余热有机热载体锅炉的设计.pdf

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研究与开发?
余热有机热载体锅炉的设计
文章编号:1004-8774(2015)05002503DOI:10.16558/j.cnki.iss1004-8774.2015.05.005
余热有机热载体锅炉的设计
卢原,张
(1.无锡太湖锅炉有限公司,江苏无锡214128;
2.无锡锡能锅炉冇限公司,江苏无锡214128)
摘要:介绍了利用治炼回转炉生产过程中产生的高温烟气作为热源的有机热载体锅炉,
同时能有效地解决锅炉的受热面磨损和低温腐蚀的问题。
关键词有机热载体;锅炉;设计
中图分类号:TK229.921
文献标识码:A
第一作者:卢原
Design of Heat Recovery Organic Heat Carrier Boiler
(1981-),男,工程
师。2004年毕业于
LU Yuan ZHANG Li
江苏大学热能与动
(1. Wuxi Taihu Boiler Co. Ltd. Wuxi 214128, Jiangsu, China;
力工程专业,毕业后
一-直从事锅炉设计
2. Wuxi Xineng Boiler Co. Ltd, Wuxi 214128, Jiangsu, China
与研发工作。
Abstract: The heat recovery organic heat carrier boiler which using high temperature flue gas produced in the smelting
production process of rotary furnace is introduced. It can effectively solve the problems of heating surface abrasion and low
temperature corrosion
Key words: organic heat carrier; boiller; design
0前言
物,这些灰尘和金属氧化物易在余热炉换热面上积
余热是在一定的生产工艺中,没有被能源利用聚,导致换热面的传热热阻增加,严重影响烟气余热
设备利用的能源,是传统概念中多余、废弃的能源。回收效果,同时灰全随烟气流动,对换热面进行冲刷刚
它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余时,容易磨损换热面,降低热交换装置的寿命,也导
热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气致整个余热炉的工作效率降低;二是余热锅炉设备
废液和废料余热以及高压流体余熱等。各行业的余的低温腐蚀问题。低温腐蚀是指当余热锅炉尾部受
热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%,可回
热面(省煤器、空气预热器等)金属壁温低于烟气露
收利用的余热资源约为余热总资源的60%。所以点时,烟气中的硫酸根和水蒸气在管壁上凝结所造
对余热进行回收和有效利用,不仅能够节约能源,为成的腐蚀。
企业带来一定的经济效益,而且合理利用余热还能
针对余热炉换热面磨损问题,目前常采取的措
够减少排放污染,对于实现节能减排及可持续发展,
施有:采用特殊的耐磨材料,设置防磨结枃,或者设
有着重要的社会意义。
置多个吹灰器对换热面进行定期吹灰,又或者利用
1背景与思路
特定的设备比如说旋风分离换热器将烟气先进行
次灰尘分离。但是这些措施导致余热炉的结构复
1.1背景
杂,成本大大増加,操作复杂,使用维护成本也增加,
冶炼回转炉由于其行业的特殊性,排出的烟气而且也不能彻底地解决余热炉换热面积灰和磨损问
温度较高,对其利用的难度也很高,所以现阶段大多
题
在回转炉尾部配备蒸汽余热锅炉,对烟气中的热量1.2思路
进行回收利用,但是蒸汽余热锅炉普遍存在两个问
如上所述,对于冶炼回转炉生产过程中排出的
题:一是余热锅炉换热面磨损严重。由于冶炼回转高温烟气,用余热锅炉来产生低压蒸汽或热水,不仅
炉排出的高温烟气中含有大量的灰尘及金属氧化效率不高,还不可避免地极易发生尾部腐蚀和磨损。
近年来,以有机热载体为传输介质的余热锅炉在各
收稿日期:201506-15
个行业中得到了广泛应用。与传统的蒸汽和热水锅
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工业锅炉
2015年第5期(总第153期
炉相比,有机热载体锅炉具有高温低压、供热均匀
烟气流量
27000m3/h(标态
安全稳定、温控范围大、投资小费用低、供热效率高、
进口烟气温度
700C
操作使用方便、自动化程度高、负荷适应性好、综合
有机热载体容积
经济效益好等优点,这些优点使得有机热载体锅炉3锅炉结构及其特点
逐渐成为冷炼回转炉余热冋收设备的首选。本文主3.锅炉结构概述
要介绍一台以治炼回转炉后高温烟气为热源的散装
本锅炉为散装卧式有机热载体余热锅炉。高温
有机热载体余热锅炉设计与运行。
烟气先经过锅炉前部的烟气沉降室,沉降室内设置
2烟气成分与锅炉参数
沉降室膜式壁管屏,沉降室膜式壁管屏底部留有烟
2.1烟气成分
气通道,烟气经过沉降室后进入余热锅炉本体。本
CO2:12.9%
体由前后四级对流受热面组成,每相邻对流段之间
H2O:10%
通过折烟装置隔开,每相邻折烟裝置呈交错设置,使
:68%
得进入相邻对流段的烟气能产生转向,每相邻管屏
O2,:8%
之间采用较大管子间距设计,这样的设计不仅能使
进入相邻对流段的烟气产生转向,增加烟气的扰动,
CO:1%
使换热效率增加,实现烟尘的有效分离,问时有效地
含尘量:100g/m3(标态)
降低烟气流速,减少受热面的磨损。在每一级对流
2锅炉参数
受热面底部设置有落灰斗。余热锅炉布置如图1。
余热炉额定热功率
3.25MW/h
有机热载体锅炉工质流程如下:有机热载体经
设计压力
1. 1 Mpa
由进口集箱进人并联的第二级对流受热面和第四级
额定工作压力
0.8 Mpa
对流受热面,接着进入并联的第一级对流受热面和
额定出口温度
320℃
第二级对流受热面,再通过隔墙膜式壁管屏经由连
介质循环量
200m3/h
接管到沉降室膜式壁管屏再进人顶棚膜式壁管屏,
设计热效率(额定出力)41.32%
最后由出口集箱进人供热系统管网。
有机热载体出口
烟气出口
高温烟气
有机热载体入口
P必
沉降室2一沉降室隔墙膜式壁3一连接管4一第一级对流受热面5-隔墙膜式壁6一第二级对流受热面
7一第三级对流受热面8一第四级对流受热面9一顶棚膜式壁10一钢架11一落灰斗
图1余热锅炉结构附图
3.2锅炉热力计算结果
热效果好、输送和操作方便、安全可靠等特点外,本
锅炉热力计算结果如表1
有机热载体余热锅炉还具有以下特点:
3.3结构特点
(1)采用前置沉降室及隔墙膜式壁的结构,使
本余热有机热载体锅炉实现了冶炼回转炉高温进入锅炉本体前的烟气在沉降室产生转向,实现烟
烟气余热的有效回收利用,对比现有技术,除了具有尘的有效分离