專利名稱：一種自除塵式余熱鍋爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水泥窯純中低溫工業余熱回收的設備，尤其是水泥窯窯頭余熱鍋爐。
技術背景 在現有的新型干法水泥熟料生產線余熱發電系統中，窯頭鍋爐是一個重要設備，是實現熱能向電能高效轉換的重要環節。窯頭余熱鍋爐布置在篦冷機旁，吸收窯頭廢氣余熱，其出口廢氣溫度一般控制在90°C 100°C。然而，由于水泥窯熟料冷卻機煙氣的含塵量較大，并且灰塵顆粒的硬度較大，容易對窯頭余熱鍋爐的換熱面造成磨損，從而導致窯頭余熱鍋爐的損壞，窯頭鍋爐前需要布置外置沉降室，不但占地面積大，而且整個系統阻力較大，窯頭排風機的功率增加較多，追加了投資；另一方面由于沉降室與窯頭鍋爐分散布置，造成煙風管道過長，散熱損失增大，實際發電量降低，影響余熱資源更好地有效回收利用。
發明內容本實用新型的目的是提供一種將沉降室與余熱鍋爐合并布置以簡化廢氣管道，減小系統阻力和熱量損失，減小占地面積的自除塵式余熱鍋爐。本實用新型主要包括中、高溫慣性分離器、混風煙道、爐室及汽包。其中，中、高溫慣性分離器為兩個并列的下部呈錐形的殼體，其底部設有固體粉塵排放口，側壁設有廢氣進口。最好，在兩慣性分離器內的廢氣進口上設有與其相連的弧形導流板，該導流板的開口向下，以迫使進入慣性分離器的廢氣先向下流動，便于固體物的分離。最好，在兩慣性分離器內導流板下方及錐形殼體上部分別設有除塵均流機構，其為有一定間距的若干平行的金屬桿，它們的兩端固定在慣性分離器的內側壁上，用于阻擋固體物上升，同時還可使廢氣流均布。最好，在兩慣性分離器內的上部設防磨均流機構，其為有一定間距的若干平行的金屬管，它們的兩端固定在慣性分離器的內側壁上，用于阻擋固體物上升，防止粉塵磨損后續受熱面，同時還可使廢氣流均布。在上述高溫慣性分離器廢氣出口附近設有高溫過熱器。在上述中、高溫慣性分離器兩廢氣出口上方設有下端與它們相連的混風煙道，其上端與直筒式爐室下端相連，該爐室的上端設有廢氣出口煙箱，該煙箱上設有廢氣出口。上述爐室內設有若干鍋爐換熱管，爐室外設有與這些鍋爐換熱管相連的汽包。上述鍋爐換熱管的布置既可以是雙壓式結構、也可以是單壓式結構形式。其中，雙壓式結構形式具體如下在爐室內從下至上依次設有次中壓段蒸發器、次中壓段省煤器、低壓段過熱器、低壓段蒸發器及給水加熱器。該給水加熱器的進水口與水泵相連，出水口一路與次中壓段省煤器進口相連，該次中壓段省煤器出口與次中壓汽包相連，該次中壓汽包通過下降管與次中壓段蒸發器進口相連，該次中壓段蒸發器出口通過上升管與次中壓汽包相連。該次中壓汽包的飽和蒸汽出口與高溫過熱器進口相連，該高溫過熱器出口與補汽凝汽式汽輪發電機組相連。上述給水加熱器出水口另一路低壓汽包相連，該低壓汽包通過下降管與低壓段蒸發器的進水口相連，該低壓段蒸發器的出水口通過上升管與低壓汽包相連。該低壓汽包的飽和蒸汽出口經管路與低壓段過熱器進口相連，該低壓段過熱器出口與補汽凝汽式汽輪發電機組相連。單壓式結構形式具體如下在爐室內從下至上依次設有次中壓蒸發器、次中壓省煤器。該次中壓省煤器的進水口與水泵相連，出水口與次中壓汽包相連，該汽包通過下降管與次中壓蒸發器進口相連，該蒸發器出口通過上升管與汽包相連。該汽包的飽和蒸汽出口與高溫過熱器進口相連，該高溫過熱器出口與汽輪發電機組相連。本實用新型的工作過程可分為廢氣側和蒸汽側兩部分一、廢氣側的工作過程I、雙壓式結構形式工作流程由篦冷機取風口取出來的廢氣分別進入高溫慣性分離器的廢氣進口與中溫慣性分離器的廢氣進口 ；高溫進口廢氣通過廢氣導流板及除塵均流機構，然后通過防磨均流機構，再通過高溫過熱器；中溫進口廢氣通過廢氣導流板及除塵均流機構，然后通過防磨均流機構；中溫與高溫廢氣在混風煙道混合后進入爐室內，依次通過次中壓段蒸發器、次中壓段省煤器、低壓段過熱器、低壓段蒸發器、給水加熱器換熱后，經爐2、單壓式結構形式工作流程由篦冷機取風口取出來的廢氣分別進入高溫慣性分離器的廢氣進口與中溫慣性分離器的廢氣進口 ；高溫進口廢氣通過廢氣導流板及除塵均流機構，然后通過防磨均流機構，再通過高溫過熱器；中溫進口廢氣通過廢氣導流板及除塵均流機構，然后通過防磨均流機構；中溫與高溫廢氣在混風煙道混合后進入爐室內，依次通過次中壓蒸發器、次中壓省煤器后，經爐室頂端廢氣出口引出，最后經過收塵后進入煙囪排空。二、蒸汽側的工作過程I、雙壓式結構形式工作流程來自除氧器的給水，首先經過給水泵送至給水加熱器，加熱后產生的熱水分為兩路，其中一路進入次中壓段省煤器中，加熱后送至次中壓汽包中，次中壓汽包通過下降管將飽和水送至次中壓段蒸發器加熱，產生的汽水混合物通過上升管送至次中壓汽包，經過汽包分離后的飽和蒸汽經管路送至高溫慣性分離器上部的高溫過熱器中加熱變成過熱蒸汽作為主汽進入補汽凝汽式汽輪發電機組做功發電。從給水加熱器出來的熱水另一路進入低壓汽包，低壓汽包通過下降管將飽和水送至低壓段蒸發器加熱，產生的汽水混合物通過上升管送至低壓汽包，經過汽包分離后的飽和蒸汽經管路送至低壓段過熱器中加熱變成過熱蒸汽作為補汽進入補汽凝汽式汽輪發電機組做功發電。2、單壓式結構形式工作流程來自除氧器的給水，首先經過給水泵送至次中壓省煤器，加熱后送至次中壓汽包中，該汽包通過下降管將飽和水送至次中壓蒸發器加熱，產生的汽水混合物通過上升管送至汽包，經過汽包分離后的飽和蒸汽經管路送至高溫慣性分離器上部的高溫過熱器中加熱變成過熱蒸汽作為主汽進入汽輪發電機組做功發電。本實用新型與現有技術相比具有如下優點一、將現有技術的沉降室與余熱鍋爐合并設計，設計為自除塵式余熱鍋爐，簡化鍋爐的布置形式，減少工程的土建量，以5500t/d水泥熟料生產線余熱發電窯頭鍋爐為例，占地面積由原來的220 m2減少到140 m2 ；二.使用高溫慣性分離器與中溫慣性分離器，實現了根據溫度高低對廢氣熱量進行梯級利用，使通往汽輪機的高溫過熱蒸汽溫度更高，增強了汽輪機的膨脹做功能力，提高發電效率。[0015]三.慣性分離器利用“重力+折流”粉塵分離原理，比傳統的沉降室分離效率提高30%左右，分離效率高，有效減輕了篦冷機粉塵對余熱鍋爐受熱面管子的磨損，延長鍋爐受熱面的壽命，同時也解決了由于粉塵濃度大造成堆積影響鍋爐的熱效率問題，確保了余熱發電系統和水泥窯系統運行的穩定性。四.采用自除塵式余熱鍋爐布置，減少廢氣管道長度，使表面散熱損失減少，減小系統阻力，與原有窯頭余熱回收系統相比，鍋爐效率有很大提高，從而提高發電量。
圖I為本實用新型雙壓結構的主視剖面示意簡圖。圖2為圖I的右視圖(不含汽包)。圖3為本實用新型單壓結構的主視剖面示意簡圖。 圖4為圖3的右視圖(不含汽包)。圖5為本實用新型雙壓結構另一型式的主視剖面示意簡圖。圖6為圖5的右視圖(不含汽包)。圖7為本實用新型單壓結構另一型式的主視剖面示意簡圖。圖8為圖7的右視圖(不含汽包)。
具體實施方式
實施例I在圖I和圖2所示的一種自除塵式余熱鍋爐的示意簡圖中，中溫除塵器I和高溫除塵器2為兩個并列的下部呈錐形的殼體，其底部設有固體物排放口，側壁設有煙氣進口
3、4。在兩除塵器內的煙氣進口上設有與其相連的弧形煙氣擋板5，該煙氣擋板的開口向下。在兩除塵器內煙氣擋板下方及錐形殼體上部分別設有除塵均流機構6，其為有一定間距的若干平行的金屬桿，它們的兩端直接固定在除塵器的內側壁上。在兩除塵器內的上部設防磨均流機構7，其為有一定間距的若干平行的金屬管，它們的兩端直接固定在除塵器的內側壁上。在上述高溫除塵器煙氣出口附近設有高溫過熱器8。在上述中、高溫除塵器兩煙氣出口上方設有下端與它們相連的混風煙道9，其上端與直筒式爐室10下端相連。該爐室的上端設有廢氣出口管箱11，該管箱上設有廢氣出口 12。在爐室內從下至上依次設有次中壓段蒸發器13、次中壓段省煤器14、低壓段過熱器15、低壓段蒸發器16及給水加熱器17。該給水加熱器的進水口與水泵相連，出水口一路與次中壓段省煤器進口相連，該次中壓段省煤器出口與次中壓汽包18相連，該次中壓汽包通過下降管與次中壓段蒸發器進口相連，該次中壓段蒸發器出口通過上升管與次中壓汽包相連。該次中壓汽包的飽和蒸汽出口與高溫過熱器進口相連，該高溫過熱器出口與補汽凝汽式汽輪發電機組相連。上述給水加熱器出水口另一路與低壓汽包19相連，該低壓汽包通過下降管與低壓段蒸發器的進水口相連，該低壓段蒸發器的出水口通過上升管與低壓汽包相連。該低壓汽包的飽和蒸汽出口經管路與低壓段過熱器進口相連，該低壓段過熱器出口與補汽凝汽式汽輪發電機組相連。實施例2在圖3和圖4所示的一種自除塵式余熱鍋爐的示意簡圖中，中、高溫慣性分離器為兩個并列的下部呈錐形的殼體，其底部設有固體物排放口，側壁設有廢氣進口。在兩慣性分離器內的廢氣進口上設有與其相連的弧形導流板，該導流板的開口向下。在兩慣性分離器內導流板下方及錐形殼體上部分別設有除塵均流機構，其為有一定間距的若干平行的金屬桿，它們的兩端直接固定在慣性分離器的內側壁上。在兩慣性分離器內的上部設防磨均流機構，其為有一定間距的若干平行的金屬管，它們的兩端直接固定在慣性分離器的內側壁上。在上述高溫慣性分離器廢氣出口附近設有高溫過熱器。在上述中、高溫慣性分離器兩廢氣出口上方設有下端與它們相連的混風煙道，其上端與直筒式爐室下端相連。該爐室的上端設有廢氣出口管箱，該管箱上設有廢氣出口。在爐室內從下至上依次設有次中壓蒸發器、次中壓省煤器。該省煤器的進水口與水泵相連，出水口與次中壓汽包相連，該汽包通過下降管與蒸發器進口相連，該蒸發器出口通過上升管與汽包相連。該汽包的飽和蒸汽出口與高溫過熱器進口相連，該高溫過熱器出口與汽輪發電機組相連。實施例3在圖5和圖6所示的一種自除塵式余熱鍋爐的示意簡圖中，中溫除塵器和高溫除塵器為兩個并列的下部呈錐形的殼體，其底部設有固體物排放口，側壁設有煙氣進口。在兩除塵器內的煙氣進口上設有與其相連的弧形煙氣擋板，該煙氣擋板的開口向下。在兩除塵器內煙氣擋板下方及錐形殼體上部分別設有除塵均流機構，其為有一定間距的若干平行的·金屬桿，它們的兩端直接固定在除塵器的內側壁上。在兩除塵器內的上部設防磨均流機構，其為有一定間距的若干平行的金屬管，它們的兩端直接固定在除塵器的內側壁上。在上述高溫除塵器煙氣出口附近設有高溫過熱器。在上述中、高溫除塵器兩煙氣出口上方設有下端與它們相連的混風煙道，其上端與直筒式爐室下端相連。該爐室的上端設有廢氣出口管箱，該管箱上設有廢氣出口。在爐室內從下至上依次設有次中壓段蒸發器、次中壓段省煤器、低壓段過熱器、低壓段蒸發器及給水加熱器。該給水加熱器的進水口與水泵相連，出水口一路與次中壓段省煤器進口相連，該次中壓段省煤器出口與次中壓汽包相連，該次中壓汽包通過下降管與次中壓段蒸發器進口相連，該次中壓段蒸發器出口通過上升管與次中壓汽包相連。該次中壓汽包的飽和蒸汽出口與高溫過熱器進口相連，該高溫過熱器出口與補汽凝汽式汽輪發電機組相連。上述給水加熱器出水口另一路與低壓汽包相連，該低壓汽包通過下降管與低壓段蒸發器的進水口相連，該低壓段蒸發器的出水口通過上升管與低壓汽包相連。該低壓汽包的飽和蒸汽出口經管路與低壓段過熱器進口相連，該低壓段過熱器出口與補汽凝汽式汽輪發電機組相連。實施例4在圖7和圖8所示的一種自除塵式余熱鍋爐的示意簡圖中，中、高溫慣性分離器為兩個并列的下部呈錐形的殼體，其底部設有固體物排放口，側壁設有廢氣進口。在兩慣性分離器內的廢氣進口上設有與其相連的弧形導流板，該導流板的開口向下。在兩慣性分離器內導流板下方及錐形殼體上部分別設有除塵均流機構，其為有一定間距的若干平行的金屬桿，它們的兩端直接固定在慣性分離器的內側壁上。在兩慣性分離器內的上部設防磨均流機構，其為有一定間距的若干平行的金屬管，它們的兩端直接固定在慣性分離器的內側壁上。在上述高溫慣性分離器廢氣出口附近設有高溫過熱器。在上述中、高溫慣性分離器兩廢氣出口上方設有下端與它們相連的混風煙道，其上端與直筒式爐室下端相連。該爐室的上端設有廢氣出口管箱，該管箱上設有廢氣出口。在爐室內從下至上依次設有次中壓蒸發器、次中壓省煤器。該省煤器的進水口與水泵相連，出水口與次中壓汽包相連，該汽包通過下降管與蒸發器進口相連，該蒸發器出口通過上升管與汽包相連。該汽包的飽和蒸汽出口與高溫過熱器進口相連，該高溫過熱器出口與汽輪發電機組相連。·
權利要求1.一種自除塵式余熱鍋爐，其特征在于中、高溫慣性分離器為兩個并列的下部呈錐形的殼體，其底部設有固體物排放口，側壁設有廢氣進口，在上述高溫慣性分離器廢氣出口附近設有高溫過熱器，在上述中、高溫慣性分離器兩廢氣出口上方設有下端與它們相連的混風煙道，混風煙道上端與直筒式爐室下端相連，該爐室的上端設有廢氣出口管箱，該管箱上設有廢氣出口，上述爐室內設有鍋爐換熱管，爐室外設有與這些鍋爐換熱管相連的汽包。
2.根據權利要求I所述的一種自除塵式余熱鍋爐，其特征在于在兩慣性分離器內的廢氣進口上設有與其相連的弧形導流板，該導流板的開口向下。
3.根據權利要求2所述的一種自除塵式余熱鍋爐，其特征在于在直筒式爐室內從下至上依次設有次中壓段蒸發器、次中壓段省煤器、低壓段過熱器、低壓段蒸發器及給水加熱器，該給水加熱器的進水口與水泵相連，出水口一路與次中壓段省煤器進口相連，該次中壓段省煤器出口與次中壓汽包相連，該次中壓汽包通過下降管與次中壓段蒸發器進口相連，該次中壓段蒸發器出口通過上升管與次中壓汽包相連，該次中壓汽包的飽和蒸汽出口與高溫過熱器進口相連，該高溫過熱器出口與補汽凝汽式汽輪發電機組相連，上述給水加熱器 出水口另一路低壓汽包相連，該低壓汽包通過下降管與低壓段蒸發器的進水口相連，該低壓段蒸發器的出水口通過上升管與低壓汽包相連，該低壓汽包的飽和蒸汽出口經管路與低壓段過熱器進口相連，該低壓段過熱器出口與補汽凝汽式汽輪發電機組相連。
4.根據權利要求2所述的一種自除塵式余熱鍋爐，其特征在于在直筒式爐室內從下至上依次設有次中壓蒸發器、次中壓省煤器，該次中壓省煤器的進水口與水泵相連，出水口與次中壓汽包相連，該汽包通過下降管與次中壓蒸發器進口相連，該蒸發器出口通過上升管與汽包相連，該汽包的飽和蒸汽出口與高溫過熱器進口相連，該高溫過熱器出口與汽輪發電機組相連。
5.根據權利要求3所述的一種自除塵式余熱鍋爐，其特征在于在兩慣性分離器內導流板下方及錐形殼體上部分別設有除塵均流機構，其為有一定間距平行的金屬桿，它們的兩端固定在慣性分離器的內側壁上。
6.根據權利要求4所述的一種自除塵式余熱鍋爐，其特征在于在兩慣性分離器內導流板下方及錐形殼體上部分別設有除塵均流機構，其為有一定間距平行的金屬桿，它們的兩端固定在慣性分離器的內側壁上。
7.根據權利要求5所述的一種自除塵式余熱鍋爐，其特征在于在兩慣性分離器內的上部設防磨均流機構，其為有一定間距平行的金屬管，它們的兩端固定在慣性分離器的內側壁上。
8.根據權利要求6所述的一種自除塵式余熱鍋爐，其特征在于在兩慣性分離器內的上部設防磨均流機構，其為有一定間距平行的金屬管，它們的兩端固定在慣性分離器的內側壁上。
專利摘要一種自除塵式余熱鍋爐，其主要是中、高溫慣性分離器為兩個并列的底部設有排放口、側壁設有廢氣進口的殼體。在高溫慣性分離器廢氣出口附近設有高溫過熱器。在上述中、高溫慣性分離器兩廢氣出口上方設有混風煙道，其上端與直筒式爐室下端相連，爐室內設有若干鍋爐換熱管，爐室外設有與這些鍋爐換熱管相連的汽包。上述鍋爐換熱管的形式既可以是雙壓式結構，也可以是單壓式結構。本實用新型將沉降室與余熱鍋爐合并布置不僅減小占地面積，簡化廢氣管道，減小系統阻力和熱量損失，提高鍋爐效率，提高發電效率。
文檔編號F27D17/00GK202691998SQ20122022372
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者唐金泉, 金萬金, 莊宇剛, 滕小平, 林琳 申請人:大連易世達新能源發展股份有限公司