一種水泥窯窯頭余熱鍋爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種水泥窯窯頭余熱鍋爐，該鍋爐的廢氣入口位于其頂端，廢氣出口位于其底端，所述的鍋爐內自上而下設有過熱器、蒸發器和省煤器。該鍋爐受熱面結構運行穩定，爆管率低，使用壽命長，熱效率高。
【專利說明】一種水泥窯窯頭余熱鍋爐
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水泥窯余熱回收利用技術。
【背景技術】
[0002]水泥窯余熱回收利用技術就是利用水泥窯窯頭的熟料廢氣設計鍋爐，布置鍋爐受熱面，回收利用熟料廢氣中的熱量，該技術需要對鍋爐受熱面進行合理布置，這樣可以提高鍋爐的換熱效率，減少受熱面磨損，提高鍋爐使用壽命，降低成本，并能夠保證鍋爐運行的可靠和滿足用戶的需要。目前是的鍋爐還存在受熱面布置缺陷，仍需要通過改進來提高鍋爐熱利用率。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是實現一種提高現有鍋爐受熱面的換熱效率，減少受熱面磨損，提高鍋爐使用壽命，降低成本，以保證鍋爐運行的可靠和滿足用戶的需要。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為:一種水泥窯窯頭余熱鍋爐，該鍋爐的廢氣入口位于其頂端，廢氣出口位于其底端，所述的鍋爐內自上而下設有過熱器、蒸發器和省煤器。
[0005]所述的過熱器、蒸發器和省煤器內部分別設有過熱器管排、蒸發器管排和省煤器管排，所述的管排均固定在框架結構內，且框架結構外設有用于運輸保護的可拆卸面板。
[0006]所述的省煤器管排入口端設有入水管道，所述的入水管道設有水泵，省煤器管排出口通過管道經汽包連接蒸發器管排，所述的蒸發器管排出口通過管道經汽包連接過熱器管排，所述的過熱器管排出口通過管道與汽輪機連接。
[0007]所述的過熱器管排、蒸發器管排和省煤器管排出入口均設于鍋爐側壁，管排水平置于鍋爐內。
[0008]所述的蒸發器管排入口處高度低于其出口處高度。
[0009]所述的蒸發器每層管排之間相互交錯排列。
[0010]所述的管排均為螺旋鰭片管，所述的過熱器管排規格為Φ51Χ3.5，翅片節距為
6.25mm,高度為24mm,厚度為1.2mm,蒸發器管排和省煤器管排的規格為Φ 38x3.5,翅片節距為6.25mm,高度為21mm,厚度為1.2mm。
[0011]所述的鍋爐壁外層為輕型護板爐墻，內層保溫層采用硅酸鋁纖維板，厚度為150-170mmo
[0012]所述的框架結構內設有沿廢氣流動方向設置的導流板。
[0013]本實用新型的優點在于該鍋爐受熱面結構運行穩定，爆管率低，使用壽命長，熱效率高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明:[0015]圖1為水泥窯生產線窯頭余熱鍋爐結構示意圖；
[0016]圖2為水泥窯生產線窯頭余熱鍋爐結構側視圖。
[0017]上述圖中的標記均為:1、過熱器；2、蒸發器；3、省煤器；
[0018]圖1中箭頭A為廢氣入口；箭頭B為廢氣出口。
【具體實施方式】
[0019]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本實用新型的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本實用新型的實用新型構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
[0020]參見圖1、2可知，水泥窯窯頭余熱鍋爐采用立式布置結構，鍋爐的廢氣入口位于其頂端，廢氣出口位于其底端，煙氣流速低于5m/s，煙氣流向如圖1中箭頭所示，鍋爐內自上而下設有過熱器1、蒸發器2和省煤器3，這樣的結構使得鍋爐占地面積減小，煙氣流動更均勻。
[0021]過熱器1、蒸發器2和省煤器3內部分別設有過熱器管排、蒸發器管排和省煤器管排，由于采用立式結構，管排出入口均設于鍋爐側壁，管排水平置于鍋爐內，這樣水循環方式為自然循環，可靠性強，穩定性好，操作維護方便，且省去了強制循環的循環泵的投資、運行及維修等費用。
[0022]過熱器I作用是將飽和蒸汽加熱成為一定溫度的過熱蒸汽，該鍋爐的過熱器I布置在鍋爐煙氣入口側，水平布置在鍋爐最上層，依靠對流換熱吸取熱量，鍋爐的過熱器I采用的是螺旋鰭片管，對流過熱器I接受較高溫度的煙氣沖刷，以吸收煙氣對流熱為主，煙氣的輻射熱為輔。過熱器I主要由螺旋鰭片管和兩個箱體框架組成。過熱器管排與箱體框架采用焊接連接。過熱器I螺旋鰭片管數目的多少與蒸汽流速有關，蒸汽流速大，對流換熱效果好，金屬管子能得到較好的冷卻，但蒸汽壓降增加；管壁冷卻還與蒸汽密度有關，密度大，冷卻效果好,但阻力損失大。
[0023]蒸發器2的作用是依靠爐內流動的廢熱與蒸發受熱面的熱交換，使蒸發器內的飽和水，蒸發成飽和蒸汽。由于該鍋爐采用的是對流蒸發受熱面，所以鍋爐中的蒸發器2是由對流管束組成的，鍋爐的蒸發器采用也是螺旋鰭片管。蒸發器2管排入口處高度低于其出口處高度，來保證其沿介質流向向上傾斜。蒸發器2換熱面進行交錯排列，有效改變廢氣的流向，增加廢氣在鍋爐內部停留的時間，增大了鍋爐的換熱效率。
[0024]省煤器3的作用是加熱鍋爐的給水，提高進入汽包的水溫。該鍋爐的省煤器3水平布置在鍋爐垂直煙道的下部，依靠對流換熱吸取熱量，鍋爐的省煤器3采用的是螺旋鰭片管。對流式省煤器主要由框架及螺旋鰭片管所構成。煙氣經過省煤器3后鍋爐排煙溫度降至100°C以下，提高了鍋爐效率，并可減小因溫差而引起的汽包壁的熱應力，延長汽包的使用壽命。
[0025]煙氣自上而下通過鍋爐內的過熱器1、蒸發器和省煤器3。過熱器1、蒸發器和省煤器3之間連接關系如下:水通過鍋爐給水泵升壓泵進入該鍋爐省煤器3進行加熱，經過省煤器3后水由50-60°C加熱到167°C，加熱后的水分送到汽包，進入汽包的水，由汽包底部的管道引入鍋爐的蒸發器2，蒸發出的飽和蒸汽再進入鍋爐的汽包，經過汽水分離后送入過熱器I進一步加熱成為360°c的過熱蒸汽進入汽輪機做功。
[0026]由于過熱器1、蒸發器2和省煤器3的管排均采用具有高擴展受熱面的螺旋鰭片管，可以獲得最佳的傳熱效果和最低的煙氣阻力，使得鍋爐結構緊湊，體積小，重量輕，節省設備初投資。另外，采用螺旋鰭片管還可減小鍋爐煙氣側阻力，使系統引風機的電功率減小，從而降低鍋爐的運行費用。其中管排優選尺寸如下:過熱器管排規格為Φ51χ3.5,翅片節距為6.25mm,高度為24mm,厚度為1.2mm,蒸發器管排和省煤器管排的規格為Φ 38x3.5，翅片節距為6.25mm,高度為21mm，厚度為1.2mm,這樣的尺寸結構是經過實驗獲得的最佳管排布置尺寸，能夠最高效的進行熱交換，同時能夠降低磨損程度。
[0027]為了方便運輸和設備安裝，所有管排均固定在框架結構內，且框架結構外設有用于運輸保護的可拆卸面板，在運輸是裝上面板，即成集裝箱形式，安裝在鍋爐內時，只需要拆除面板，僅保留框架固定管排即可，這樣過熱器管排、蒸發器管排和省煤器管排可以在工廠內焊接后，與管箱組裝完成后發運，現場焊接即可，同時上述結構使得鍋爐各部分重量可以傳遞給管排框架(鋼架)，框架垂直均勻受力，結構簡單。并且鍋爐蒸發受熱面采用多集箱燈籠管結構，有效解決管束熱膨脹問題。
[0028]由于煙氣中不可避免含有顆粒比較大，硬度較高的灰。為防止磨損的發生，采用合理的流速設計，管排框架結構內設有沿廢氣流動方向設置的導流板，組織煙氣動力場，使煙氣流動均勻，避免出現煙氣走廊而造成的傳熱效率降低和局部過速磨損。
[0029]該鍋爐受熱面采用管箱式結構，能保證鍋爐密封性能優良。鍋爐整體采用鋼板全焊接密封，外層為輕型護板爐墻，內層保溫層采用硅酸鋁纖維板，厚度為150-170_，并采用特殊的管子穿墻密封裝置及專用爐門裝置，從而解決了鍋爐運行中漏風嚴重的難題，減少鍋爐漏風和熱損失，提高了鍋爐的效率，同時降低了引風機的電耗。
[0030]上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:該鍋爐的廢氣入口位于其頂端，廢氣出口位于其底端，所述的鍋爐內自上而下設有過熱器、蒸發器和省煤器。
2.根據權利要求1所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的過熱器、蒸發器和省煤器內部分別設有過熱器管排、蒸發器管排和省煤器管排，所述的管排均固定在框架結構內，且框架結構外設有用于運輸保護的可拆卸面板。
3.根據權利要求2所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的省煤器管排入口端設有入水管道，所述的入水管道設有水泵，省煤器管排出口通過管道經汽包連接蒸發器管排，所述的蒸發器管排出口通過管道經汽包連接熱器管排，所述的過熱器管排出口通過管道與汽輪機連接。
4.根據權利要求2或3所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的過熱器管排、蒸發器管排和省煤器管排出入口均設于鍋爐側壁，管排水平置于鍋爐內。
5.根據權利要求4所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的蒸發器管排入口處高度低于其出口處高度。
6.根據權利要求5所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的蒸發器每層管排之間相互交錯排列。
7.根據權利要求6所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的管排均為螺旋鰭片管，所述的過熱器管排規格為Φ51χ3.5,翅片節距為6.25mm,高度為24mm,厚度為1.2mm,蒸發器管排和省煤器管排的規格為Φ38χ3.5,翅片節距為6.25mm,高度為21mm,厚度為1.2mm。
8.根據權利要求1所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的鍋爐壁外層為輕型護板爐墻，內層保溫層采用硅酸鋁纖維板，厚度為150-170_。
9.根據權利要求2所述的水泥窯窯頭余熱鍋爐，其特征在于:所述的框架結構內設有沿廢氣流動方向設置的導流板。
【文檔編號】F27D17/00GK203656884SQ201320664455
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年10月26日 優先權日:2013年10月26日
【發明者】汪寧, 肖杰玉, 周健, 劉大柱, 方偉, 黃煌, 宋明俊 申請人:安徽海螺川崎節能設備制造有限公司