电石炉余热回收锅炉的开发设计.pdf

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工业锅炉
2012年第2期(总第132期)
文章编号:1004-8774(2012)02-10-04
电石炉余热回收锅炉的开发设计
王元风,夏正中,徐娜
(无锡华光工业锅炉有限公司,江苏无锡214145
摘要:根据电石炉烟气特性,设计开发出一种用于电石炉余热回收的新型余热锅炉。该
型锅炉的主要特点:立式布置结构,水循环采用自然循环方式,蒸发受热面采用了多管圈微倾斜
上升管布置结构等。实践表明,该型锅炉对电石炉烟气具有很好的适应性。
关键词:电石炉;余热回收;立式结构;微倾斜上升管
中图分类号:TK229.929
文献标识码:A
第一作者:王元风
高级工程师,1995年
Design of HRSG for Calcium Carbide Furnace
毕业于江苏理工大
学(现江苏大学)动
WANG Yuan-feng, XIA Zheng-zhong, XU Na
力系热能工程专业,
( Wuxi Huaguang Industrial Boiler Co. Ltd, Wuxi 214145, China)
毕业后一直从事各
Abstract: According to the characteristic of calcium carbide furnace gas, developed a new kine
种锅炉设计研发工
of HRSG for calcium carbide furnace, whick main characteristic was that: vertical layout, natural cir-
作
culation, multi-tube riser with a slight tilt as evaporation surface, etc. Practise showed that the kind of
boiler was adapt well to the calcium carbide furnace gas
Key words: calcium carbide furnace; heat recovery; vertical layout; multi-tube riser with a slight tilt
0前言
蒸汽输出温度:310℃
新疆石河子某电石生产企业,为了使5台30
给水温度:20℃(除盐软化水,进入除氧器
MVA内燃式电石炉烟气余热充分回收利用,拟每台
余热锅炉蒸发量的确定
电石炉配备一台余热锅炉,回收利用后的炉气经布
根据用户提供的烟气成分,得出烟气温焓值。
除尘后排空。我公司在深入分析电石炉气成分,进口烟温650℃时,烟气焓值为925kJ/m3(标态);
了解烟气中含尘特点后,设计开发了具有较高热效出口烟温200℃时,焾值为270kJ/m3(标态)。正
率的余热锅炉,投运后得到业主的认可。
常工况下,烟气可供吸收的热量为
1余热锅炉设计要求
Q放=(925-270)x60000=39300000kJ/h
正常工况进口烟气量:60000m3/h(标态)(设
20℃除盐软化水经大气式热力除氧器后水温
计工况)
为104℃,工质由104℃、1.66MPa吸热后变成
最大进口烟气量:72000m3/h(标态)
1.25MPa、310℃过热蒸汽,每吨蒸汽所需的热量为
正常工况进口烟气温度:650℃
Q吸=(”ーi)+A(ー
进口烟气成分(体积百分比):
式中-104℃、1.66MPa时的未饱和水焓
N2:73.2%O02:15.3%CO2:5.1%CO:0.033%
(437kJ/kg)
其余:6.637%
iー一锅筒压力为1.375MPa时饱和蒸汽焓
粉尘浓度:8g/m2(标态)
(2787kj/kg)
出口烟气温度:200℃±20℃(确保220℃以
-1.25MPa、310℃时过热蒸汽焓
3067kJ/kg)
蒸汽输出压力:1.25MPa
入锅炉排污率,5%
设计蒸发量:计算后确定
余热回收量=Q/Q14.3レh,考虑到锅炉
的一些漏风因素及表面散热损失,锅炉蒸发量确定
收稿日期:2011-11-21
14tレ/h。
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研究与开发?
电石炉余热回收锅炉的开发设计
锅炉设计方案的确定
热器、蒸发受热面和省煤器。大量的烟尘由爆炸式
由于用户场地限制,整个锅炉要求布置在占地脉冲吹灰器吹落,省煤器下部布置两只V型结构的
6000mmx8000mm的空间内,我公司以往设计制落灰斗收集出灰。为了提高锅炉的密封性,增强传
造的卧式上下锅筒对流管束型的余热锅炉结构不便热效果,对流受热面四周水冷壁采用膜式壁结
使用。联想到锅炉进口烟气温度不是很高,只有构。因余热烟气含尘量较大,为减少受热面磨
650℃,相当于我公司做过的散装锅炉对流区偏后损,延长受热面使用寿命,对流受热面管子采用小管
段的烟温,因此采用散装锅炉的尾部烟道布置形式径厚壁管,烟气速度选取推存值的下限值(9ms以
来布置这台锅炉的受热面。锅炉采用立式结构,高下)。过热器、蒸发受热面采用顺列布置。图1
温烟气经进口?道进人炉内,从上到下依次经过过
为受热面布置图,表1为主要受热面设计计算结果。
最高水位
21000
烟气进口
率主蒸汽出口
19497
29
34x120(=40
6600
三三三宝
一
10234
一锅筒2-过热蒸汽出口集箱3一减温器4一过热器5一膜式水冷壁
6一省煤器7一落灰装置8一蒸发器9一吹灰器
图1受热面布置图
表1锅炉主要受热面设计计算结果
烟气出ロ工质进口工质出1气平均工质速度传热系数传热量
名称
温度温度
温度
速度
温压
受热面积
K/
u,/(m:s)
(W·m2℃
标态
过热器
576.4
197
310
8.0
26
350.0
34.5
100.0
附加受热面576.4
419.0
蒸发受热1410.4
8,0
292.0
216.0
317.0
附加受热面410.4
197
197
8.0
299.0
21.0
50.0