CN201836851U - 一种废热锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种废热锅炉，包括安装于锅炉筒体内的进气装置、换热装置和出气装置，所述换热装置为并列U形换热管，其两端分别并联在进气装置和出气装置上，其特征在于：所述进气装置为进气汇总管和与其连接的进口保护管；所述出气装置为出口气汇总管和与其连接的工艺气出口管；所述进口保护管外有耐火隔热层与筒体内的锅炉水隔离；所述U形换热管及进、出口汇总管全部浸没在锅炉水中。有益效果：它降低了换热管及汇总管的温度，降低了温差应力，能有效避免焊缝的热疲劳的倾向；所述进、出口的气体由两根汇总管完全分开，防止了高温气体走近路；设备的正常使用寿命大大延长，提高了经济效益。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及一种换热设备，具体地讲是一种废热锅炉。
背景技术
参见图5，在天然气干法（铁锰+氧化锌）脱硫、加压蒸汽两段转化的余热回收工艺中，转化废热锅炉是关键设备（其结构见图4），锅炉换热器结构为管板加“U”型管结构，管板将锅炉内部空间隔离成炉头、炉尾两个部分，进气部件位于炉头部分，环境温度很高；换热部件位于炉尾部分，浸没在锅炉水中，温度低。该结构在高温条件下，为减轻焊缝热疲劳，防止焊缝破裂，一般是通过在管板上浇注耐火材料隔热，同时达到分隔高温、低温（换热后）气体和保护管板及管板与换热管的焊缝。但由于管板厚度大，耐火层的塑性差，容易脱落失效，当管板耐火层及密封料破裂时，将导致高温气体“短路”，换热效率降低，锅炉产汽量减少，出口的工艺气温度超过设计温度，废热锅炉的使用周期短，一般只有6～8个月，就得重新修复耐火隔热层。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种性能稳定、换热效率高、使用寿命长的二段转化废热锅炉，克服原来有管板的废热锅炉存在的上述缺陷。
实现本实用新型所采取的技术方案是：
一种废热锅炉，包括壳体，安装于壳体内的工艺气进气装置、换热装置和工艺气出气装置，所述换热装置为多根并列的U形换热管，壳体上开有锅炉水进水口和蒸汽出口，蒸汽出口位于壳体顶部；所述工艺气进气装置由进气总管和与其连接的进气布气管组成，进气布气管位于壳体内部空间，进气总管穿越壳体，并焊接在壳体上；所述工艺气出气装置由出气总管和与其连接的出气汇流管组成，出气汇流管位于壳体内部空间，出气总管穿越壳体，并焊接在壳体上；所有U形换热管的两端分别并联焊接在进气布气管和出气汇流管上。
所述进气总管外壁包覆有耐热保护层；该耐热保护层是两层复合保护层，内层是不锈钢套管，外层是非金属耐火材料层。
本实用新型的有益效果：
1. 由于没有管板，炉内是一个整体空间，所有部件均浸没在锅炉水中，温差小，有效避免了焊缝的热疲劳，除进气总管外，其余部件无须敷设耐火隔热保护层，从而降低了因耐火隔热保护层损坏带来的检修几率，延长了锅炉的使用周期，每年至少减少停车次数2～3次，按4.5万吨/年合成氨装置计算，一年净增效益：247.32万元。其中包括：一年停产一次少产合成氨435吨，计损失21.7万元（按500元/NH3计利润），因开停车消耗的天然气21万Nm3，计 23.1万元；电18万KWh，计6.12万元。无备用的废锅芯子，可节约5万元投资，每次停产直接损失55.92万元。一年按330天工作日计，多产蒸汽19140吨，价值191.40万元（蒸汽：约100元/吨），经济效果显著。
2. 避免了高温气体“短路”，换热效率、产汽量持续稳定，见表1。
表1 实施前后转化废锅蒸汽产量对比表
| 项 目 | 实施前 | 实施后 | 备注 |
| 蒸汽平均产量（t/tNH3） | 2.2 | 2.6 | 改进前数据为各台废锅累计产汽量和氨产量的比值 |
3. 增大了锅炉水的容积空间，在获得同等产汽量的情况下，可缩小锅炉壳体的几何尺寸，减少壳体用料，降低锅炉制造成本。
下面结合附图详细说明本实用新型。
附图说明
图1是本实用新型转化锅炉结构示意图。
图2是本实用新型转化锅炉左视图。
图3是本实用新型转化锅炉B—B视图。
图4是换热锅炉改前局部结构示意图。
图5是转化锅炉蒸汽系统流程简图。
图中代号表示：1—工艺气进气总管； 2—耐火隔热层； 3—工艺气出气总管；4—工艺气出气汇流管，5—换热管，6—壳体，7—蒸汽出口；8—锅炉水进水口；9—工艺气进气布气管；10—工艺气与锅炉水密封垫；11—锅炉水泄露密封垫。
具体实施方式
参见图1，图2，图3：本废热锅炉包括壳体6，壳体6内安装有工艺气进气装置、换热装置和工艺气出气装置，所述换热装置为多根并列的U形换热管5，壳体6上开有锅炉水进水口8和蒸汽出口7，蒸汽出口7位于壳体6顶部，锅炉水进水口8位于壳体6底部。工艺气进气装置由进气总管1和与其连接的进气布气管9组成，进气布气管9位于壳体6内部空间，进气总管1穿越壳体6，并焊接在壳体6上。工艺气出气装置由出气总管3和与其连接的出气汇流管4组成，出气汇流管4位于壳体6内部空间，出气总管3穿越壳体6，并焊接在壳体6上。所有U形换热管5的两端分别并联焊接在进气布气管9和出气汇流管4上。
进气总管1的外壁包覆有耐热保护层2（耐火隔热层）；该耐热保护层是两层复合保护层，内层是不锈钢套管，外层是非金属耐火材料层。作用是保护进口端壳体以及防止热损失，它并不与换热管5接触，不会因为耐火层开裂或脱落而导致换热管5及换热管焊缝损坏，而且其耐火层的外部大部分都浸没在锅炉水中，对耐火层起到了一定的保护作用。
工艺气出气总管3配有工艺气与锅炉水密封垫10和锅炉水泄露密封垫11。
本锅炉的工作过程：
从锅炉水进水口8加入锅炉水，水位高度达到规定值，此时，炉内部件都被水淹没。二段炉来的高温工艺气体经进口总管1进入进气布气管9，分别进入各U形换热管5，与锅炉水换热，再进入出气汇流管4汇合，最后经出气总管3流出；锅炉水被加热汽化，成为蒸汽，从蒸汽出口7流出，送往用户。
Claims (3)
1.一种废热锅炉，包括壳体，安装于壳体内的工艺气进气装置、换热装置和工艺气出气装置，所述换热装置为多根并列的U形换热管，壳体上开有锅炉水进水口和蒸汽出口，蒸汽出口位于壳体顶部；其特征在于：所述工艺气进气装置由进气总管和与其连接的进气布气管组成，进气布气管位于壳体内部空间，进气总管穿越壳体，并焊接在壳体上；所述工艺气出气装置由出气总管和与其连接的出气汇流管组成，出气汇流管位于壳体内部空间，出气总管穿越壳体，并焊接在壳体上；所有U形换热管的两端分别并联焊接在进气布气管和出气汇流管上。
2.根据权利要求1所述的废热锅炉，其特征在于：所述进气总管外壁包覆有耐热保护层。
3.根据权利要求2所述的废热锅炉，其特征在于：所述耐热保护层是两层复合保护层，内层是不锈钢套管，外层是非金属耐火材料层。
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