一种用于含粉尘烟气余热回收锅炉的制作方法

本实用新型涉及一种烟气余热回收锅炉,特别涉及一种烟气中含有大量粉尘的余热回收锅炉用于含粉尘烟气余热回收锅炉。

背景技术：

目前，余热发电技术已经被大量推广和应用，尤其是在水泥行业。但经过多年运行后，很多余热电站都出现了锅炉换热能力大幅下降导致发电能力不足的问题，尤其是水泥窑篦冷机取风位置的余热锅炉，换热能力下降的尤为明显。通过对多个项目的实地考察，发现锅炉换热能力大幅下降的最主要原因是积灰问题。以单独取风的窑头独立过热器为例，当烟气温度较高时，烟气中的细尘粒有较强黏性，这部分尘粒使用常规的沉降室或者旋风筒很难收集，普通激波爆燃等清灰方式也很难清除干净，导致过热器无法快速将烟风温度降低到尘粒无黏性的温度，日积月累灰尘会从迎风面开始完全包住换热管束，从而造成锅炉换热能力逐渐降低，严重者会导致锅炉无法正常运行。因为受换热管结构及布置方式的限制，即使采用人工除灰也很难彻底清理干净，无法解决根本问题。

另外，由于水泥生产的不稳定特性，产生的热烟气的温度也不断波动，为了保证发电系统的稳定运行，现有技术在热烟气温度过高时，不得不部分关闭烟气阀门，这种方式导致烟气的热量不能充分利用。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的问题，本发明所解决的技术问题是提供一种含粉尘烟气余热回收锅炉，可以快速的将烟风温度降低到尘粒无黏性的温度，从而易于清除，防止积灰问题的产生。本发明所采用的技术方案是，一种用于含粉尘烟气余热回收锅炉，包括烟风入口、锅炉本体、烟风出口、汽水分离器、上升管、下降管、主蒸汽连管、给水管路。所述的锅炉本体内自烟风入口至烟风出口沿着烟气流向依次设有前置对流管束蒸发段、过热蒸汽段、中部对流管束蒸发段和省煤器段；所述的汽水分离器位于锅炉本体的上方，通过上升管与前置对流管束蒸发段和中部对流管束蒸发段换热管出口相并连；通过下降管与前置对流管束蒸发段和中部对流管束蒸发段换热管入口相并连；通过主蒸汽连管与过热蒸汽段换热管入口相连；通过给水管路与省煤器段换热管出口相连；省煤器段换热管入口通过管路与锅炉软化水相连。

所述的锅炉本体内自烟风入口至烟风出口沿着烟气流向在省煤器段后还可以布置热水段，所述的热水段换热管出口通过管路与省煤器段换热管入口相连，热水段换热管入口通过管路与锅炉软化水相连。

所述的前置对流管束蒸发段的换热管入口和出口设有阀门，或者在前置对流管束蒸发段的换热管入口或出口设有阀门，阀门用于调控汽水流量。

所述的阀门数量为1～4个。

所述的烟风入口处设有温度检测装置一。

所述的前置对流管束蒸发段和过热蒸汽段之间的烟风流经处设有温度检测装置二。

所述的温度检测装置一和温度检测装置二，可以为辐射测温仪，还可以为热电偶。

所述的余热回收锅炉还包括控制系统，所述的阀门可以为手动阀门，也可以为自动控制阀门，自动控制阀门与控制系统相连。

所述的阀门调控汽水流量，可以采用远传控制系统调控，可以采用现场手动操作调控，还可以采用远传控制系统和现场手动控制相结合形式调控。

一种用于含粉尘烟气余热回收锅炉的运行原理为：高温烟气经过烟风入口进入锅炉本体，然后依次经过前置对流管束蒸发段、过热蒸汽段、中部对流管束蒸发段、省煤器段和热水段换热后，烟气温度降低，后经过烟风出口排出。

锅炉软化水通过热水段换热管入口进入热水段换热管内，经管外烟气加热后，从热水段换热管出口，经管路从省煤器换热管入口进入省煤器段换热管中，经过管外烟气加热后，从省煤器段换热管出口经给水管路进入位于锅炉本体上方的汽水分离器中。汽水分离器底部设有下降管，分别与前置对流管束蒸发段和中部对流管束蒸发段的换热管入口相并连，汽水分离器中的饱和水经下降管分别进入前置对流管束蒸发段和中部对流管束蒸发段的换热管中，经过管外烟气加热后，产生含有饱和蒸汽的汽水混合物，汽水混合物经过并联的前置对流管束蒸发段和中部对流管束蒸发段的换热管出口，然后通过连接的上升管进入汽水分离器中。汽水分离器顶部设有主蒸汽连管，将饱和蒸汽通过过热蒸汽段换热管入口输入过热蒸汽段换热管中，经过管外烟气加热后，变成过热蒸汽经管路输出。

当烟风入口处的温度检测装置一检测到入口烟气的温度超过系统的正常运行温度时，通过手动或者自动控制系统将前置对流管束蒸发段的换热管进口和出口阀门开启，使前置对流管束蒸发段投入运行。同时，可以根据烟风入口处的温度检测装置一的温度检测结果结合前置对流管束蒸发段和过热蒸汽段之间温度检测装置二的温度检测结果，调整前置可调控对流管束蒸发段换热管进、出口阀门开度，温度高，阀门开的大，温度低，阀门开的小。通过这种操作方式可以达到控制受热面金属的壁温，避免烟气中灰尘黏结在受热面上，从而保证锅炉的换热效率。另外，这种方式还可以降低过热段入口烟气的温度波动范围，从而稳定的产生所需温度的过热蒸汽，保证生产的连续稳定的运行。

本发明的有益效果是，在锅炉本体内增加了前置对流管束蒸发段，根据锅炉入口烟气温度的高低，调整前置对流管束蒸发段的入口和/或出口阀门的开度，进而调整进入前置对流管束蒸发段换热管内蒸汽的流量，这样既可以降低烟气的温度，又可以调整换热面的壁温，从而有效的避免烟气中的灰尘在受热面上粘结，保证了锅炉的换热效率。

同时，针对于烟气温度波动大的系统，该锅炉还可以降低进入过热段入口的烟气温度的波动范围，从而产生稳定的所需温度的过热蒸汽，保证生产的连续稳定运行。特别是在余热发电系统中，该锅炉可以提高汽轮机使用寿命，提高发电量。

余热锅炉中前置对流管束蒸发段的进口和出口阀门可以设置为手动阀门和自动控制阀门，可以采用远传控制系统调控，也可以采用现场手动操作调控，还可以采用远传控制系统和现场手动控制相结合形式调控，多种方式结合保证了余热锅炉的安全有效的运行。

附图说明

图1为本发明的主视示意图。

图2为本发明的阀门控制示意图。

图中标记为：烟风入口1，锅炉本体2，烟风出口3，汽水分离器4，上升管5，下降管6，主蒸汽连管7，给水管路8，前置对流管束蒸发段9，过热蒸汽段10，中部对流管束蒸发段11，省煤器段12，热水段13，阀门14，温度检测装置一15，温度检测装置二16，控制系统17，锅炉软化水18，高温烟气19，低温烟气20，过热蒸汽21。

具体实施方式

下面结合附图做进一步说明。

如图1所示，一种用于含粉尘烟气余热回收锅炉，包括烟风入口1、锅炉本体2、烟风出口3、汽水分离器4、上升管5、下降管6、主蒸汽连管7、给水管路8。所述的锅炉本体2内自烟风入口1至烟风出口3沿着烟气流向依次设有前置对流管束蒸发段9、过热蒸汽段10、中部对流管束蒸发段11、省煤器段12和热水段13。锅炉本体2的上方设有汽水分离器4，汽水分离器4通过上升管5与前置对流管束蒸发段9和中部对流管束蒸发段11的换热管出口相并连；汽水分离器4通过下降管6与前置对流管束蒸发段9和中部对流管束蒸发段11的换热管入口相并连；汽水分离器4通过主蒸汽连管7与过热蒸汽段10换热管入口相连；汽水分离器4通过给水管路8与省煤器段12换热管出口相连；省煤器段12换热管入口通过管路与热水段13换热管出口相连，热水段13换热管入口通过管路与锅炉软化水18相连。

高温烟气19经过烟风入口1进入锅炉本体2，然后依次经过前置对流管束蒸发段9、过热蒸汽段10、中部对流管束蒸发段11、省煤器段12和热水段13换热后，烟气温度降低，低温烟气20经过烟风出口3排出。

锅炉软化水18通过热水段13换热管入口进入热水段13换热管内，经管外烟气加热后，从热水段13换热管出口，经管路从省煤器段12换热管入口进入省煤器段12换热管中，经过管外烟气加热后，从省煤器段12换热管出口经给水管路8进入位于锅炉本体上方的汽水分离器4中。汽水分离器4底部设有下降管6，分别与前置对流管束蒸发段9和中部对流管束蒸发段11的换热管入口相并连，汽水分离器4中的饱和水经下降管6分别进入前置对流管束蒸发段9和中部对流管束蒸发段11的换热管中，经过管外烟气加热后，产生含有饱和蒸汽的汽水混合物，汽水混合物经过并联的前置对流管束蒸发段9和中部对流管束蒸发段11的换热管出口，然后通过连接的上升管5进入汽水分离器4中。汽水分离器4顶部设有主蒸汽连管7，将饱和蒸汽通过过热蒸汽段10换热管入口输入过热蒸汽段10换热管中，经过管外烟气加热后，变成过热蒸汽21经管路输出。

如图2所示，当烟风入口1处的温度检测装置一15检测到入口高温烟气19的温度超过系统正常运行所需要的温度时，通过手动或者自动控制系统17将前置对流管束蒸发段9的换热管进口和出口阀门14开启，使前置对流管束蒸发段9投入运行。由于对流管束蒸发段的换热系数非常高，因此，这种结构可以快速有效的降低烟气温度，从而达到控制受热面金属的壁温，避免烟气中灰尘黏结在受热面上，保证锅炉的换热效率。

锅炉运行过程中，控制系统17根据烟风入口1处温度检测装置一15的温度检测结果，结合前置对流管束蒸发段9和过热蒸汽段10之间温度检测装置二16的温度检测结果，调整前置对流管束蒸发段9换热管进口和出口阀门14的开度。当烟气温度高，阀门14开度大，加大换热管中汽水流量，加大换热量；烟气温度低，阀门14开度小，减小换热管中汽水流量，减小换热量；当烟气温度低于或者等于系统正常运行所需要的温度时，阀门14关闭，由汽水分离器4中流经下降管6的饱和水将只输送至中部对流管束蒸发段11的换热管中。另外，前置对流管束蒸发段9对烟气首先进行一定的换热，这种操作方式还可以有效的控制到达过热蒸汽段10的烟气温度，减小过热蒸汽段10的入口烟气的温度波动范围，从而稳定的产生所需温度的过热蒸汽，保证生产的连续稳定的运行。

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