專利名稱：窖爐組件式熱管蒸汽發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及窯爐煙氣余熱回收設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種以通過(guò)熱管將窖爐 煙道內(nèi)的煙氣熱量傳導(dǎo)加熱水來(lái)生產(chǎn)蒸汽的余熱回收設(shè)備。
背景技術(shù)：
工業(yè)窯爐如回轉(zhuǎn)窯、池窯、軋鋼加熱爐等各種冶煉或加熱、熔化非金屬或金屬的工 業(yè)設(shè)備是能耗大戶，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)工業(yè)窯爐總能耗約占全國(guó)總能耗的1/4，平均能源效 率比國(guó)外先進(jìn)水平低10 30%，節(jié)能潛力巨大。工業(yè)窯爐排煙溫度一般為350 650°C，可 回收一部分熱量預(yù)熱助燃空氣，大部分余熱可回收用來(lái)產(chǎn)生蒸汽供生產(chǎn)生活使用或發(fā)電?，F(xiàn)有的回收工業(yè)窯爐煙氣余熱來(lái)生產(chǎn)蒸汽的蒸汽發(fā)生器，其換熱裝置主要有水管 式和熱管式兩種。水管式的蒸汽發(fā)生器是將受熱面-水管布置在煙氣通道內(nèi)，水管內(nèi)的水通過(guò)間壁 換熱吸收高溫?zé)煔獾臒崃亢笃仙辽霞?，并通過(guò)上升管送至汽包；汽包內(nèi)的水通過(guò) 下降管流至下集箱并分流到各支水管，這種換熱裝置的水和蒸氣是同處于一個(gè)循環(huán)系統(tǒng) 內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)存在的主要問(wèn)題是水管中只要有一處破損，整臺(tái)設(shè)備就無(wú)法正常運(yùn)行，這種 維修必須停爐，因此，不僅維修損失很大，而且由于這種用窖爐余熱來(lái)生產(chǎn)蒸汽的設(shè)備往往 結(jié)構(gòu)龐大，檢修困難，工作量大。此外，對(duì)這種設(shè)備的改造的工作量也很大、改造費(fèi)用很高?，F(xiàn)有的熱管式蒸汽發(fā)生器有如中國(guó)專利“熱管式余熱鍋爐”(專利授權(quán)公告號(hào) CN2215663Y，授權(quán)公告日1995年12月20日)，這種熱管式余熱鍋爐，采用溫度梯度小的 熱管為傳熱元件，熱管是用專用螺母石墨密封墊垂直或傾斜組裝在鍋體底板上，熱管上段 在鍋體內(nèi)，下段為吸熱段在鍋體下部，煙氣經(jīng)熱管吸熱段定向運(yùn)行，熱管為不等徑的鋼-水 光管，這種整體式熱管蒸汽發(fā)生器的熱管吸熱端置于煙氣通道內(nèi)，放熱端置于汽包內(nèi)，這種 熱管蒸汽發(fā)生器的主要缺點(diǎn)是1、汽包、換熱器件的數(shù)量和體積要根據(jù)爐窖煙氣狀況來(lái)確 定，爐窖煙氣量大時(shí)，尺寸隨之增大，爐窖煙氣量小時(shí)，尺寸隨之減小，這種特點(diǎn)決定了不同 的爐窖以及相同規(guī)格的爐窖而使用條件不同，則需要專門設(shè)計(jì)配置與之相適應(yīng)的蒸汽發(fā)生 器，否則會(huì)造成產(chǎn)氣不足、爐窖煙道阻力過(guò)大或過(guò)小，以致熱回收率下降的問(wèn)題；2、在很多 場(chǎng)合其汽包尺寸不能簡(jiǎn)單地按換熱管的數(shù)量同步增加，因此難以適應(yīng)大型窖爐的大流量的 煙氣熱量的回收利用；3、這種熱管蒸汽發(fā)生器的維護(hù)十分不便，不僅不能根據(jù)窯爐煙氣的 情況增減換熱器件，而且對(duì)于需要拆裝換熱器件時(shí)需要停爐操作，嚴(yán)重影響窖爐的正常使 用；4、在現(xiàn)有這些技術(shù)方案當(dāng)中，由于工業(yè)窯爐煙氣溫度較高，它們的煙箱內(nèi)壁都是采用非 金屬的耐火材料砌筑構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)容易在其使用過(guò)程中形成積灰，影響設(shè)備正常使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種窯爐組件式熱管蒸汽發(fā)生器，它主要解決現(xiàn)有熱管蒸汽 發(fā)生器對(duì)不同的大型窖爐適應(yīng)性差，不便于維護(hù)的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，本窯爐組件式熱管蒸汽發(fā)生器，包括有煙氣箱，蒸汽包和裝在
3所述煙氣箱內(nèi)的熱管這些與現(xiàn)有技術(shù)共有的技術(shù)特征，此外，所述煙氣箱中裝有多組熱管 換熱組件，每一組所述熱管換熱組件由所述煙氣箱的活動(dòng)頂板，穿裝在該活動(dòng)頂板上的多 根所述熱管和套管組件固定連接構(gòu)成；所述套管組件由封閉在每根所述熱管位于所述活動(dòng) 頂板頂面之上部分的那些套管連接構(gòu)成，這些套管的上部通過(guò)上連接管和氣閥與所述蒸汽 包連通，這些套管的下部通過(guò)下連接管和水閥與所述蒸汽包下部的出水口連通。這種設(shè)置 可以根據(jù)大型窖爐的煙氣的量、排氣的溫度可以適時(shí)地增減熱管換熱組件，并且在窖爐不 停產(chǎn)的情況下，拆裝某一組所述的熱管換熱組件。上述的窯爐組件式熱管蒸汽發(fā)生器更好的方案可以是所述活動(dòng)頂板由金屬板制 成，其中設(shè)有冷卻水腔；所述煙氣箱的箱壁由金屬板制成，其中設(shè)有冷卻水腔；每一組所述 熱管換熱組件中的所述熱管位于其連接的活動(dòng)頂板底面之下部分的外面設(shè)有翅片。所述煙 氣箱的側(cè)面設(shè)有檢修門，下部設(shè)有灰斗。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果
1、將換熱部件分設(shè)多組，并使換熱功能部件組件化設(shè)置，通過(guò)配置適應(yīng)數(shù)量的熱管換 熱組件可以解決本蒸汽發(fā)生器對(duì)窖爐適應(yīng)性差的問(wèn)題，解決了窯爐工況波動(dòng)適應(yīng)性差的問(wèn) 題。2、將換熱部件分設(shè)多組，并使換熱功能部件組件化設(shè)置，還可以使本蒸汽發(fā)生器 對(duì)工業(yè)窯爐的工況波動(dòng)有良好的適應(yīng)能力，以保持較高的熱回收率。3、將換熱部件分設(shè)多組，并使換熱功能部件組件化設(shè)置可以使本蒸汽發(fā)生器對(duì)于 易損的換熱器件很方便地拆裝，不僅便于檢修更換，而且可以實(shí)現(xiàn)不停爐更換維修。4、煙氣箱的內(nèi)壁和煙氣箱頂板采用金屬材料制造并設(shè)有冷卻水腔，熱管上部的套 管制成一個(gè)整體的組件，可以保證系統(tǒng)可靠性，延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命、同時(shí)可以在需要的時(shí) 候讓煙氣箱快速降溫，以便人員進(jìn)入維護(hù)，使用維護(hù)成本低。5、有利于窯爐煙氣余熱回收設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝及使用維護(hù)等方面的標(biāo)準(zhǔn)化和 規(guī)范化。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的主視圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的左視圖3是本發(fā)明實(shí)施例中熱管換熱組件的主視圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中熱管換熱組件的左視圖； 圖5是圖4中A-A處的剖視圖6是本發(fā)明實(shí)施例中煙氣箱及灰斗部分的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述
圖1、圖2所示的窯爐組件式熱管蒸汽發(fā)生器，有一個(gè)煙氣箱1，煙氣箱1的左端設(shè)有與 工業(yè)窖爐煙道連接的煙道進(jìn)氣接口 2，煙氣箱1的右端設(shè)有用與工業(yè)窖爐的煙囪連接的煙 道出氣接口 6，煙氣箱1的下端面焊接有兩個(gè)用于導(dǎo)出清理煙氣箱1內(nèi)積灰的灰斗7，煙氣 箱1的頂面通過(guò)連接螺栓3并排連接有七組熱管換熱組件4。
圖3至圖5所示的是其中一組熱管換熱組件4的結(jié)構(gòu)原理圖。這一組熱管換熱組 件有一塊由金屬板制成，其中設(shè)有冷卻水腔的活動(dòng)頂板4-10，活動(dòng)頂板4-10外設(shè)有連通冷 卻水腔的進(jìn)水管4-8和出水管4-9。在活動(dòng)頂板4-10上穿裝有沈根熱管4-11，每一根熱 管4-11位于其連接的活動(dòng)頂板4-10底面之下的部分的外面設(shè)有翅片，這些熱管4-11的底 端連接有熱管固定件4-12。26根熱管4-11在活動(dòng)頂板4-10頂面之上的部分的外面套有套管組件，套管組件 由26根套管4-4，兩根上連接管4-3，一根下連接管4-5，26根下連接支管4_6，連接水管10、 以及下連接管4-5的排污管4-7、連接氣管和接口 4-1、4-2焊接構(gòu)成?；顒?dòng)頂板4_10，26根 熱管4-11和套管組件通過(guò)焊接固定連成一體。每根熱管4-11位于其連接的活動(dòng)頂板4-10頂面之上的部分均被一根套管4-4封 閉，熱管4-11在活動(dòng)頂板4-10上呈左、右兩列分布，如圖3所示。每一列有13根，與每一 列熱管4-11對(duì)應(yīng)的一列套管4-4的上部通過(guò)上連接管4-3相互連通，每一列套管4-4上部 的上連接管4-3通過(guò)接口 4-1和氣閥9、以及連接氣管8與蒸汽包5中部的蒸汽進(jìn)口連通， 如圖1、2所示。所有套管4-4的下部分別通過(guò)一根下連接支管4-6與一根下連接管4-5連 通，下連接管4-5通過(guò)接口 4-2和如圖1、2所示的水閥11、以及連接水管10與蒸汽包5下 部的出水口連通，如圖1、2所示。下連接管4-5的下端設(shè)有排污管4-7。圖6所示，煙氣箱1的左、右兩側(cè)是由金屬板制成的側(cè)箱板1-2，這兩塊側(cè)箱板1-2 中均設(shè)有冷卻水腔和連通這個(gè)冷卻水腔的進(jìn)水管1-1和出水管1-5，兩塊側(cè)箱板1-2之間在 它們的上部焊接有熱管換熱組件4的安裝梁1-3，兩塊側(cè)箱板1-2上均設(shè)有檢修門1-4，兩 塊側(cè)箱板1-2的下端焊接有兩個(gè)清灰時(shí)供箱內(nèi)灰塵導(dǎo)出的灰斗7。本窯爐組件式熱管蒸汽發(fā)生器串接在工業(yè)窖爐的煙道上用于回收煙氣熱量以生 產(chǎn)蒸汽，在與窖爐配裝時(shí)，可以根據(jù)窖爐煙氣流量和煙氣溫度進(jìn)行計(jì)算，選取適當(dāng)數(shù)量的熱 管換熱組件4裝于煙氣箱1上，煙氣箱1頂面如有空余部分，采用不帶熱管的活動(dòng)頂板封閉 即可。當(dāng)本窯爐組件式熱管蒸汽發(fā)生器裝在窖爐煙道上工作時(shí)，煙氣箱1內(nèi)流過(guò)的煙氣通 過(guò)翅片和熱管4-11的管壁對(duì)熱管4-11內(nèi)封裝的熱工介質(zhì)進(jìn)行加熱，熱工介質(zhì)受熱蒸發(fā)形 成工質(zhì)蒸汽，工質(zhì)蒸汽很快上升到熱管4-11的上端，并在熱管4-11的上端被套管組件內(nèi)的 水冷凝后流下至熱管4-11下部，然后再被加熱重復(fù)進(jìn)行前述的傳熱循環(huán)。熱管4-11上端 外套管組件內(nèi)的水被加熱氣化形成水蒸汽，水蒸汽通過(guò)氣管8和氣閥9輸入蒸汽包5內(nèi)，通 過(guò)蒸汽包5向外面輸出蒸汽。經(jīng)過(guò)煙氣箱1和活動(dòng)頂板4-10的冷卻水腔內(nèi)被預(yù)熱了的熱水根據(jù)產(chǎn)汽的需要向 蒸汽包5內(nèi)補(bǔ)入熱水，蒸汽包5內(nèi)的水通過(guò)水管10和水閥11將水從下連接管4-5、下連接 支管4-6向套管組件中的套管4-4內(nèi)補(bǔ)入用于產(chǎn)生蒸汽的熱水，以維持蒸汽的生產(chǎn)。當(dāng)本窯爐組件式熱管蒸汽發(fā)生器的某組熱管換熱組件4損壞或需要維護(hù)更換時(shí)， 只需要將該組熱管換熱組件4上的氣閥9和水閥11關(guān)閉，拆下氣管8和水管10連接口的 螺栓和活動(dòng)頂板4-10的連接螺栓3后，只需幾分鐘便可以換上備用的熱管換熱組件4，不需 要停止窖爐的生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種窯爐組件式熱管蒸汽發(fā)生器，包括有煙氣箱(1 )，蒸汽包(5)和裝在所述煙氣箱 (1)內(nèi)的熱管(4-11)，其特征在于所述煙氣箱(1)中裝有多組熱管換熱組件(4);每一組所 述熱管換熱組件(4)由所述煙氣箱(1)的活動(dòng)頂板(4-10)，穿裝在該活動(dòng)頂板(4-10)上的 多根所述熱管(4-11)和套管組件固定連接構(gòu)成；所述套管組件由封閉所述熱管(4-11)位 于所述活動(dòng)頂板(4-10)頂面之上部分的那些套管(4-4)連接構(gòu)成，這些套管(4-4)的上部 通過(guò)上連接管(4-3 )和氣閥(9 )與所述蒸汽包(5 )連通，這些套管(4-4 )的下部通過(guò)下連接 管(4-5)和水閥(11)與所述蒸汽包(5)下部的出水口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窯爐組件式熱管蒸汽發(fā)生器，其特征在于所述活動(dòng)頂板 (4-10)由金屬板制成，其中設(shè)有冷卻水腔；所述煙氣箱(1)的箱壁由金屬板制成，其中設(shè) 有冷卻水腔；每一組所述熱管換熱組件(4)中的所述熱管(4-11)位于其連接的活動(dòng)頂板 (4-10)底面之下部分的外面設(shè)有翅片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窯爐組件式熱管蒸汽發(fā)生器，其特征在于所述煙氣箱(1)的 側(cè)面設(shè)有檢修門(1-4)，下部設(shè)有灰斗(7)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種窯爐組件式熱管蒸汽發(fā)生器，它的煙氣箱中裝有多組熱管換熱組件，每一組所述熱管換熱組件由所述煙氣箱的活動(dòng)頂板，穿裝在該活動(dòng)頂板上的多根所述熱管和套管組件固定連接構(gòu)成；所述套管組件由封閉在每根所述熱管位于所述活動(dòng)頂板上面部分的那些套管連接構(gòu)成，這些套管的上部通過(guò)連接管路和氣閥與所述蒸汽包連通，這些套管的下部通過(guò)連接管路和水閥與所述蒸汽包下部的出水口連通。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以解決現(xiàn)有熱管蒸汽發(fā)生器維修更換困難，對(duì)窯爐工況波動(dòng)適應(yīng)性差，使用維護(hù)成本高的問(wèn)題，提高了熱管蒸汽發(fā)生器的可靠性，并有利于窯爐煙氣余熱回收設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝及使用維護(hù)等方面的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。
文檔編號(hào)F22B1/18GK102128439SQ20111008978
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者古善全, 吳純媛, 羅慧, 趙海勇, 鐘德鴻, 陶濤 申請(qǐng)人:廣西志遠(yuǎn)節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司