鍋爐廢熱煤泥烘干機

1、傳統(tǒng)廢熱鍋爐結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)廢熱鍋爐總體結(jié)構(gòu)見圖1， 汽包與廢熱鍋爐本體之間通過4根上升管及2根下降管聯(lián)結(jié)， 利用汽水密度差及汽包的高位實現(xiàn)自然循環(huán)， 使系統(tǒng)安全運行。圖1中捕集器設(shè)置在廢熱鍋爐本體出口管箱內(nèi)， 冷卻后的過程氣流經(jīng)捕集器使液態(tài)收集后經(jīng)冷卻后排出并收集。由于傳統(tǒng)廢熱鍋爐結(jié)構(gòu)原因， 必須在反應(yīng)器前后布置兩套廢熱鍋爐才能實現(xiàn)充分回收。

2、新型廢熱鍋爐結(jié)構(gòu)

新型廢熱鍋爐結(jié)構(gòu)上最突出的創(chuàng)新點是減少了低溫過程氣冷卻器II (低溫廢熱鍋爐)。根據(jù)廢熱鍋爐設(shè)計工藝參數(shù)， 取消了低溫廢熱鍋爐后， 必須在高溫廢熱鍋爐本體或汽包中增設(shè)能使過程氣再次冷卻的換熱器， 以便使經(jīng)反應(yīng)器反應(yīng)后的含過程氣冷卻并產(chǎn)生蒸汽和回收資源。通常廢熱鍋爐主要由廢熱鍋爐本體、汽包及上升管和下降管組成。廢熱鍋爐本體其實質(zhì)是一臺蒸發(fā)換熱設(shè)備， 熱源為高溫過程氣， 被加熱介質(zhì)為接近飽和的鍋爐水; 汽包應(yīng)具有足夠的蒸汽容積和水容積， 主要作用是使本體中換熱管在熱負(fù)荷作用下能持續(xù)得到適當(dāng)?shù)乃浚?并由汽包的高位系統(tǒng)及汽水密度差獲得一定的循環(huán)動力， 以滿足水循環(huán)可靠性的各項要求; 汽包內(nèi)部設(shè)置汽水分離裝置， 使汽水混合物在汽包內(nèi)充分分離， 得到含水及雜質(zhì)少的蒸汽;鍋爐給水在進入廢熱鍋爐本體前在汽包內(nèi)加熱到飽和， 提高了循環(huán)動力; 飽和的鍋爐水經(jīng)下降管流入廢熱鍋爐本體進行加熱蒸發(fā)， 本體中的汽水混合物經(jīng)上升管流入汽包， 如此循環(huán)達到廢熱鍋爐系統(tǒng)的安全運行; 根據(jù)汽包的獨特作用， 一般汽包內(nèi)不能設(shè)置蒸發(fā)換熱管， 以免影響水循環(huán)和廢熱鍋爐本體的安全可靠性。

對廢熱鍋爐設(shè)計參數(shù)作了多種方案進行比較，并通過傳熱計算、流阻計算及水循環(huán)計算， 提出了兩種一體化設(shè)計方案。即在汽包筒體下半部儲水部分直接增設(shè)一組蒸發(fā)器的方案以及在廢熱鍋爐本體中直接增設(shè)一組蒸發(fā)器的方案。經(jīng)傳熱計算、流阻計算及設(shè)備強度計算， 在廢熱鍋爐本體中直接增設(shè)一組蒸發(fā)器存在兩大缺陷， 一方面造成設(shè)備結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜; 另一方面廢鍋本體管板由于兩組蒸發(fā)器介質(zhì)溫差的不同而引起的管板上下兩部分的溫差應(yīng)力較大， 管板的設(shè)計困難， 甚至很難確保廢鍋運行過程中的安全可靠性。而在汽包筒體下半部儲水部分增設(shè)一組蒸發(fā)器， 雖然有別于傳統(tǒng)汽包的設(shè)計， 但根據(jù)設(shè)計參數(shù)進行詳細計算， 其結(jié)果完全可行， 并能確保系統(tǒng)水循環(huán)正常工作。最終設(shè)計的新型廢熱鍋爐系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)見圖2。

廢熱鍋爐根據(jù)應(yīng)用場合分為電站廢熱鍋爐和化工廢熱鍋爐。

1、電站廢熱鍋爐

電站廢熱鍋爐是IGCC電站系統(tǒng)氣化島中的關(guān)鍵設(shè)備，與化工用廢熱鍋爐有很大不同。采用廢熱鍋爐對IGCC煤氣化后的合成氣顯熱進行有回收能夠提高IGCC電站機組的發(fā)電效率。合成氣顯熱的利用分為高溫段、中溫段、低溫段三部分，分別由輻射式廢熱鍋爐、對流式廢熱鍋爐、回?zé)峒訜崞骼?。因此，電站廢鍋可分為輻射式和對流式，其中對流式廢鍋又分火管式和水管式，火管式已經(jīng)不再使用。另外，將輻射廢鍋和對流廢鍋結(jié)合為一個整體進行設(shè)計，稱為輻射對流一體廢鍋，這可以大大降低投資成本，但國內(nèi)技術(shù)尚不成熟。

當(dāng)今世界IGCC電站技術(shù)是前景最廣的發(fā)電技術(shù)，IGCC商業(yè)化的關(guān)鍵是氣化島技術(shù)，而廢熱鍋爐正是其關(guān)鍵設(shè)備。因此，電站廢熱鍋爐技術(shù)的是解決IGCC商業(yè)化應(yīng)用瓶頸的最關(guān)鍵技術(shù)之一。

2、化工廢熱鍋爐

利用生產(chǎn)過程中的高溫物流作為熱源來生產(chǎn)蒸汽的換熱器，它既是工藝流程中高溫物流的冷卻器，又是利用余熱提供蒸汽的動力裝置。如在乙烯裝置中，將從管式爐出來的裂解氣(溫度高達800～900℃)直接送入急冷廢熱鍋爐，在0.1s內(nèi)溫度降到350～600℃，這樣既可以防止因過度裂解而降低乙烯收率，又可生產(chǎn)10MPa以上的高壓蒸汽，對提高整個工廠的熱效率和經(jīng)濟效益起著重要作用。在硝酸、酸、合成氨及石油煉制工業(yè)等許多生產(chǎn)過程中都普遍使用廢熱鍋爐，使生產(chǎn)過程所需的動力和熱能得以全部或部分自給。

根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，廢熱鍋爐可分為管殼式和煙道式以及雙套管式廢熱鍋爐。

管殼式廢熱鍋爐的結(jié)構(gòu)與管殼式換熱器無多大區(qū)別，并同樣有固定管板式、浮頭式及U型管式等。煙道式廢熱鍋爐的結(jié)構(gòu)與普通鍋爐相似，由耐火磚砌成爐膛，爐膛內(nèi)裝設(shè)管束，高溫氣體通過爐膛，將管束內(nèi)流動的水加熱汽化。

根據(jù)高溫氣體通過管內(nèi)還是管外，廢熱鍋爐分為火管廢熱鍋爐和水管廢熱鍋爐?；鸸軓U熱鍋爐是高溫氣體在爐管內(nèi)流動。沸水從汽包經(jīng)下降管流入鍋爐底部，在管壁受熱，變?yōu)槠旌衔?，由上升管返回汽包。火管廢熱鍋爐結(jié)構(gòu)簡單，因殼體承受蒸氣壓力，適用于生產(chǎn)壓力不高的蒸汽。水管廢熱鍋爐是沸水流過管內(nèi)，高溫氣體流經(jīng)管外。因鍋爐殼體不承受蒸氣壓力，適用于生產(chǎn)高壓蒸汽。

根據(jù)沸水的流動形式，水管廢熱鍋爐又可分為：①自然循環(huán)式，管內(nèi)沸水流動的推動力是下降管內(nèi)的水與上升管內(nèi)的汽水混合物之間的重度差。為保證一定的循環(huán)量，汽包需有足夠的安裝高度。②強制循環(huán)式，在下降管路中安裝循環(huán)泵，借以提高管內(nèi)沸水流速，防止氣泡停滯惡化傳熱。因這種鍋爐在運轉(zhuǎn)、維修、投資等方面有許多不利因素，僅在特殊場合采用。

1、水質(zhì)處理對廢熱鍋爐使用壽命的影響

（1）廢熱鍋爐外的水處理

水是影響廢熱鍋爐使用壽命與安全正常運行的重要因素之一， 加人爐內(nèi)水質(zhì)的好壞與否常常直接決定著廢熱鍋爐能否正常操作。所以在水加人廢熱鍋爐之前要經(jīng)過軟化、除鹽 、熱力除氧等一系列的良化措施， 以達到改善水質(zhì)的目的

（2）廢熱鍋爐內(nèi)的水處理

要充分地延長廢熱鍋爐的使用壽命， 最大限度地發(fā)揮其熱功效率， 保證鍋爐安全而正常的生產(chǎn)僅僅靠爐外的水處理工作是不夠的， 還應(yīng)在重視爐外水處理質(zhì)量的同時， 控制好爐內(nèi)水的各項品質(zhì)指標(biāo)，注重加強鍋爐內(nèi)的水處理工作。諸如：在新安裝的鍋爐投產(chǎn)前要進行煮爐， 煮爐后應(yīng)進行酸洗， 投產(chǎn)后在對鍋爐進行定期排污的同時還要保持鍋爐的連續(xù)排污， 以及向鍋爐內(nèi)定時填加化學(xué)藥劑等。

2、水質(zhì)輸送對廢熱鍋爐使用壽命的影響

水是廢熱鍋爐正常生產(chǎn)的命脈， 如果鍋爐一旦發(fā)生缺水而造成干鍋現(xiàn)象， 就勢必會打亂正常的生產(chǎn)， 造成嚴(yán)重后果。因此在注重鍋爐內(nèi)水處理的同時， 還要強化對輸送水的設(shè)備—多級離心水泵的操作， 使其能連續(xù)而穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)， 從而為廢熱鍋爐的高效生產(chǎn)提供水源保證。此外在多級式離心水泵本體特性一定的情況下， 要多重視給水泵出口的再循環(huán)管路， 給水泵出口管上安裝的逆止閥及與泵出口管上逆止閥上的旁路閥等管道與閥門的工作特性和工作情況。

（1） 多級離心泵出口再循環(huán)管的影響

為了將給水送人鍋爐， 并使給水調(diào)節(jié)閥具有良好的調(diào)節(jié)特性， 鍋爐給水泵出口的壓力除了要克服汽包的工作壓力外， 還要克服給水管路的流動阻力及給水泵出口至汽包高度差形成的靜壓差， 并要保持給水調(diào)節(jié)閥前后一定的壓差。通常給水泵的出口壓力比汽包工作壓力高30%~40%。

（2） 多級離心泵出口管逆止閥的影響

為了使備用泵處于隨時可以啟動的狀態(tài)和啟動后能立即正常供水， 備用泵的人口和出口閥必須處于全開位置。為了防止給水泵出口母管內(nèi)壓力很高的水經(jīng)備用給水泵返回到處理槽內(nèi)， 造成備用給水泵倒轉(zhuǎn)和出口母管壓力降低， 不能向鍋爐正常供水，因此每臺給水泵的出口均應(yīng)安裝逆止閥。

影響廢熱鍋爐的使用壽命與正常安全生產(chǎn)的其它因素還有許多， 只有將影響其生產(chǎn)的各項指標(biāo)調(diào)控在一定范圍之內(nèi)， 才能充分發(fā)揮其良性作用， 使使用壽命延長。鍋爐的設(shè)計、制造、安裝、運行和檢修涉及流體力學(xué)、傳熱學(xué)、金屬學(xué)、鍋爐原理、物理、化學(xué)、自動控制和測量等多種學(xué)科， 切實提高鍋爐操作人員的理論與實際水平， 對于節(jié)約燃料， 保護環(huán)境和安全生產(chǎn)都有著重要的意義。