一種余熱鍋爐的制作方法

本申請涉及余熱回收的，尤其是涉及一種余熱鍋爐。

背景技術：

1、工業生產中經常會產生一些高溫、常壓煙氣，這些煙氣具有流量小、成分復雜、腐蝕性強、含塵量高、灰熔點低等特點，此類煙氣需要進行降溫無害化處理，處理過程如不進行余熱回收利用，直接噴水降溫，會消耗大量的水、電資源。

2、余熱利用一般采用余熱鍋爐產生蒸汽的方式，余熱鍋爐有火管廢熱鍋爐和水管余熱鍋爐兩種型式。由于煙氣含塵量高、灰熔點低，如采用火管廢熱鍋爐進行余熱回收，運行中會出現換熱管積灰堵塞問題，且難以清理，該爐型不適用于此類煙氣進行余熱回收利用，因此水管余熱鍋爐較適用于此類煙氣進行余熱回收，但采用水管余熱鍋爐仍有下列問題需要解決：1、余熱回收效率低，煙氣在鍋爐內停留時間短無法有效換熱，導致換熱效果差，煙氣中熱量損失大；2、存在高溫煙氣外泄問題，鍋爐外墻采用磚墻結構，由于磚墻設有膨脹縫，經常有少量高溫氣體從膨脹縫外泄，污染了周圍環境，危害工作人員的身心健康，另外，磚墻需要手工砌筑，費時多，造價高；3、高溫氣體成分復雜、腐蝕性強，造成鍋爐外墻出現破損，嚴重時出現坍塌，需要不定期維修或更換外墻，由于外墻需要現場手工砌筑，維修困難，難以保證維修質量。上述問題均會導致高溫煙氣無法有效余熱回收利用，所以亟待研發一種能夠改善高溫煙氣泄漏問題且余熱回收效果好的余熱鍋爐。

技術實現思路

1、為了研發一種能夠改善高溫煙氣泄漏問題且余熱回收效果好的余熱鍋爐，本申請提供一種余熱鍋爐。

2、本申請提供的一種余熱鍋爐采用如下的技術方案：

3、一種余熱鍋爐，包括鍋筒與煙氣輻射箱，所述煙氣輻射箱設有入口煙道、出口煙道以及膜式水冷壁，所述鍋筒與所述膜式水冷壁之間通過下降管連通，用于為所述膜式水冷壁提供水；所述煙氣輻射箱與所述鍋筒通過上升管連通，用于將所述膜式水冷壁中經煙氣高溫加熱的水所產生的汽水混合物引入所述鍋筒；所述煙氣輻射箱內還設有煙氣停留件，用于增加所述煙氣在所述煙氣輻射箱內的停留時間以增加換熱時間。

4、通過采用上述技術方案，工作時，鍋筒內的水通過下降管進入煙氣輻射箱內分配至膜式水冷壁中，同時高溫煙氣從入口煙道進入煙氣輻射箱內，高溫煙氣在煙氣輻射箱內通過輻射的方式加熱膜式水冷壁中的水，水吸熱后產生汽水混合物，汽水混合物通過上升管引入鍋爐內實現水回收，同時，經過膜式水冷壁冷卻的高溫煙氣的溫度降低，冷卻后的煙氣從出口煙道引入后續設備，即完成整個余熱回收利用過程，在此過程中，利用煙氣輻射箱內設置的煙氣停留件，能夠增加高溫煙氣在煙氣輻射箱內的停留時間，從而高溫煙氣加熱膜式水冷壁內水的時間，即增加換熱時間，能夠產生更多的汽水混合物回收，并能夠更有效的實現對高溫煙氣降溫的目的；本申請的余熱鍋爐通過膜式水冷壁的設置，相比現有技術磚墻結構的密封性更好，降低高溫煙氣泄漏的可能性，達到改善高溫煙氣泄漏問題的效果，并且通過膜式水冷壁與煙氣停留件的配合使用能夠提升對高溫煙氣的余熱回收效果，從而提升高溫煙氣的利用率，還能夠達到回收水的效果，并且能夠減少制造周期、降低鍋爐造價。

5、在一個具體的可實施方案中，所述煙氣停留件包括水冷墻組，所述水冷墻組與所述膜式水冷壁連通，所述水冷墻組與所述煙氣輻射箱之間共同構成多個煙氣停留腔。

6、通過采用上述技術方案，高溫煙氣從入口煙道進入煙氣輻射箱內，利用水冷墻組以及多個煙氣停留腔的設置，能夠達到增加高溫煙氣在煙氣輻射箱內的停留時間，從而能夠延長高溫煙氣在煙氣輻射箱內加熱膜式水冷壁中的水的時間，進而能夠提升水吸熱后產生汽水混合物的量，達到提升高溫煙氣的余熱回收率與水回收率的效果。

7、在一個具體的可實施方案中，所述水冷墻組設為兩組，兩組所述水冷墻組相對設置，所述水冷墻組均由若干個水冷隔墻組成，兩組所述水冷墻組中的所述水冷隔墻交錯間隔排列設置。

8、通過采用上述技術方案，利用兩組水冷墻組中的水冷隔墻交錯間隔排列設置的方式，能夠使高溫煙氣在煙氣輻射箱內產生湍流，增加高溫煙氣與水之間的換熱面積和換熱時間，提高高溫煙氣余熱回收效率，減少高溫煙氣中的熱量損失。

9、在一個具體的可實施方案中，所述水冷隔墻均由若干個水管組成，相鄰所述水管之間的管間距為40mm-70mm。

10、通過采用上述技術方案，利用上述設計方式，有利于若干個水管之間形成均勻的水流通道以構成水冷隔墻，便于有效地吸收和傳遞熱量，提高換熱效率；同時，上述管間距參數的設置有助于保證水冷隔墻結構的穩定性和強度。

11、在一個具體的可實施方案中，所述膜式水冷壁由若干個水冷管組成，若干個所述水冷管沿所述煙氣輻射箱的周向均布，相鄰所述水冷管之間的管間距為80mm-120mm。

12、通過采用上述技術方案，利用將水冷管沿周向均勻布置在煙氣輻射箱內部，可以確保高溫煙氣在經過膜式水冷壁時能夠與更多的水冷管接觸，從而實現更高效的換熱；同時，上述管間距參數的設置能夠保證水冷管之間的熱量傳遞均勻，避免出現局部過熱或過冷的情況，有利于延長整個余熱鍋爐的使用壽命。

13、在一個具體的可實施方案中，所述煙氣輻射箱還設有保溫層，所述保溫層沿所述煙氣輻射箱外壁周向設置并覆蓋所述膜式水冷壁。

14、通過采用上述技術方案，利用將保溫層與膜式水冷壁結合起來設計，不僅可以有效減少能量損失，還可以提高整個系統的工作效率；保溫層的周向均布可以保證煙氣輻射箱的整體保溫效果，而保溫層覆蓋膜式水冷壁的設置則有助于減少煙氣在冷卻過程中的熱量損失，提升換熱效率。

15、綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術效果：

16、1.本申請的余熱鍋爐，通過膜式水冷壁替代現有技術磚墻結構，其密封性更好，降低高溫煙氣泄漏的可能性，達到改善高溫煙氣泄漏問題的效果，并且通過膜式水冷壁與煙氣停留件若干個水冷隔墻的配合使用，能夠提升對高溫煙氣的余熱回收效果，從而提升高溫煙氣的利用率，還能夠達到回收水的效果，并且還能夠減少制造周期、降低鍋爐造價；

17、2.本申請利用將保溫層與膜式水冷壁結合起來設計，不僅可以有效減少能量損失，還可以提高整個系統的工作效率；保溫層的周向均布可以保證煙氣輻射箱的整體保溫效果，而保溫層覆蓋膜式水冷壁的設置則有助于減少煙氣在冷卻過程中的熱量損失，提升換熱效率；

18、3.本申請通過兩組水冷墻組中的水冷隔墻交錯間隔排列設置的方式，能夠使高溫煙氣在煙氣輻射箱內產生湍流，增加高溫煙氣與水之間的換熱面積和換熱時間，提高高溫煙氣余熱回收效率，減少高溫煙氣中的熱量損失。

技術特征：

1.一種余熱鍋爐，其特征在于：包括鍋筒(1)與煙氣輻射箱(2)，所述煙氣輻射箱(2)設有入口煙道(21)、出口煙道(22)以及膜式水冷壁(23)，所述鍋筒(1)與所述膜式水冷壁(23)之間通過下降管(3)連通，用于為所述膜式水冷壁(23)提供水；所述煙氣輻射箱(2)與所述鍋筒(1)通過上升管(4)連通，用于將所述膜式水冷壁(23)中經煙氣高溫加熱的水所產生的汽水混合物引入所述鍋筒(1)；所述煙氣輻射箱(2)內還設有煙氣停留件(5)，用于增加煙氣在所述煙氣輻射箱(2)內的停留時間以增加換熱時間。

2.根據權利要求1所述的余熱鍋爐，其特征在于：所述煙氣停留件(5)包括水冷墻組(51)，所述水冷墻組(51)與所述膜式水冷壁(23)連通，所述水冷墻組(51)與所述煙氣輻射箱(2)之間共同構成多個煙氣停留腔(52)。

3.根據權利要求2所述的余熱鍋爐，其特征在于：所述水冷墻組(51)設為兩組，兩組所述水冷墻組(51)相對設置，所述水冷墻組(51)均包括若干個水冷隔墻(511)，兩組所述水冷墻組(51)中的所述水冷隔墻(511)交錯間隔排列設置。

4.根據權利要求3所述的余熱鍋爐，其特征在于：所述水冷隔墻(511)均由若干個水管(512)組成，相鄰所述水管(512)之間的管間距為40mm-70mm。

5.根據權利要求1所述的余熱鍋爐，其特征在于：所述膜式水冷壁(23)由若干個水冷管(231)組成，若干個所述水冷管(231)沿所述煙氣輻射箱(2)的周向均布，相鄰所述水冷管(231)之間的管間距為80mm-120mm。

6.根據權利要求1所述的余熱鍋爐，其特征在于：所述煙氣輻射箱(2)還設有保溫層(6)，所述保溫層(6)沿所述煙氣輻射箱(2)外壁周向設置并覆蓋所述膜式水冷壁(23)。

技術總結
本申請涉及一種余熱鍋爐，其涉及余熱回收的技術領域，其包括鍋筒與煙氣輻射箱，所述煙氣輻射箱設有入口煙道、出口煙道以及膜式水冷壁，所述鍋筒與所述膜式水冷壁之間通過下降管連通，用于為所述膜式水冷壁提供水；所述煙氣輻射箱與所述鍋筒通過上升管連通，用于將所述膜式水冷壁中經煙氣高溫加熱的水所產生的汽水混合物引入所述鍋筒；所述煙氣輻射箱內還設有煙氣停留件，用于增加煙氣在所述煙氣輻射箱內的停留時間以增加換熱時間。本申請的余熱鍋爐通過膜式水冷壁的設置，相比現有技術密封性更好，能夠改善高溫煙氣泄漏問題，且能夠減少制造周期、降低鍋爐造價。

技術研發人員：丁愛棟,蔡羽翔,徐浩,孫斌,陳峰,曹江波
受保護的技術使用者：江蘇江鍋智能裝備股份有限公司
技術研發日：20240228
技術公布日：2025/3/13