一種用于過熱外來蒸汽的燃氣鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃氣鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于過熱外來蒸汽的燃氣鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]中國是人口眾多、資源缺乏的大國，發(fā)展過程中，仍然走大多數(shù)發(fā)達國家實現(xiàn)工業(yè)化的以消耗資源、犧牲環(huán)境為代價的“先發(fā)展、后治理”的模式。我國油氣資源相對短缺，但煤炭資源較為豐富。在我國一次能源消費中，煤炭所占比重接近70%，隨著我國經(jīng)濟迅猛發(fā)展，能源短缺及環(huán)境污染日趨嚴重，能源及環(huán)境問題已經(jīng)不容忽視，節(jié)能減排已經(jīng)成為我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重要舉措。
[0003]在冶金、建材、石油、化工行業(yè)，存在著大量的溫度低于400°C的余熱資源，但是有些余熱資源很不穩(wěn)定，伴隨著工藝過程發(fā)生周期性變化，余熱利用難度較大；如將有些低溫廢氣進入余熱鍋爐，能產(chǎn)生低壓飽和蒸汽，但產(chǎn)汽量不穩(wěn)定，使用范圍受到很大的限制，如低壓飽和蒸汽用于汽輪發(fā)電機組發(fā)電，不僅效率低、投資大、經(jīng)濟效益差，蒸汽量不穩(wěn)定還將嚴重影響汽輪發(fā)電機組的安全可靠運行，因此對不穩(wěn)定的大量低溫余熱資源實施余熱發(fā)電必須解決蒸汽的過熱和連續(xù)穩(wěn)定性兩大技術(shù)問題。
[0004]在鋼鐵企業(yè)中，高爐煉鐵在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量高爐煤氣。高爐煤氣的主要成分有CO、CO2, N2,比等，其中可燃成分CO、！12的含量占30%左右，是一種低熱值可燃氣體；目前，高爐煤氣主要以輔助燃料的形式用于電站鍋爐的參燒，但仍有部分未加以任何利用，直接排放入大氣中。這不僅造成了資源的白白浪費，也造成了大氣污染。此外，高爐煉鐵的燒結(jié)環(huán)冷機煙罩中的廢煙氣溫度低于400°C，經(jīng)余熱鍋爐利用后，產(chǎn)生低壓飽和蒸汽，這些蒸汽需要被進一步過熱，才可以高效驅(qū)動蒸汽輪機做功發(fā)電或直接利用。為了解決上述問題，達到節(jié)能減排的目的，充分利用高爐煤氣中的可燃氣體，將低壓飽和蒸汽進一步過熱飽和蒸汽，在此前提下，本發(fā)明設(shè)計了一種用于過熱外來蒸汽的燃氣鍋爐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為了解決現(xiàn)有技術(shù)中低溫廢氣產(chǎn)汽量不穩(wěn)定，利用率低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于過熱外來蒸汽的燃氣鍋爐。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種用于過熱外來蒸汽的燃氣鍋爐，所述燃氣鍋爐包括鍋部分和爐部分，所述鍋部分包括汽包、前置強制循環(huán)蒸發(fā)器、復合式過熱器、后置自然循環(huán)蒸發(fā)器和省煤器，所述爐部分包括燃燒器、爐體、燃燒室、空氣預(yù)熱器、燃氣預(yù)熱器、和煙囪，
[0007]所述燃燒器設(shè)置在爐體的前端，煙囪設(shè)置在爐體的末端，在爐體內(nèi)部從前往后以次布置前置強制循環(huán)蒸發(fā)器、復合式過熱器、后置自然循環(huán)蒸發(fā)器和省煤器，汽包設(shè)置在爐體外的上方，燃燒室為爐體內(nèi)燃燒器和前置強制循環(huán)蒸發(fā)器之間形成的空腔，空氣預(yù)熱器和燃氣預(yù)熱器設(shè)置在爐體的末端，
[0008]為確保復合式過熱器的安全運行，其進口煙氣溫度< 100tC，前置強制循環(huán)蒸發(fā)器可以遠離汽包且靠近爐體前端，布置方便，所述的前置強制循環(huán)蒸發(fā)器和后置自然水循環(huán)蒸發(fā)器共用一個汽包，前置強制循環(huán)蒸發(fā)器的進口與循環(huán)栗的出口連通，循環(huán)栗的進口與汽包的底部水空間連通，前置強制循環(huán)蒸發(fā)器的出口與汽包上部汽空間連通，復合式過熱器的進口與汽包的出汽口連通，復合式過熱器的進口還連通有外來蒸汽輸送管，復合式過熱器的出口與外界熱利用設(shè)備連接，后置自然循環(huán)蒸發(fā)器的進口與汽包的底部水空間連通、后置自然循環(huán)蒸發(fā)器的出口與汽包上部汽空間連通，省煤器的出口與汽包的進水管連通，省煤器的進口連接有除氧給水栗，
[0009]所述的燃氣預(yù)熱器的進口連通有外部供氣管道、燃氣預(yù)熱器的出口與燃燒器的進燃氣管連通，空氣預(yù)熱器的進口連通有送風機，空氣預(yù)熱器的出口與燃燒器的進空氣管連通。
[0010]為能適應(yīng)外來蒸汽負荷的大幅度變化，同時將提高蒸汽的壓力和溫度，將自產(chǎn)的中壓蒸汽和外來的低壓蒸汽在蒸汽噴射器內(nèi)有效混合；另外在外來蒸汽負荷較低時，需要加大燃燒器熱負荷來增加自產(chǎn)蒸汽，為防止過熱器蒸汽溫度超溫爆管以及確保汽輪機安全可靠運行，在復合式過熱器的中間加裝噴水減溫器；因此所述復合式過熱器包括蒸汽噴射器、進口集箱、后蛇形過熱管、噴水減溫器、前蛇形過熱管和出口集箱，所述的蒸汽噴射器的中壓蒸汽進口與汽包的出汽口連通，蒸汽噴射器的低壓蒸汽進口與外來蒸汽輸送管連通，蒸汽噴射器的出口與進口集箱的進口連通，后置蛇形過熱管的進口與進口集箱的出口連通，后置蛇形過熱管的出口與噴水減溫器進口連通，前置蛇形過熱管的進口與噴水減溫器出口連通，前置蛇形過熱管的出口與出口集箱連通，出口集箱的出口與外界熱利用設(shè)備連接。
[0011]為能使低熱值的燃氣能有效混合著火、完全燃燒、燃燒溫度高其燃燒污染物少，在爐體的尾部設(shè)置空氣預(yù)熱器和燃氣預(yù)熱器、前端設(shè)置NOx燃燒器、前部設(shè)置獨立的燃燒室；所述的燃氣預(yù)熱器進口與外部供氣管道連通、燃氣預(yù)熱器出口與燃燒器的進燃氣管連通，空氣預(yù)熱器的進口與送風機的出口連通、空氣預(yù)熱器出口與燃燒器的進空氣管連通，煙囪的進口與爐體尾部的煙氣出口連通、煙囪的出口與大氣空間相通。
[0012]為了進一步降低煙氣溫度，提高產(chǎn)汽量、提高熱效率，結(jié)構(gòu)更緊湊、制造和運行成本更低，在復合式過熱器后方設(shè)置后置自然循環(huán)蒸發(fā)器和省煤器，將汽包置于后置自然循環(huán)蒸發(fā)器的上方的爐體外；所述的后置自然循環(huán)蒸發(fā)器的進口與汽包底部水空間連通，后置自然循環(huán)蒸發(fā)器的出口與汽包上部汽空間連通，省煤器的出口與汽包的進水管連通，省煤器的進口與除氧給水栗的出口連通。
[0013]為了確保復合式過熱器的安全運行，同時降低爐膛高度和總投資，作為優(yōu)選，所述爐體內(nèi)的煙道水平布置，依次布置為燃燒室、前置強制循環(huán)蒸發(fā)器、復合式過熱器、后置蒸發(fā)器、省煤器、空氣預(yù)熱器和燃氣預(yù)熱器，燃燒器的出口與燃燒室相連通。
[0014]為了使得燃燒室內(nèi)保持高溫且均勻，作為優(yōu)選，所述爐體內(nèi)壁噴涂碳化硅高輻射率材料，輻射吸收率達到0.95以上，比普通耐火材料高20?30%。
[0015]為了便于順利排出煙氣，作為優(yōu)選，所述煙囪內(nèi)安裝有文丘里管。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:提供一種用于過熱外來蒸汽的燃氣鍋爐
[0017]1、本發(fā)明的燃氣鍋爐將自身產(chǎn)生的中壓飽和蒸汽和外來低壓飽和蒸汽在噴射混合器內(nèi)有效混合，減少損失，提高混合蒸汽壓力和溫度，混合蒸汽進入復合式過熱器過熱為更高溫度的過熱蒸汽，以驅(qū)動蒸汽輪機做功發(fā)電或者直接利用，提高發(fā)電效率和總的能源利用率。同時考慮帶外來蒸汽負荷大幅度變化，當外來蒸汽負荷較小時，可加大燃燒器的負荷來增加產(chǎn)量，為防止過熱器蒸汽溫度超溫爆管，在過熱器的中間加裝噴水減溫器；同時保證蒸汽溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)，確保汽輪機的安全可靠運行。
[0018]2、采用低NOx燃燒器、預(yù)熱空氣和燃氣、低的空氣過剩系數(shù)、燃燒室內(nèi)壁涂高輻射涂層等措施，使低熱值的燃氣能穩(wěn)定著火燃燒，燃燒效率高、燃燒溫度高，爐內(nèi)輻射換熱強度大，同時燃燒器的功率可根據(jù)外來蒸汽的負荷進行調(diào)節(jié)，保證總的供汽量基本穩(wěn)定；尾部的排煙溫度可降低到100°C以下，使燃氣鍋爐的效率大于90%以上。
[0019]3、在復合過熱器前設(shè)置前置強制循環(huán)蒸發(fā)器，使進入過熱器的煙氣溫度控制在1000°C以下，保證過熱器能安全可靠運行，同時強制循環(huán)蒸發(fā)器的受熱面可隨意布置，換熱系數(shù)高，與自然循環(huán)蒸發(fā)器共用一個汽包，可放置于離汽包較遠的地方。
[0020]總之，本發(fā)明的用于加熱外來蒸汽的燃氣鍋爐，不僅自身產(chǎn)生中壓蒸汽，而且能過熱外來蒸汽，提供連續(xù)穩(wěn)定的高品質(zhì)的過熱蒸汽供汽輪發(fā)電機組發(fā)電或其他熱用戶，提高做功發(fā)電效率，實現(xiàn)能源的合理利用，達到節(jié)能減排的目的。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0022]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是圖1的A-A剖視圖。
[0024]圖中:1、燃燒器，2、爐體，3、燃燒室，4、前置強制循環(huán)蒸發(fā)器，5、復合式過熱器，51、蒸汽噴射器，52、進口集箱，53、后蛇形過熱管，54、噴水減溫器，55、前置蛇形過熱管，56、出口集箱，6、后置自然循環(huán)蒸發(fā)器，7、省煤器，8、空氣預(yù)熱器，9、可燃氣預(yù)熱器，10、煙囪，11、除氧給水栗，12、汽包。
【具體實施方式】
[0025]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0026]如圖1、2所示，圖中箭頭表