[實(shí)用新型]產(chǎn)汽過熱一體化立式薄管板廢熱回收裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720427805.3
• 申請(qǐng)日: 2017-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN207247959U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張合生;沈文朋;齊波;安連想;張立燕;王延軍;雷飛;楊麗君;孟繁然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): F28D7/16
• 分類號(hào): F28D7/16
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司62102
• 代理人: 張晉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于能源回收利用裝置，具體地說(shuō)是一種可在高溫、高壓、含 塵條件下穩(wěn)定運(yùn)行，將所產(chǎn)的飽和蒸汽過熱的具有撓性薄管板結(jié)構(gòu)的廢熱回收 裝置。

背景技術(shù)

在很多化工工藝生產(chǎn)過程中，高溫工藝氣溫度高達(dá)600℃～1100℃，壓 力為1MPa～8MPa。按工藝要求必須將其冷卻到300℃～550℃左右，以進(jìn)行 下一步工藝過程，這部分余熱量大，能量的品質(zhì)較高，一般采用廢熱回收裝 置(即廢熱鍋爐系統(tǒng))回收，副產(chǎn)的飽和蒸汽過熱后用于動(dòng)力或發(fā)電。

在廢熱鍋爐的選型上，由于火管式廢熱鍋爐效率高、穩(wěn)定性好，所以被 優(yōu)先選用；對(duì)含塵的工藝氣體，要求氣體的通道平直并高進(jìn)低出以避免換熱 管堵塞，故一般選用立式結(jié)構(gòu)。

但現(xiàn)有的立式火管式廢熱鍋爐存在以下問題：

首先，由于介質(zhì)含塵，為保證將換熱管中的流速控制在一定范圍內(nèi)以防 止積灰堵塞，常使換熱管管束的長(zhǎng)度過長(zhǎng)，如采用傳統(tǒng)的一級(jí)式廢熱鍋爐結(jié) 構(gòu)，較長(zhǎng)的管束長(zhǎng)度會(huì)造成了管殼間應(yīng)力過大及管束穩(wěn)定性降低。同時(shí)，在 廢熱鍋爐殼程筒體下端到筒體上端，蒸汽含量逐漸增加，水含量逐漸降低。 在靠近上管板處，往往出現(xiàn)只有蒸汽，而幾乎沒有水的現(xiàn)象，即廢熱鍋爐上 端集汽現(xiàn)象。集汽現(xiàn)象會(huì)使該區(qū)域的換熱效率將急劇下降，同時(shí)換熱管和上 端管板溫度急劇升高，易造成管板壞損和爆管。管束越長(zhǎng)，則上端集汽現(xiàn)象 越嚴(yán)重，廢熱鍋爐的穩(wěn)定性就越差。

此外，廢熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽，一般需要進(jìn)行過熱，以便用于動(dòng)力 或發(fā)電。現(xiàn)有的廢熱鍋爐只能產(chǎn)生飽和蒸汽，如需要過熱蒸汽，還需用蒸汽 過熱設(shè)備將飽和蒸汽過熱。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的在于提供一種可在高溫、高壓、含塵條件下穩(wěn)定運(yùn)行，將 所產(chǎn)的飽和蒸汽過熱的具有撓性薄管板結(jié)構(gòu)的立式廢熱回收裝置，以此解決傳 統(tǒng)的廢熱鍋爐在含灰介質(zhì)下不能穩(wěn)定運(yùn)行的問題，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，以 滿足焦炭技改等項(xiàng)目的需要。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)是產(chǎn)汽過熱一體化立式薄管板廢熱回收裝置分三級(jí)，即 三個(gè)換熱段，依工藝氣通過順序分別為一級(jí)蒸汽發(fā)生段、蒸汽過熱段和二級(jí)蒸 汽發(fā)生段。一級(jí)蒸汽發(fā)生段和二級(jí)蒸汽發(fā)生段產(chǎn)生飽和蒸汽，蒸汽過熱段將飽 和蒸汽過熱；一級(jí)蒸汽發(fā)生段和二級(jí)蒸汽發(fā)生段為列管式火管結(jié)構(gòu)，工藝氣走 換熱管內(nèi)；過熱段蒸汽過熱段一般也采用列管式火管結(jié)構(gòu)，也可采用水管結(jié)構(gòu)。

上述產(chǎn)汽過熱一體化立式薄管板廢熱回收裝置采用三級(jí)立式火管式結(jié)構(gòu)， 大大縮短了每一段管束的長(zhǎng)度，從而大幅度降低了因管束長(zhǎng)度過長(zhǎng)引起管殼間 應(yīng)力，使管束的穩(wěn)定性得以較大提升。同時(shí)，降低了廢熱回收裝置殼程筒體上 端汽水混合物中蒸汽的含量，有效的降低了設(shè)備殼程筒體上端集汽現(xiàn)象的出現(xiàn)。 提高了本廢熱回收裝置的穩(wěn)定性。

上述產(chǎn)汽過熱一體化立式薄管板廢熱回收裝置的一級(jí)蒸汽發(fā)生段二級(jí)蒸汽 發(fā)生段均采用立式列管式火管結(jié)構(gòu)，蒸汽過熱段一般也采用列管式火管結(jié)構(gòu)。 采用立式列管式火管結(jié)構(gòu)，根據(jù)工藝氣中的具體含塵量及含塵組分，將工藝氣 的流速控制在合理范圍之內(nèi)，以避免積灰。

上述產(chǎn)汽過熱一體化立式薄管板廢熱回收裝置的一級(jí)蒸汽發(fā)生段、二級(jí)蒸 汽發(fā)生段的管板采用帶撓性扳邊的薄管板，如蒸汽過熱段為火管式結(jié)構(gòu)，也最 好采用帶撓性扳邊的薄管板。該薄管板的平管板部分和半圓弧部分能產(chǎn)生一定 的撓性形變，從而補(bǔ)償殼體和換熱管之間的熱膨脹差，起到膨脹節(jié)的作用。與 傳統(tǒng)的固定管板結(jié)構(gòu)相比，能有效的減少管板邊緣的應(yīng)力集中；同時(shí)由于管板 較固定管板薄很多，從而使管板在熱態(tài)情況下，沿厚度方向的溫差應(yīng)力較小。 該結(jié)構(gòu)的管板可有效的降低管板的溫差應(yīng)力并吸收管殼間的膨脹應(yīng)力，提高設(shè) 備運(yùn)行的安全性和可靠性。

上述產(chǎn)汽過熱一體化立式薄管板廢熱回收裝置的一級(jí)蒸汽發(fā)生段，蒸汽過 熱器段及二級(jí)蒸汽發(fā)生段上均可設(shè)置中心管旁路，分別由設(shè)在其后的中間管箱 I、中間管箱II、和出口管箱上的高溫調(diào)節(jié)閥控制，以調(diào)節(jié)各段工藝氣出口溫度。

上述產(chǎn)汽過熱一體化立式薄管板廢熱回收裝置的上端，即一級(jí)蒸汽發(fā)生段 上端可設(shè)置一個(gè)汽包段使汽包和廢熱鍋爐合為一整體設(shè)備，以增加空間利用率； 汽包段的作用等同于傳統(tǒng)的汽包，起容水、容汽和汽水分離的作用。

上述產(chǎn)汽過熱一體化立式薄管板廢熱回收裝置設(shè)置汽包段時(shí)，一級(jí)蒸汽發(fā) 生段和汽包段直接相連，二級(jí)蒸汽發(fā)生段和汽包段之間設(shè)置上升管管系和下降 管管系并形成循環(huán)回路。