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      一種小型燃煤鍋爐組合式省煤器的制造方法

      文檔序號:10650009閱讀:617來源:國知局
      一種小型燃煤鍋爐組合式省煤器的制造方法
      【專利摘要】本發(fā)明提供了一種小型燃煤鍋爐組合式省煤器,包括低溫換熱部分和高溫換熱部分;所述的低溫換熱部分包括蒸發(fā)管束、下降管、聯(lián)通管、汽包、第一級蛇形管組、液位計、旁通管、測溫裝置、控制器、出水集箱管、控制閥、省煤器進水管和進水集箱管,蒸發(fā)管束設(shè)于煙道內(nèi),蒸發(fā)管束的上端與汽包相連通,汽包設(shè)于蒸發(fā)管束的上方,汽包上設(shè)有排氣管,排氣管上設(shè)有排氣閥;所述高溫換熱部分包括第二級蛇形管組、省煤器出水管和連接管,所述第二級蛇形管組設(shè)于煙道內(nèi),第二級蛇形管組位于第一級蛇形管組上游;第二級蛇形管組由至少2條蛇形管。本發(fā)明涉及的組合鋼制省煤器替代鑄鐵省煤器,大大簡化了制作工藝,節(jié)省了制作成本。
      【專利說明】
      一種小型燃煤鍋爐組合式省煤器
      技術(shù)領(lǐng)域
      [0001]本發(fā)明涉及一種替代鑄鐵省煤器的鋼制鍋爐給水加熱裝置,特指一種小型燃煤鍋爐組合式省煤器。
      【背景技術(shù)】
      [0002]煤中的硫燃燒時生產(chǎn)SO3,S03與煙氣中水蒸氣結(jié)合形成H2SO4蒸汽。當(dāng)鍋爐低溫受熱面的壁溫低于1^04蒸汽的酸露點時,H2SO4蒸汽就在該處形成冷凝液,產(chǎn)生危害有:(I)H2SO4冷凝液腐蝕受熱面;(2)受熱面上的冷凝液吸附煙氣中飛灰,形成“粘結(jié)性”積灰。酸結(jié)露的后果是:省煤器腐蝕穿孔、漏水;表面積灰無法清除,換熱能力下降,排煙溫度升高。
      [0003]為了應(yīng)對受熱面的低溫腐蝕和降低鍋爐排煙溫度,人類首先發(fā)明了具有防腐功能的鑄鐵省煤器,主要用于鍋爐給水溫度較低的小型鍋爐,運行工藝簡單。
      [0004]但是,鑄鐵省煤器除了具有防腐功能外,其它缺點非常顯著:(I)鍋爐給水溫度低(常溫),煙氣一側(cè)受熱面壁面酸結(jié)露是必然的,盡管耐腐蝕,但受熱面上的冷凝液粘結(jié)煙氣中的飛灰,會在受熱面上形成“粘結(jié)性”積灰,使得受熱面的傳熱阻力增加,換熱量大幅度下降;(2)鑄鐵省煤器的制造經(jīng)歷了翻砂、澆鑄,所有端面車床加工,接頭用法蘭與螺栓連接等,成品率低、能耗高、體積大,遠比鋼制省煤器只需彎管、焊接的工藝復(fù)雜、繁多,且成本尚O
      [0005]調(diào)研表明:(I)我國使用鑄鐵省煤器的小型燃煤鍋爐,數(shù)量龐大、應(yīng)用面廣,整體煤量消耗巨大;(2)因為省煤器受熱面壁面酸結(jié)露是必然的,受熱面壁面出現(xiàn)“粘結(jié)性”積灰也是必然的,因此,鍋爐運行后,如果操作管理不到位,鍋爐出力會嚴(yán)重下降,排煙溫度急劇升高;(3)10t/h及以下的小型燃煤鍋爐因為低溫腐蝕,從經(jīng)濟管理角度來說,一般沒有配置空氣預(yù)熱器,因此,排煙溫度的急劇升高意味著鍋爐效率急劇下降。調(diào)研結(jié)果表明,盡管小型燃煤鍋爐設(shè)計效率在80%左右,因為酸結(jié)露問題,但相當(dāng)大的一部分鍋爐的實際運行效率不到60 %。
      [0006]分析表明,對單個具體單位的小型燃煤鍋爐進行改造或余熱回收,經(jīng)濟效益有效,甚至沒有經(jīng)濟效應(yīng);如果采用新型組合鋼制省煤器,既從技術(shù)上解決這類鍋爐的酸結(jié)露問題,又從制造工藝較低制造成本,還能大幅度降低鍋爐排煙溫度,對整個國家來說,其節(jié)能減排效果將十分顯著。
      [0007]隨著鍋爐壓力、容量和效率等參數(shù)的不斷提高,鑄鐵省煤器的缺點暴露無遺。于是,鋼制省煤器的優(yōu)點重新顯現(xiàn),承受壓力高、體積小、制造工藝簡單、成本低等;但是,為了防止低溫腐蝕,提出了鋼制省煤器使用的前提條件:鍋爐給水必須加熱到規(guī)定的溫度后才能送入省煤器。
      [0008]從高參數(shù)燃煤鍋爐使用鋼制省煤器的前提條件可以看到小型燃煤鍋爐使用鋼制省煤器的希望和需要做出的努力。
      [0009]目前,國內(nèi)、外關(guān)于用鋼制省煤器替代小型鍋爐鑄鐵省煤器的文獻很少。
      [0010]文獻中,關(guān)于高溫排煙進行余熱回收方法較多。如:專利文獻CN102243033A(2011.07.08申請)“一種耐低溫腐蝕的汽液換熱器”,采用多根熱管組合的換熱器加熱水來回收煙氣熱量;專利文獻CN102435083 A(2011.12.15申請)“熱管壁溫可控的分體式換熱器”,用分體式熱管技術(shù)加熱空氣,回收煙氣余熱,在環(huán)境溫度、鍋爐負荷變化時,通過控制傳熱工質(zhì)的循環(huán)量來調(diào)整換熱量,防止受熱面出現(xiàn)酸結(jié)露現(xiàn)象。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0011]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有鑄鐵省煤器在制造和使用過程中的不足,提供一種小型燃煤鍋爐組合式鋼制省煤器,具有加工工藝簡單、受熱面不結(jié)露、不形成“粘結(jié)性”積灰,還能降低排煙溫度和提高鍋爐熱效率的功效。
      [0012]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
      [0013]—種小型燃煤鍋爐組合式省煤器,包括低溫換熱部分和高溫換熱部分;
      [0014]所述的低溫換熱部分包括蒸發(fā)管束、下降管、聯(lián)通管、汽包、第一級蛇形管組、液位計、旁通管、測溫裝置、控制器、集箱管、控制閥組、省煤器進水管和進水集箱管,蒸發(fā)管束設(shè)于煙道內(nèi),蒸發(fā)管束的上端與汽包相連通,汽包設(shè)于蒸發(fā)管束的上方,汽包上設(shè)有排氣管,排氣管上設(shè)有排氣閥;
      [0015]蒸發(fā)管束由至少2組蒸發(fā)管排組成,任意一組蒸發(fā)管排由至少2根換熱管組成,任意一組蒸發(fā)管排上的換熱管的下端通過一根連接集箱管相連通,相鄰的蒸發(fā)管排上的連接集箱管通過聯(lián)通管相連通;
      [0016]所述第一級蛇形管組設(shè)于汽包內(nèi),第一級蛇形管組由至少2條蛇形管組成,且所有第一級蛇形管組上的蛇形管的進水端并聯(lián)于進水集箱管上,所有第一級蛇形管組上的蛇形管的出水端并聯(lián)于一條出水集箱管上,所述出口集箱管與旁通管的一端相連通,旁通管的另一端與集箱管相連通,集箱管與進水集箱管之間連接有控制閥組,控制閥組由至少2個控制閥組成;控制閥組電性連接控制器的信號輸出端,控制器的信號輸入端電性連接測溫裝置,測溫裝置設(shè)于汽包上;
      [0017]所述下降管的上端與汽包的下壁相連通,下降管的下端與聯(lián)通管相連通;所述液位計的上端與汽包相連通,液位計的下端與蒸發(fā)管束上的連接集箱管相連通;
      [0018]所述高溫換熱部分包括第二級蛇形管組、省煤器出水管和連接管,所述第二級蛇形管組設(shè)于煙道內(nèi),第二級蛇形管組位于蒸發(fā)管束上游,第二級蛇形管組由至少2條蛇形管組成;第二級蛇形管組上的所有蛇形管的進水端并聯(lián)于一條進水端集箱管上,進水端集箱管與第一級蛇形管組的出水集箱管通過連接管相連通;與第一級蛇形管組上的蛇形管的出水端并聯(lián)于一條出水端集箱管上,出水端集箱管與省煤器出水管相連通。
      [0019]進一步,所述控制閥為電磁閥或球閥。
      [0020]進一步,所述省煤器的材質(zhì)為鍋爐鋼。
      [0021]系統(tǒng)工作原理:蒸發(fā)管束吸收煙氣的熱量,把蒸發(fā)管束內(nèi)的飽和的傳熱工質(zhì)水轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼羝?,飽和蒸汽進入汽包;第一級蛇形換熱管組和旁通換熱管吸收汽包內(nèi)的飽和蒸汽潛熱對流經(jīng)管內(nèi)的鍋爐給水第一次加熱,鍋爐給水升溫,飽和蒸汽釋放潛熱變?yōu)轱柡退?,在重力的作用下流回蒸發(fā)管束內(nèi),如此循環(huán)換熱;第二級蛇形換熱管組吸收煙氣的熱量,對升溫的鍋爐給水繼續(xù)加熱。
      [0022]為了保障蒸發(fā)管束的壁面溫度高于酸露點,要求蒸發(fā)管束內(nèi)傳熱工質(zhì)的飽和溫度高于酸露點,其方法是調(diào)整所有控制閥組成的控制閥組開、關(guān)的個數(shù)(具體為:通過在控制器內(nèi)寫入程序,控制器接收測溫裝置的信號并進行判斷,進而實現(xiàn)閥門組開、關(guān)的個數(shù)的控制),來調(diào)節(jié)第一級蛇形換熱管組和旁通換熱管的吸熱量,當(dāng)蒸發(fā)管束吸收煙氣的熱量大于第一級蛇形換熱管組和旁通換熱管吸收蒸汽的熱量時,蒸發(fā)管束內(nèi)傳熱工質(zhì)的飽和溫度上升,反之,則下降。
      [0023]本發(fā)明的優(yōu)點:
      [0024](I)組合鋼制省煤器替代鑄鐵省煤器,大大簡化了制作工藝,節(jié)省了制作成本;
      [0025](2)組合鋼制省煤器從根本上消除了受熱面酸結(jié)露和受熱面“粘結(jié)性”積灰問題,實現(xiàn)了小型燃煤鍋爐的設(shè)計性能與運行性能上的統(tǒng)一;
      [0026](3)鍋爐排煙溫度下降較多,節(jié)能效果明顯。
      【附圖說明】
      [0027]圖1為本發(fā)明的前視結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0028]圖2為一組蒸發(fā)管束的結(jié)構(gòu)示意圖。
      [0029]圖中:1_蒸發(fā)管束、101-連接集箱管、2-下降管、3-聯(lián)通管、4-汽包、5-第一級蛇形管組、6-液位計、7-第二級蛇形管組、8-省煤器出水管、9-連接管、10-旁通管、11-排氣閥、12-測溫裝置、13-控制器、14-集箱管、15-控制閥組、16-省煤器進水管、17-進水集箱管
      【具體實施方式】
      [0030]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述:
      [0031 ]如圖1、2所示,一種小型燃煤鍋爐組合式省煤器,包括低溫換熱部分和高溫換熱部分;
      [0032]所述的低溫換熱部分包括蒸發(fā)管束1、下降管2、聯(lián)通管3、汽包4、第一級蛇形管組
      5、液位計6、旁通管10、測溫裝置12、控制器13、集箱管14、控制閥組15、省煤器進水管16和進水集箱管17,蒸發(fā)管束I設(shè)于煙道內(nèi),蒸發(fā)管束I的上端與汽包4相連通,汽包4設(shè)于蒸發(fā)管束I的上方,汽包4上設(shè)有排氣管,排氣管上設(shè)有排氣閥11;
      [0033]蒸發(fā)管束I由至少2組蒸發(fā)管排組成,任意一組蒸發(fā)管排由至少2根換熱管組成,任意一組蒸發(fā)管排上的換熱管的下端通過一根連接集箱管101相連通,相鄰的蒸發(fā)管排上的連接集箱管101通過聯(lián)通管3相連通;
      [0034]所述第一級蛇形管組5設(shè)于汽包4內(nèi),第一級蛇形管組5由至少2條蛇形管組成,且所有第一級蛇形管組5上的蛇形管的進水端并聯(lián)于進水集箱管17上,所有第一級蛇形管組5上的蛇形管的出水端并聯(lián)于一條出水集箱管上,所述出口集箱管與旁通管10的一端相連通,旁通管10的另一端與集箱管14相連通,集箱管14與進水集箱管17之間連接有控制閥組15,控制閥組15由至少2個控制閥組成;控制閥組15電性連接控制器13的信號輸出端,控制器13的信號輸入端電性連接測溫裝置12,測溫裝置12設(shè)于汽包4上;
      [0035]所述下降管2的上端與汽包4的下壁相連通,下降管2的下端與聯(lián)通管3相連通;所述液位計6的上端與汽包4相連通,液位計6的下端與蒸發(fā)管束I上的連接集箱管1I相連通;
      [0036]所述高溫換熱部分包括第二級蛇形管組7、省煤器出水管8和連接管9,所述第二級蛇形管組7設(shè)于煙道內(nèi),第二級蛇形管組7位于蒸發(fā)管束I上游,因此,第二級蛇形管組7所在的煙道處的溫度相對于蒸發(fā)管束I所在的煙道處的溫度更高;第二級蛇形管組7由至少2條蛇形管組成;第二級蛇形管組7上的所有蛇形管的進水端并聯(lián)于一條進水端集箱管上,進水端集箱管與第一級蛇形管組5的出水集箱管通過連接管9相連通;第二級蛇形管組7上的所有蛇形管的出水端并聯(lián)一條集箱管上,并與省煤器出水管8相連通。
      [0037]所述控制閥為電磁閥或球閥,所述省煤器的材質(zhì)為鍋爐鋼。
      [0038]下面介紹具體原理和應(yīng)用情況:
      [0039]煙氣對流沖刷蒸發(fā)管束I,將熱量傳遞給蒸發(fā)管束I內(nèi)的傳熱工質(zhì)水,飽和狀態(tài)的傳熱工質(zhì)水18吸收熱量后變?yōu)轱柡驼羝?,進入汽包4;汽包4上端安裝了排汽閥11、測溫裝置12,汽包4內(nèi)安裝并聯(lián)的第一級蛇形管組5和旁通管10,省煤器進水管16連接進水集箱管17,鍋爐給水經(jīng)過省煤器進水管16、進水集箱17后進入第一級蛇形換熱管組5內(nèi),鍋爐給水吸收汽包4內(nèi)飽和蒸汽潛熱升溫,飽和蒸汽釋放潛熱變?yōu)轱柡屠淠谥亓ψ饔孟?,由汽?低部的下降管2流回蒸發(fā)管束I內(nèi)。
      [0040]高溫換熱部分為第二級蛇形管組I,第二級蛇形管組I布置在高溫?zé)煔舛危仩t給水經(jīng)過低溫換熱部分升溫后,由連接管9送到第二級蛇形管組7進行加熱,再次升溫后的鍋爐給水由省煤器出水管8送入下一個鍋爐換熱部件。
      [0041]小型燃煤鍋爐使用的煤種變化頻繁,針對這一情況,在進水集箱管17和出水集箱管14之間設(shè)置控制閥組15,如:當(dāng)煤中的含硫量較高時,酸露點溫度提高,此時,將控制器13程序中設(shè)置的溫度調(diào)高,控制閥組15被控制器13控制關(guān)閉的閥門個數(shù)減少,蒸發(fā)管束I內(nèi)傳熱工質(zhì)水18的飽和溫度升高,以此來保障蒸發(fā)管束的壁面溫度高于酸露點。同理,煤中的含硫量較低時,控制器13程序中設(shè)置的溫度調(diào)低,則能回收更多煙氣的熱能。
      [0042]在鍋爐穩(wěn)定運行較長時間時,定期打開排氣閥11,排除低溫換熱部分的不凝氣體,保持換熱高效換熱。
      [0043]應(yīng)用情況:1臺容量10t/h、壓力1.25MPa、蒸汽溫度194°C的蒸汽鍋爐,給水溫度20°C,使用鑄鐵省煤器,排煙溫度166°C。鍋爐運行后,省煤器積灰,實際排煙溫度190°C?240°C。采用本發(fā)明小型燃煤鍋爐組合式鋼制省煤器給水加熱,排煙溫度可降為135°C。
      【主權(quán)項】
      1.一種小型燃煤鍋爐組合式省煤器,其特征在于,包括低溫換熱部分和高溫換熱部分; 所述的低溫換熱部分包括蒸發(fā)管束(I)、下降管(2)、聯(lián)通管(3)、汽包(4)、第一級蛇形管組(5)、液位計(6)、旁通管(10)、測溫裝置(12)、控制器(13)、集箱管(14)、控制閥組(15)、省煤器進水管(16)和進水集箱管(17),蒸發(fā)管束(I)設(shè)于煙道內(nèi),蒸發(fā)管束(I)的上端與汽包(4)相連通,汽包(4)設(shè)于蒸發(fā)管束(I)的上方,汽包(4)上設(shè)有排氣管,排氣管上設(shè)有排氣閥(11); 蒸發(fā)管束(I)由至少2組蒸發(fā)管排組成,任意一組蒸發(fā)管排由至少2根換熱管組成,任意一組蒸發(fā)管排上的換熱管的下端通過一根連接集箱管(101)相連通,相鄰的蒸發(fā)管排上的連接集箱管(101)通過聯(lián)通管(3)相連通; 所述第一級蛇形管組(5)設(shè)于汽包(4)內(nèi),第一級蛇形管組(5)由至少2條蛇形管組成,且所有第一級蛇形管組(5)上的蛇形管的進水端并聯(lián)于進水集箱管(17)上,所有第一級蛇形管組(5)上的蛇形管的出水端并聯(lián)于一條出水集箱管上,所述出口集箱管與旁通管(10)的一端相連通,旁通管(10)的另一端與集箱管(14)相連通,集箱管(14)與進水集箱管(17)之間連接有控制閥組(15),控制閥組(15)由至少2個控制閥組成;控制閥組(15)電性連接控制器(13)的信號輸出端,控制器(13)的信號輸入端電性連接測溫裝置(12),測溫裝置(12)設(shè)于汽包(4)上; 所述下降管(2)的上端與汽包(4)的下壁相連通,下降管(2)的下端與聯(lián)通管(3)相連通;所述液位計(6)的上端與汽包(4)相連通,液位計(6)的下端與蒸發(fā)管束(I)上的連接集箱管(101)相連通; 所述高溫換熱部分包括第二級蛇形管組(7)、省煤器出水管(8)和連接管(9),所述第二級蛇形管組(7)設(shè)于煙道內(nèi),第二級蛇形管組(7)位于蒸發(fā)管束(I)上游,第二級蛇形管組(7)由至少2條蛇形管組成;第二級蛇形管組(7)上的所有蛇形管的進水端并聯(lián)于一條進水端集箱管上,進水端集箱管與第一級蛇形管組(5)的出水集箱管通過連接管(9)相連通;第二級蛇形管組(7)上的所有蛇形管的出水端并聯(lián)一條集箱管上,并與省煤器出水管(8)相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型燃煤鍋爐組合式省煤器,其特征在于,所述控制閥為電磁閥或球閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種小型燃煤鍋爐組合式省煤器,其特征在于,所述省煤器的材質(zhì)為鍋爐鋼。
      【文檔編號】F22B1/18GK106016240SQ201610547213
      【公開日】2016年10月12日
      【申請日】2016年7月12日
      【發(fā)明人】王助良, 羅明, 吉恒松, 杜敏, 戴世佳, 錢斌斌
      【申請人】江蘇大學(xué)
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