以利用，減少煤炭的使用量，減少碳排放。垃圾焚燒發電是一種綠色環保能源的來源途徑。

生活垃圾中含有大量的氯元素，同時還含有相當數量的K、Na、S等元素，它們的焚燒產物具有很強的腐蝕性。垃圾焚燒過程中的高溫腐蝕主要發生在過熱器區域，主要由燃料中的氯元素引發。氯元素在整個化學反應鏈中扮演著催化劑的角色。在垃圾焚燒鍋爐中，金屬管壁只要存在粘污物，其中就含有氯元素，而氯元素引起的高溫腐蝕與受熱面金屬壁溫之間存在緊密關聯，如圖1所示，隨著金屬壁溫的增加，金屬的腐蝕速度也加快，且受熱面金屬壁溫處于400-700℃溫度區域時高溫腐蝕速度最快，呈幾何級增長；管壁光滑的情況下即使金屬壁溫很高腐蝕速度也非常慢。垃圾焚燒的生成物中存在著許多低熔點物質，他們具有較強的粘污特性，所以隨煙氣流動過程中粘附在受熱面金屬管壁上是必然結果。而目前垃圾焚燒爐高溫段過熱器內蒸汽溫度一般為400℃左右，受熱管子金屬壁溫容易處于腐蝕區，過熱器管子金屬外壁溫度可按下式計算：

t_cm=t+Δt+β×q_max×[δ/λ/（β+1）+1/α₂]

式中

t-所求區段中在管內流動的介質平均溫度，℃；

Δt-熱負荷最大的管子中，介質溫度超過平均溫度之值，℃；

β-管子外徑與內徑之比；

q_max-熱負荷最大的管子，吸熱量最大處的熱負荷，kcal/m²·h；

δ-管壁厚度，m；

λ-管壁金屬的導熱系數，kcal/m²·h·℃；

α₂-管壁對受熱介質的放熱系數，kcal/m²·h·℃。α₂隨蒸汽流速的增大而增大。

由上式可知，對金屬壁溫影響最大、起決定作用的是介質溫度、流速等。

目前常規的過熱器圖2、圖3所示，包括進口混合器7、出口混合器8及并聯在進口混合器7與出口混合器9之間的數根蛇形管9，蛇形管9受煙氣加熱的同時加熱管內的過熱蒸汽；該結構由于每根蛇形管9內的管程較長，彎頭多，不僅較難加工，其制造精度的誤差也較大，特別是管內截面難以保證均勻，在加熱過熱汽過程中，無法完全保證每根管子中蒸汽流量均等，流速均衡，因此部分蛇形管9由于蒸汽流速較低造成局部位置管壁溫度高，由于管程較長，其蒸汽溫度偏差會逐漸疊加，越積越大，造成受熱面管局部金屬溫度較其他區域高，且偏差較大，促使該局部區域高溫腐蝕加快，最終出現過熱器爆管的現象，無法保證鍋爐的長期穩定運行。

實用新型內容

針對上述存在的技術問題，本實用新型提供一種用于垃圾焚燒鍋爐的均溫過熱器，它不僅便于制造，且其管程較短，可提高各段管中蒸汽流量及流速的均勻性，并使得各部管溫趨于均衡，可防止管子溫度過高引起加速腐蝕而爆管，利于鍋爐的長期穩定運行。

為了達到上述目的，本實用新型的用于垃圾焚燒鍋爐的均溫過熱器，其特征在于：包括數個單元管組，每個單元管組均包括一個進口混合器、一個出口混合器及并聯在進口混合器與出口混合器之間的數根U形過熱管；數個單元管組依次排列，其中前一個單元管組的出口混合器與下一個單元管組的進口混合器通過數根并聯的連接管相聯；

本實用新型通過數根并聯的連接管將數個單元管組串聯，蒸汽經上一個單元管組加熱后再進入下一個單元管組；每個單元管組內的過熱管均為U形管，其管程較短、僅一個彎頭，不僅便于制造，且管中過熱蒸汽加熱流程短，其管內截面的均勻性更高，并聯多根管子使得流程阻力小，即使有阻力偏差，其數值也較小，在經過一段較短的吸熱之后造成的溫度偏差在其出口混合器內很快混合，混合以后蒸汽溫度整體均衡，在單個單元管組中受熱不均引起的熱偏差得到糾正，避免了熱偏差的累積，可提高各單元管組管中蒸汽流量及流速的均勻性，并使得各部管溫趨于均衡，可防止管子局部溫度過高引起加速腐蝕而爆管，利于鍋爐的長期穩定運行。