CN201611090U - 一种余热锅炉过热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种余热锅炉过热器，包括换热管束和进、出口集箱，本实用新型具有一个前置蒸发器，前置蒸发器由换热管束和进、出口集箱构成，它的换热管束下面有水冷支撑装置；前置蒸发器位于过热器前面，过热器的换热管束下面有支撑；前置蒸发器、前置蒸发器的水冷支撑装置、过热器、过热器的支撑和两侧炉墙连接成一个整体。本实用新型不仅使过热管壁温达到了设计的要求，而且使换热面积增加，支撑管处还多产了蒸汽。

Description

一种余热锅炉过热器

一、技术领域

本实用新型属于余热锅炉设备技术领域，具体涉及余热锅炉中的过热器。

二、背景技术

过热器是余热锅炉中的重要部件。传统的过热器通常布置在烟气温度500～700℃范围内，集箱布置于炉墙外部，受热面管子与烟气垂直列于烟道中。过热器作为余热锅炉中最主要的受热面，它的作用是将蒸汽从饱和温度加热到额定的过热蒸汽温度。由于过热器的工作条件是锅炉受热面中最为恶劣的，受热面壁温接近于钢材的极限允许温度。所以一般过热汽温不超过400℃，通常布置在烟温小于700～800℃的区域中，工作才是可靠的，但是一些石油化工的催化裂化装置烟气温度有时高达900℃以上。烟气温度高相应的过热器炉管的壁温也随之增高，但是过热蒸汽参数的提高受到金属材料的限制，过热器的设计必须确保受热面管子外壁温度低于钢材的抗氧化允许温度并保证其机械强度。合理布置过热器对整台锅炉的经济性和可靠性都有很大的影响。因此需要一种高效节能、质量优、成本低的过热器。

三、发明内容

本实用新型的目的就是提供一种适用范围广、换热效率高的余热锅炉过热器。

本实用新型采用的技术方案是：余热锅炉过热器包括换热管束和进、出口集箱，本实用新型具有一个前置蒸发器，前置蒸发器由换热管束和进、出口集箱构成，它的换热管束下面有水冷支撑装置；前置蒸发器位于过热器前面，过热器的换热管束下面有支撑；前置蒸发器、前置蒸发器的水冷支撑装置、过热器、过热器的支撑和炉墙连接成一个整体。

本实用新型的前置蒸发器和过热器采用卧式结构。

本实用新型的前置蒸发器和过热器布置在炉墙内部。

本实用新型过热器的换热管束采用翅片管。

与传统过热器相比，本实用新型有如下优点：

由于在过热器前布置了前置蒸发器，使过热器壁温降低，打破了过热器金属材料的外壁温度的限制，使用范围更广。

前置蒸发器和过热器采用卧式结构，管内不易积水。用水冷支撑，这样既减少了成本，又多产生了蒸汽。

集箱置于炉墙内部，采用模块化结构，全部工序在厂内制造，节约了安装的时间，也减少了安装的费用。

采用翅片管使换热效率增大三倍，虽然翅片比光管成本高50％，但重量会减轻1/3，现场制造成本也会降低，总体成本会降低约20％。

四、附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的俯视图。

五、具体实施方式

本实用新型在锅炉烟气进口处加了一组前置蒸发器1，这样就将上游来的900℃的烟气通过前置蒸发器1降低到850℃，适应了过热器3炉管的壁温。前置蒸发器1和过热器3都是逆流布置，节省了大量的金属材料。前置蒸发器1是由上下两个集箱及相连的换热管束(光管)组成，换热管束倾角为8～15°，介质是汽包来的256℃左右的饱和水自下集箱流进，经过换热管束由上集箱流出。这样一个自然循环的蒸发器就形成了。而且前置蒸发器1所用材料为低合金钢(15CrMoG)制成，这样就大大节省了成本。前置蒸发器1的下端就布置了一级过热器3，过热器3是由大量蛇形平行连接的换热管束与进出口集箱相连组成，其材质均采用12Cr1MoVG，换热管束采用翅片材料为0Cr18Ni9的翅片管，这样使换热面积增大了三倍(与光管相比)，换热效率显著提高。前置蒸发器1和过热器3是模块化结构，炉墙、集箱、换热管均在制造厂内完成，即在制造厂内把前置蒸发器1和过热器3的集箱与换热管焊接好，组成换热管束，在炉体钢结构上浇铸轻质耐火衬里，然后按制造工艺将焊接好的前置蒸发器1和过热器2的换热管束与炉墙5组装成一个完整的模块。避免了现场组装时各种不利因素的影响，所以锅炉的制造质量得到了极大的保证，为过热器的长期运行奠定了基础。

那么在烟温如此高的区域，集箱、换热管束是如何支撑的呢？我们对前置蒸发器1采用了水冷支撑2，在管束节距之间插入与之相垂直的碳钢管排用来支撑前置蒸发器1的换热管束，这样管支撑也会产生少量的蒸汽。而过热器3是在下方用一个大口径的钢管，上部焊上奥氏体不锈钢板支撑4过热器管排。支撑4的位置既要考虑到换热管的强度，又要考虑其挠度，设计时要据此条件来合理布置支撑的位置。

本实用新型不仅使过热管壁温达到了设计的要求，而且使换热面积增加，支撑管处还多产了蒸汽。

工作原理烟气流程：烟气由上部进入，依次流经前置蒸发器、过热器，与管内蒸汽进行热---热交换，然后由下端流出。

水汽流程：前置蒸发器是由汽包下降管给水，由下集箱进入，经过换热管由上集箱流出，再回到汽包的上升管；过热器是由上一级来的过热蒸汽由下集箱流进，经过翅片管换热后由上集箱流出，产生符合要求的过热蒸汽。水冷支撑管里的水循环后汇入汽包。

Claims (4)

1.一种余热锅炉过热器，包括换热管束和进、出口集箱，其特征是：它具有一个前置蒸发器(1)，前置蒸发器(1)由换热管束和进、出口集箱构成，它的换热管束下面有水冷支撑装置(2)；前置蒸发器(1)位于过热器(3)前面，过热器(3)的换热管束下面有支撑(4)；前置蒸发器(1)、前置蒸发器(1)的水冷支撑装置(2)、过热器(3)、过热器(3)的支撑(4)和炉墙(5)连接成一个整体。

2.根据权利要求1所述的余热锅炉过热器，其特征是：前置蒸发器(1)和过热器(3)采用卧式结构。

3.根据权利要求1或2所述的余热锅炉过热器，其特征是：前置蒸发器(1)和过热器(3)的集箱布置在炉墙(5)内部。

4.根据权利要求1所述的余热锅炉过热器，其特征是：过热器(3)的换热管束采用翅片管。

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