高溫固體熱量回收余熱鍋爐及回收余熱的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高溫固體熱量回收余熱鍋爐及回收余熱的方法，所述鍋爐豎直擺放而呈筒狀，上部具有物料進(jìn)口，下部具有物料出口；鍋爐系統(tǒng)4.5MPa以上的一路給水進(jìn)入高參數(shù)省煤器的進(jìn)口，在高參數(shù)省煤器內(nèi)加熱之后送入高參數(shù)汽包，在高參數(shù)汽包內(nèi)形成4.0MPa以上高參數(shù)飽和爐水；高參數(shù)飽和水沿著高參數(shù)鍋爐下降管分別進(jìn)入高參數(shù)前置蒸發(fā)器、高參數(shù)蒸發(fā)器，并形成汽水混合物，汽水混合物通過高參數(shù)鍋爐上升管回流進(jìn)入高參數(shù)汽包，在高參數(shù)汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離，形成4.0MPa以上的高參數(shù)飽和蒸汽，高參數(shù)飽和蒸汽再進(jìn)入高參數(shù)低溫過熱器、高參數(shù)高溫過熱器，形成200℃以上過熱度的高參數(shù)過熱蒸汽。本發(fā)明可將高溫固體顆粒的熱量直接轉(zhuǎn)變?yōu)楦邊?shù)過熱蒸汽，提高了熱效率。
【專利說明】高溫固體熱量回收余熱鍋爐及回收余熱的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種余熱鍋爐，尤其涉及一種將高溫固體顆粒熱量直接予以回收的余熱鍋爐，特別適用于高爐渣、電爐渣的余熱回收。

【背景技術(shù)】
[0002]余熱鍋爐是指利用高溫物質(zhì)的熱能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)(水、蒸汽或有機(jī)工質(zhì))的熱能從而加以利用的設(shè)備。
[0003]常規(guī)余熱鍋爐的工作原理，是采用風(fēng)冷作為換熱介質(zhì)，使高溫固體顆粒高溫固體通過風(fēng)來冷卻，得到的熱風(fēng)再通過余熱鍋爐，使余熱鍋爐產(chǎn)生出熱水、熱蒸汽或其他高溫有機(jī)工質(zhì)供用戶使用。
[0004]由于常規(guī)余熱鍋爐采用風(fēng)作為換熱介質(zhì)，需要先后兩次換熱，方能將高溫固體顆粒中所包含的熱量予以吸收，因此，在這個(gè)換熱過程中存在大量的能量損失(排煙損失)、電耗(主要引風(fēng)機(jī))以及漏風(fēng)引起的物料質(zhì)量損失等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高溫固體熱量回收余熱鍋爐及回收余熱的方法，解決常規(guī)余熱鍋爐在換熱中存在的大量能量損失、電耗以及漏風(fēng)等問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:所述鍋爐豎直擺放而呈筒狀，其上部具有物料進(jìn)口，下部具有物料出口 ；
[0008]在所述鍋爐內(nèi)由上至下安裝有高參數(shù)前置蒸發(fā)器、高參數(shù)高溫過熱器、高參數(shù)低溫過熱器、高參數(shù)蒸發(fā)器、高參數(shù)省煤器以及低參數(shù)蒸發(fā)器，在鍋爐外設(shè)有高參數(shù)汽包、低參數(shù)汽包；鍋爐系統(tǒng)的一路給水與高參數(shù)省煤器的進(jìn)口相接，高參數(shù)省煤器的出口與所述高參數(shù)汽包相接，高參數(shù)汽包通過高參數(shù)鍋爐下降管分別連接高參數(shù)前置蒸發(fā)器以及高參數(shù)蒸發(fā)器，再通過高參數(shù)鍋爐上升管回流連接高參數(shù)汽包，所述高參數(shù)汽包內(nèi)形成的高參數(shù)飽和蒸汽與所述高參數(shù)低溫過熱器相連通之后再與所述高參數(shù)高溫過熱器的進(jìn)口相接。
[0009]在較佳的技術(shù)方案中:在鍋爐內(nèi)還安裝有低參數(shù)蒸發(fā)器，在鍋爐外還設(shè)有低參數(shù)汽包；
[0010]鍋爐系統(tǒng)另一路給水送入低參數(shù)汽包，低參數(shù)汽包通過低參數(shù)鍋爐下降管連接低參數(shù)蒸發(fā)器，再通過低參數(shù)鍋爐上升管回流連接低參數(shù)汽包，所述低參數(shù)汽包內(nèi)形成的低參數(shù)飽和蒸汽向下游排出。
[0011]在較佳的技術(shù)方案中:所述鍋爐的爐壁是由多根豎直排列的鋼管圍繞而成的水冷壁，相鄰的所述鋼管之間以鋼板相接，在所述鋼管中通有相對壓力飽和溫度下的汽水混合物。
[0012]在較佳的技術(shù)方案中:所述水冷壁分為相互不連通的上部水冷壁與下部水冷壁，所述上部水冷壁的入水口與所述高參數(shù)鍋爐下降管相接，所述的上部水冷壁的出水口與所述高參數(shù)鍋爐上升管相接；所述下部水冷壁的入水口與所述低參數(shù)鍋爐下降管相接，所述的下部水冷壁的出水口與所述低參數(shù)鍋爐上升管相接。
[0013]在較佳的技術(shù)方案中:在鍋爐內(nèi)還設(shè)有沿垂向布置的擾動(dòng)桿。
[0014]在較佳的技術(shù)方案中:在水冷壁外部設(shè)有振打裝置。
[0015]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0016]一種高溫固體熱量回收余熱的方法，其特征在于:所述鍋爐豎直擺放而呈筒狀，其上部具有物料進(jìn)口，下部具有物料出口 ；高溫的固體顆粒由物料進(jìn)口進(jìn)入鍋爐內(nèi)，并依靠自重向下流動(dòng)，從所述物料出口流出；
[0017]在所述鍋爐內(nèi)由上至下安裝有高參數(shù)前置蒸發(fā)器、高參數(shù)高溫過熱器、高參數(shù)低溫過熱器、高參數(shù)蒸發(fā)器以及高參數(shù)省煤器，在鍋爐外設(shè)有高參數(shù)汽包；
[0018]鍋爐系統(tǒng)4.5MPa以上的一路給水進(jìn)入高參數(shù)省煤器的進(jìn)口，水在高參數(shù)省煤器內(nèi)加熱之后送入高參數(shù)汽包，在高參數(shù)汽包內(nèi)形成4.0MPa以上高參數(shù)飽和爐水；高參數(shù)飽和水沿著高參數(shù)鍋爐下降管分別進(jìn)入高參數(shù)前置蒸發(fā)器以及高參數(shù)蒸發(fā)器，并形成汽水混合物，汽水混合物通過高參數(shù)鍋爐上升管回流進(jìn)入高參數(shù)汽包，在高參數(shù)汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離，形成4.0MPa以上的高參數(shù)飽和蒸汽，高參數(shù)飽和蒸汽再依次進(jìn)入高參數(shù)低溫過熱器以及高參數(shù)高溫過熱器，再次經(jīng)過換熱，形成200°C以上過熱度的高參數(shù)過熱蒸汽。
[0019]在較佳的技術(shù)方案中:在鍋爐內(nèi)還安裝有低參數(shù)蒸發(fā)器，在鍋爐外還設(shè)有低參數(shù)汽包；
[0020]鍋爐系統(tǒng)另一路給水送入低參數(shù)汽包,形成0.4MPa以上的低參數(shù)飽和爐水,低參數(shù)飽和爐水沿著低參數(shù)鍋爐下降管進(jìn)入低參數(shù)蒸發(fā)器，產(chǎn)生的汽水混合物通過低參數(shù)鍋爐上升管進(jìn)入低參數(shù)汽包，在低參數(shù)汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離，形成0.4MPa以上的低參數(shù)飽和蒸汽。
[0021]在較佳的技術(shù)方案中:所述鍋爐的爐壁是由多根豎直排列的鋼管圍繞而成的水冷壁，相鄰的所述鋼管之間以鋼板相接，在所述鋼管中通有相對壓力飽和溫度下的汽水混合物，所述水冷壁分為相互不連通的上部水冷壁與下部水冷壁，所述上部水冷壁的入水口與所述高參數(shù)鍋爐下降管相接，所述的上部水冷壁的出水口與所述高參數(shù)鍋爐上升管相接；所述下部水冷壁的入水口與所述低參數(shù)鍋爐下降管相接，所述的下部水冷壁的出水口與所述低參數(shù)鍋爐上升管相接。
[0022]在較佳的技術(shù)方案中:在物料出口處設(shè)有出口閥，通過控制該出口閥的開度來控制固體顆粒在鍋爐內(nèi)的流速。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是:
[0024]1、本發(fā)明不需要?dú)怏w二次換熱，直接將固體顆粒中蘊(yùn)含的熱量直接傳導(dǎo)至高參數(shù)過熱蒸汽，可供發(fā)電使用，提高了熱效率。
[0025]2、本發(fā)明的固體顆粒不易堵塞，而且換熱速度可控。
[0026]3、本發(fā)明的鍋爐采用水冷壁，可以避免爐體內(nèi)的熱量往外輻射，避免熱量浪費(fèi)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明提供的高溫固體熱量回收余熱鍋爐的一個(gè)較佳實(shí)施例的正面剖視圖；
[0028]圖2是本發(fā)明提供的高溫固體熱量回收余熱鍋爐的一個(gè)較佳實(shí)施例的橫截面放大剖視圖。
[0029]附圖標(biāo)記說明:物料進(jìn)口 I ;物料出口 2 ;出口閥3 ;上部水冷壁41 ;下部水冷壁
42;鋼管43 ;鋼板44 ;高參數(shù)前置蒸發(fā)器5 ;高參數(shù)高溫過熱器61 ;高參數(shù)低溫過熱器62 ；第一高參數(shù)蒸發(fā)器71 ;第二高參數(shù)蒸發(fā)器72 ;高參數(shù)省煤器8 ;低參數(shù)蒸發(fā)器9 ;高參數(shù)汽包10 ;低參數(shù)汽包11 ;擾動(dòng)桿12 ;振打裝置13 ;給水管道14 ;高參數(shù)鍋爐下降管15 ;高參數(shù)鍋爐上升管16 ;低參數(shù)鍋爐下降管17 ;低參數(shù)鍋爐上升管18 ;給水A、B ;上部與下部水冷壁的分界線C。

【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1、圖2所示，是本發(fā)明提供的高溫固體熱量回收余熱鍋爐的一個(gè)較佳實(shí)施例的示意圖，所述鍋爐豎直擺放而呈筒狀，其上部具有物料進(jìn)口 1，下部具有錐狀的物料出口2，在物料出口 2最下端位置設(shè)有出口閥3 ;從圖2中可以看到，所述鍋爐的爐壁是由多根豎直排列的鋼管43圍繞而成的水冷壁41、42，相鄰的所述鋼管43之間以鋼板44相接，使所述爐壁內(nèi)盛放的高溫固體顆粒不會(huì)從鋼管43之間的縫隙泄露出來，在所述鋼管43中通有相對壓力飽和溫度下的汽水混合物，一方面能夠利用汽水混合物吸收所述高溫固體顆粒的熱量，另一方面可以避免爐壁過熱產(chǎn)生熱量損失。
[0031]所述水冷壁分為相互不連通的上部水冷壁41與下部水冷壁42，水冷壁41、42均由鋼管43和鋼板44組成；上部水冷壁41的鋼管43間距為50_70mm，下部水冷壁42的鋼管
43間距為 90-110mm。
[0032]如圖1所示，在所述鍋爐內(nèi)由上至下依次安裝有高參數(shù)前置蒸發(fā)器5、高參數(shù)高溫過熱器61、高參數(shù)低溫過熱器62、第一高參數(shù)蒸發(fā)器71、第二高參數(shù)蒸發(fā)器72、高參數(shù)省煤器8以及低參數(shù)蒸發(fā)器9，它們分別與鍋爐外的高參數(shù)汽包10或低參數(shù)汽包11相接，將通過所述鍋爐的固體顆粒中包含的熱量予以吸收并傳遞出去。
[0033]具體來說，顆粒直徑在l_5mm之間的1450°C左右的高爐渣(電爐渣或其它顆粒)通過鍋爐上部的物料進(jìn)口 I進(jìn)入水冷壁41、42圍成的筒體內(nèi)，在筒體內(nèi)固體顆粒與上部水冷壁41上部、高參數(shù)前置蒸發(fā)器5的換熱管通過接觸熱傳導(dǎo)換熱，溫度降到950°C左右后，依次經(jīng)過高參數(shù)高溫過熱器61、高參數(shù)低溫過熱器62、第一高參數(shù)蒸發(fā)器71、第二高參數(shù)蒸發(fā)器72以及高參數(shù)省煤器8，溫度降到400°C以下。之后，固體顆粒流經(jīng)低參數(shù)蒸發(fā)器9，通過與下部水冷壁42、低參數(shù)蒸發(fā)器10的換熱管接觸熱傳導(dǎo)換熱后，溫度降至200°C以下，最后通過下部出口閥3排出爐體。固體顆粒依靠本身自重流動(dòng)，通過控制該出口閥3的開度，可控制固體顆粒在鍋爐內(nèi)的流速，固體顆粒的流動(dòng)速度一般控制在1.5m/s以下。
[0034]為防止固體顆粒在鍋爐內(nèi)搭橋滯留，在鍋爐內(nèi)還設(shè)有沿垂向布置的擾動(dòng)桿13，并在上部水冷壁41外部設(shè)有偏心振打裝置14，可促使固體顆粒在鍋爐內(nèi)順利下落。
[0035]鍋爐系統(tǒng)4.5MPa以上的一路給水進(jìn)入高參數(shù)省煤器9的進(jìn)口，水在高參數(shù)省煤器9內(nèi)加熱到低于高參數(shù)飽和水溫15°C左右，之后通過高參數(shù)省煤器8的出口以及給水管道14送入高參數(shù)汽包10，在高參數(shù)汽包10內(nèi)形成4.0MPa以上高參數(shù)飽和爐水；高參數(shù)飽和水沿著高參數(shù)鍋爐下降管15分別進(jìn)入高參數(shù)前置蒸發(fā)器5、第一高參數(shù)蒸發(fā)器71、第二高參數(shù)蒸發(fā)器72及所述上部水冷壁41 (由上部進(jìn)入)，并在高參數(shù)前置蒸發(fā)器5、第一高參數(shù)蒸發(fā)器71、第二高參數(shù)蒸發(fā)器72及所述上部水冷壁41中金屬管壁與固體顆粒物的接觸熱傳導(dǎo)換熱后形成汽水混合物，汽水混合物通過高參數(shù)鍋爐上升管16回流進(jìn)入高參數(shù)汽包10，在高參數(shù)汽包10內(nèi)進(jìn)行汽水分離，形成4.0MPa以上的高參數(shù)飽和蒸汽，高參數(shù)飽和蒸汽再依次進(jìn)入高參數(shù)低溫過熱器62以及高參數(shù)高溫過熱器61，再次經(jīng)過換熱，逐漸形成200°C以上過熱度的高參數(shù)過熱蒸汽，所述高參數(shù)過熱蒸汽可以直接用于發(fā)電。一般得到的高參數(shù)蒸汽的參數(shù)在3.8MPa450°C以上。
[0036]鍋爐系統(tǒng)另一路給水送入低參數(shù)汽包11,形成0.4MPa以上的低參數(shù)飽和爐水,低參數(shù)飽和爐水沿著低參數(shù)鍋爐下降管17進(jìn)入低參數(shù)蒸發(fā)器9及下部水冷壁42 (由下部進(jìn)入)，低參數(shù)飽和爐水與固體顆粒物接觸熱傳導(dǎo)換熱后產(chǎn)生汽水混合物，汽水混合物通過低參數(shù)鍋爐上升管18進(jìn)入低參數(shù)汽包11，在低參數(shù)汽包11內(nèi)進(jìn)行汽水分離，形成0.4MPa以上的低參數(shù)飽和蒸汽，低參數(shù)飽和蒸汽從低參數(shù)汽包11頂部排出，送至低壓蒸汽管網(wǎng)或作為汽輪機(jī)的補(bǔ)汽用于發(fā)電。一般得到的低參數(shù)蒸汽的工作壓力在0.4MPa以上。
[0037]本發(fā)明有益效果是:利用固體顆粒物料與余熱鍋爐受熱面直接接觸傳導(dǎo)換熱，熱量無損失；利用固體顆粒在圓柱體內(nèi)流動(dòng)，流動(dòng)無死角；利用雙壓系統(tǒng)，最大限度的冷卻固體顆粒物料，提高余熱回收率；直接產(chǎn)生高品位蒸汽，蒸汽用途廣。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:所述鍋爐豎直擺放而呈筒狀，其上部具有物料進(jìn)口，下部具有物料出口 ； 在所述鍋爐內(nèi)由上至下安裝有高參數(shù)前置蒸發(fā)器、高參數(shù)高溫過熱器、高參數(shù)低溫過熱器、高參數(shù)蒸發(fā)器、高參數(shù)省煤器以及低參數(shù)蒸發(fā)器，在鍋爐外設(shè)有高參數(shù)汽包、低參數(shù)汽包；鍋爐系統(tǒng)的一路給水與高參數(shù)省煤器的進(jìn)口相接，高參數(shù)省煤器的出口與所述高參數(shù)汽包相接，高參數(shù)汽包通過高參數(shù)鍋爐下降管分別連接高參數(shù)前置蒸發(fā)器以及高參數(shù)蒸發(fā)器，再通過高參數(shù)鍋爐上升管回流連接高參數(shù)汽包，所述高參數(shù)汽包內(nèi)形成的高參數(shù)飽和蒸汽與所述高參數(shù)低溫過熱器相連通之后再與所述高參數(shù)高溫過熱器的進(jìn)口相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:在鍋爐內(nèi)還安裝有低參數(shù)蒸發(fā)器，在 鍋爐外還設(shè)有低參數(shù)汽包； 鍋爐系統(tǒng)另一路給水送入低參數(shù)汽包，低參數(shù)汽包通過低參數(shù)鍋爐下降管連接低參數(shù)蒸發(fā)器，再通過低參數(shù)鍋爐上升管回流連接低參數(shù)汽包，所述低參數(shù)汽包內(nèi)形成的低參數(shù)飽和蒸汽向下游排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:所述鍋爐的爐壁是由多根豎直排列的鋼管圍繞而成的水冷壁，相鄰的所述鋼管之間以鋼板相接，在所述鋼管中通有相對壓力飽和溫度下的汽水混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:所述水冷壁分為相互不連通的上部水冷壁與下部水冷壁，所述上部水冷壁的入水口與所述高參數(shù)鍋爐下降管相接，所述的上部水冷壁的出水口與所述高參數(shù)鍋爐上升管相接；所述下部水冷壁的入水口與所述低參數(shù)鍋爐下降管相接，所述的下部水冷壁的出水口與所述低參數(shù)鍋爐上升管相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:在鍋爐內(nèi)還設(shè)有沿垂向布置的擾動(dòng)桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫固體熱量回收余熱鍋爐，其特征在于:在水冷壁外部設(shè)有振打裝置。
7.—種高溫固體熱量回收余熱的方法，其特征在于:所述鍋爐豎直擺放而呈筒狀，其上部具有物料進(jìn)口，下部具有物料出口 ；高溫的固體顆粒由物料進(jìn)口進(jìn)入鍋爐內(nèi)，并依靠自重向下流動(dòng)，從所述物料出口流出； 在所述鍋爐內(nèi)由上至下安裝有高參數(shù)前置蒸發(fā)器、高參數(shù)高溫過熱器、高參數(shù)低溫過熱器、高參數(shù)蒸發(fā)器以及高參數(shù)省煤器，在鍋爐外設(shè)有高參數(shù)汽包； 鍋爐系統(tǒng)4.5MPa以上的一路給水進(jìn)入高參數(shù)省煤器的進(jìn)口，水在高參數(shù)省煤器內(nèi)加熱之后送入高參數(shù)汽包，在高參數(shù)汽包內(nèi)形成4.0MPa以上高參數(shù)飽和爐水；高參數(shù)飽和水沿著高參數(shù)鍋爐下降管分別進(jìn)入高參數(shù)前置蒸發(fā)器以及高參數(shù)蒸發(fā)器，并形成汽水混合物，汽水混合物通過高參數(shù)鍋爐上升管回流進(jìn)入高參數(shù)汽包，在高參數(shù)汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離，形成4.0MPa以上的高參數(shù)飽和蒸汽，高參數(shù)飽和蒸汽再依次進(jìn)入高參數(shù)低溫過熱器以及高參數(shù)高溫過熱器，再次經(jīng)過換熱，形成200°C以上過熱度的高參數(shù)過熱蒸汽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高溫固體熱量回收余熱的方法，其特征在于:在鍋爐內(nèi)還安裝有低參數(shù)蒸發(fā)器，在鍋爐外還設(shè)有低參數(shù)汽包； 鍋爐系統(tǒng)另一路給水送入低參數(shù)汽包，形成0.4MPa以上的低參數(shù)飽和爐水，低參數(shù)飽和爐水沿著低參數(shù)鍋爐下降管進(jìn)入低參數(shù)蒸發(fā)器，產(chǎn)生的汽水混合物通過低參數(shù)鍋爐上升管進(jìn)入低參數(shù)汽包，在低參數(shù)汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離，形成0.4MPa以上的低參數(shù)飽和蒸汽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高溫固體熱量回收余熱的方法，其特征在于:所述鍋爐的爐壁是由多根豎直排列的鋼管圍繞而成的水冷壁，相鄰的所述鋼管之間以鋼板相接，在所述鋼管中通有相對壓力飽和溫度下的汽水混合物，所述水冷壁分為相互不連通的上部水冷壁與下部水冷壁，所述上部水冷壁的入水口與所述高參數(shù)鍋爐下降管相接，所述的上部水冷壁的出水口與所述高參數(shù)鍋爐上升管相接；所述下部水冷壁的入水口與所述低參數(shù)鍋爐下降管相接，所述的下部水冷壁的出水口與所述低參數(shù)鍋爐上升管相接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高溫固體熱量回收余熱的方法，其特征在于:在物料出口處設(shè)有出口閥，通過控 制該出口閥的開度來控制固體顆粒在鍋爐內(nèi)的流速。
【文檔編號(hào)】F22B37/10GK104048284SQ201410265553
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】劉祥斌, 陳長景, 曹華, 楊成, 許海軍, 許榮政, 張 杰 申請人:鹽城市鍋爐制造有限公司