本發(fā)明屬于壓力容器領域，具體涉及一種組裝式有機熱載體鍋爐。

背景技術：

近年來，在有機熱載體鍋爐市場上，大型和特大型有機熱載體鍋爐需求旺盛，且市場上對環(huán)境保護要求更高，大氣污染物排放要求日趨嚴格。在日趨大型化的燃油(氣)有機熱載體鍋爐的趨勢下，傳統(tǒng)的整裝結構受到嚴重的限制，例如運輸尺寸和運輸重量。并且大型化有機熱載體鍋爐用戶很多為化工企業(yè)，企業(yè)內部需要消化一部分廢油廢氣。通常辦法是焚燒爐燒盡或者直接進入鍋爐充當一部分燃料，圓筒型鍋爐內中外三圈盤管互相套進去，間隙很小，一旦出現(xiàn)事故，比如堵塞煙氣通道等，不能清理維修，只能更換鍋爐主機。大型和特大型鍋爐更換主機代價太大，嚴重不符合市場需求。且一般整裝出廠在1500萬大卡/小時左右達到常規(guī)爐型極限，無法設計更大供熱量爐型。常規(guī)燃油(氣)有機熱載體鍋爐最大供熱量為25蒸噸左右，即1500萬大卡或者1600萬大卡。主要結構是三層盤管結構，煙氣走向為二回程/三回程/四回程。這樣的常規(guī)結構，受熱面布置受到嚴重限制，且受熱面采用大規(guī)格鋼管結構，如φ108/φ133/φ159多頭并聯(lián)。此種結構的問題：1、如圖1-2所示，管徑大且并聯(lián)導程少，這樣結構布置受熱面，吸收輻射和對流放熱均有問題。首先來看對流受熱面，大管徑鋼管布置受熱面造成對流受熱面需要更多布置且難以布置。對比大多數工業(yè)鍋爐對流受熱面，幾乎都采用φ38/φ45/φ51/φ57管徑，小管徑流體較為均勻通過，換熱效果遠好于大管徑，且受熱面重量相對較小，結構也緊湊。再說輻射受熱面，對流和輻射并聯(lián)結構，部分流量通過輻射受熱面，需要精確估算輻射受熱面管內流量，控制流速在相應的范圍，保證流量和吸熱量匹配，達到各管內溫度基本一致。但是并且大多數工業(yè)鍋爐負荷波動很大，在低負荷情況下，輻射段吸熱量百分比遠大于設計值，此時輻射段和對流段管內流體的溫度偏差很大，最多可達40℃。這樣的結果就是某一根鋼管管內油溫相對更高，在主流體溫度達到320℃或以上時，對熱載體要求很高，基本選型液膜溫度需要370或者375℃，且對熱載體傷害較大，鍋爐受熱面布置要求非常嚴格。2、運輸問題：1600萬大卡/小時燃氣導熱油鍋爐外筒直徑基本在4200-4500mm之間，加上集箱和運輸底座，運輸的高度基本在4600-5000mm左右，2000萬大卡/小時燃氣導熱油鍋爐的外筒體直徑甚至于達到4600-5000mm，運輸尺寸需要5000mm-5400mm。國內運輸高度為5m，基本上傳統(tǒng)結構只能現(xiàn)場保溫和外包，集箱和引出管需現(xiàn)場對接，且運輸重量超過70噸，對國內道路和橋梁傷害極大。3、輻射受熱面布置受制于運輸，所以所有的大型有機熱載體鍋爐(整裝)都選用燃燒設備調節(jié)火焰尺寸，所選火焰為細長形。以1200萬大卡/小時燃油(氣)有機熱載體為例，鍋爐爐膛容積55.06m³，容積熱負荷為279kw/m³，理論燃燒溫度為2000℃。此時滿負荷運行，內圈盤管直徑為2600mm，nox的原始生成實測超過150mg/nm³。(國家排放標準為200mg/nm³)4、如圖3所示，頂部整體澆注，干背式結構，需要大量澆注料和保溫層保溫。并且較多澆注料和保溫材料在高溫狀態(tài)下，蓄熱比較大，臨時停車或者緊急停電的時候，熱載體流速放慢，蓄熱大的結構對熱載體傷害很大。且此種結構上布置大量的抓釘抓牢澆注料，一般一年到二年之后澆注料由于不斷冷熱膨脹導致脫落。類似煤爐的爐墻，基本二三年后都要重新澆注一次。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種組裝式有機熱載體鍋爐，克服上述缺陷，通過對鍋爐輻射段管組、對流段管組以及頂棚管管組裝置的改良，解決上述的問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種組裝式有機熱載體鍋爐，包括輻射段管組、連接煙道和對流段管組，所述連接煙道的一端連接所述輻射段管組，另一端連接所述對流段管組，所述輻射段管組的頂上設有頂棚管管組，所述對流段管組的靠近頂部的側壁上設有進油口，所述對流段管組的靠近底部的側壁上設有出油口，所述出油口連接噴管，所述噴管伸入所述輻射段管組中的下方。

作為本發(fā)明所述一種組裝式有機熱載體鍋爐的一種優(yōu)選方案，所述對流段管組分為上對流段管組和下對流段管組，所述上對流段管組和下對流段管組呈上下對稱，所述上對流段管組和下對流段管組通過轉管連接，所述對流段管組的外圍由多根第一鋼架固定、由多塊第一封板密封。

作為本發(fā)明所述一種組裝式有機熱載體鍋爐的一種優(yōu)選方案，所述上對流段管組具有第一管道、第二管道，所述下對流段管組具有第三管道和第四管道，所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道均為蛇形管，所述第一管道與所述第二管道平行，所述第三管道與所述第四管道平行，所述第一管道與第二管道的上端連通所述進水口，下端連通所述轉管的一端，所述第三管道和第四管道的上端連通所述轉管的另一端，下端連通所述出水口。

作為本發(fā)明所述一種組裝式有機熱載體鍋爐的一種優(yōu)選方案，所述輻射段管組呈一中間為空腔、外圍為加熱盤管的結構，所述噴管伸入所述空腔內，所述輻射段管組的外圍由多根第二鋼架固定、由多塊第二封板密封。

作為本發(fā)明所述一種組裝式有機熱載體鍋爐的一種優(yōu)選方案，所述加熱盤管為螺旋翅片管。

作為本發(fā)明所述一種組裝式有機熱載體鍋爐的一種優(yōu)選方案，所述輻射段管組還包括固定架，所述固定架固定并支撐所述加熱盤管，所述輻射段管組為水平吊屏管結構。

作為本發(fā)明所述一種組裝式有機熱載體鍋爐的一種優(yōu)選方案，所述有機熱載體鍋爐還包括用于檢修和觀察的平臺，所述平臺靠近所述輻射段管組，所述平臺的高度高于所述頂棚管管組的高度與輻射段管組的高度之和，所述平臺設有平臺扶梯，所述平臺扶梯與所述第二鋼架連接。

作為本發(fā)明所述一種組裝式有機熱載體鍋爐的一種優(yōu)選方案，所述加熱盤管為單層爐管。

作為本發(fā)明所述一種組裝式有機熱載體鍋爐的一種優(yōu)選方案，所述頂棚管管組采用膜式壁結構，所述頂棚管管組包括第三鋼架、密封罩殼、鋼梁、頂棚管和膜式壁扁鋼，所述頂棚管的頂部由所述密封罩殼密封，所述頂棚管通過所述鋼梁懸掛于第三鋼架上，所述頂棚管的上方設有膜式壁扁鋼。

作為本發(fā)明所述一種組裝式有機熱載體鍋爐的一種優(yōu)選方案，所述頂棚管管組為濕背式結構，所述頂棚管管組還包括頂部澆注和保溫材料，所述頂部澆注和保溫材料設置在頂棚管和膜式壁扁鋼之上。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提出的一種組裝式有機熱載體鍋爐，分離出輻射和對流受熱面，采用單層爐管布置燃燒室，蛇形管結構布置對流段，最大的方便運輸和安裝，且特大型鍋爐同樣適用，供熱功率幾乎沒有上限。同時在燃氣的爐型，采用螺旋翅片的形式，強化對流受熱面，傳熱遠優(yōu)于圓盤管結構。并且在維修時很方便，幾乎所有部分都可以經行維修和更換，其工作效率高、降低了生產成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。其中，

圖1為現(xiàn)有技術中的一種有機熱載體鍋爐的部分結構示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術中的一種有機熱載體鍋爐的輻射管和對流管的結構示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術中的一種有機熱載體鍋爐的頂部干背式結構的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明的一種組裝式有機熱載體鍋爐的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明的一種組裝式有機熱載體鍋爐的部分結構的剖面結構示意圖。

其中：1為輻射段管組、2為連接煙道、3為頂棚管管組、31為密封罩殼、32為鋼梁、33為頂棚管、34為膜式壁扁鋼、35為第三鋼架、36為頂部澆注和保溫材料、4為噴管、51為上對流段管組、511為第一管道、512為第二管道、52為下對流段管組、521為第三管道、522為第四管道、53為進水口、54為出水口、6為轉管、7為第一鋼架、8為第一封板、9為第二鋼架、10為第二封板、11為加熱盤管、12為固定架、13為平臺、131為平臺扶梯。

具體實施方式

本發(fā)明所述的一種組裝式有機熱載體鍋爐，其包括：輻射段管組1、連接煙道2和對流段管組(未圖示)。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

首先，此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。

其次，本發(fā)明利用結構示意圖等進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表示一種組裝式有機熱載體鍋爐結構的示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實例，其在此不應限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間。

實施例一

請參閱圖4和圖5，圖4為本發(fā)明的一種組裝式有機熱載體鍋爐的結構示意圖；圖5為本發(fā)明的一種組裝式有機熱載體鍋爐的部分結構的剖面結構示意圖。如圖4和圖5所述，連接煙道2的一端連接輻射段管組1，另一端連接對流段管組，輻射段管組1的頂上設有頂棚管管組3，對流段管組的靠近頂部的側壁上設有進水口53，對流段管組的靠近底部的側壁上設有出水口54，出水口54連接噴管4，噴管4伸入輻射段管組1中的下方。對流段管組的管徑為φ38/φ45，外部集箱連接輻射段管組1和對流段管組，整體流程更為合理，換熱效果好，體積小，熱利用率非常高，煙氣阻力小，立式結構煙氣自然沉降，更有利于使用多種燃料。

對流段管組分為上對流段管組51和下對流段管組52，上對流段管組51和下對流段管組52呈上下對稱，上對流段管組51和下對流段管組52通過轉管6連接。上對流段管組51具有第一管道511、第二管道512，下對流段管組52具有第三管道521和第四管道522，第一管道511與第二管道512平行，第三管道521與第四管道522平行，第一管道511與第二管道512的上端連通進油口54，下端連通轉管6的一端，第三管道521和第四管道522的上端連通轉管6的另一端，下端連通出油口54。

與現(xiàn)有鍋爐相比，兩種鍋爐基本上爐膛尺寸和燃燒溫度沒有太大區(qū)別，但是對流段的煙氣流速和布置區(qū)別很大。圓筒爐因為傳熱系數相對較低，且存在制作時盤管間隙太大串煙的情況，一般都采用較快的煙氣流速達到強化傳熱的目的。這樣做的好處是部分解決了對流段換熱面積沒辦法足夠布置的問題，卻必須面對煙氣流速偏大的問題。二回程的鍋爐本身煙氣阻力不大，國家要求低排放，當nox排放標準要求低至80mg/nm³甚至30mg/nm³的時候，必須采用低氮燃燒器和煙氣循環(huán)的方案，或者兩者同時使用。煙氣循環(huán)(fgr)的原理是引入30％左右低溫煙氣進入爐膛，降低爐膛燃燒溫度，降低爐膛容積熱負荷達到降低nox生成的目的。常規(guī)爐型煙氣速度平均在20m/s(大型燃油燃氣)左右，增加30％尾氣進入爐膛，煙氣速度需要達到26m/s甚至更高，且在高溫轉向出，煙氣速度接近40m/s。此時煙氣速度太快，受熱面管子受到影響，可能發(fā)生抖動等現(xiàn)象，嚴重的情況下會影響盤管間連接圓鋼，圓鋼脫落時造成受熱面管壁損傷，造成爐內管道泄露。更有的極限的工況下，煙氣阻力將增大常規(guī)風機裕量之上時，需要匹配更高壓頭的風機，否則燃燒器出力將受到很大影響。因此，第一管道511、第二管道512、第三管道521和第四管道522均為蛇形管。蛇形管布置的對流段煙氣通道，煙氣速度可控制在10-15m/s，一旦引入煙氣循環(huán)或者短時間超負荷運行，完全可以達到理想效果，且無需更換任何設備。

輻射段管組1呈一中間為空腔、外圍為加熱盤管11的結構，噴管4伸入空腔內。2000萬大卡/小時鍋爐最大運輸寬度是4050mm，運輸高度是4050mm，運輸重量最大為40噸。輻射段管組1采用φ133管徑多頭并聯(lián)，全流量通過輻射段管組1，溫升比較均勻，流量偏差小，易于控制加輻射段管組1內流體流速，輻射段管組1換熱效果好，同時更大空間爐膛有利于燃燒。輻射段輻射段管組1中加熱盤管11直徑內切圓直徑3400mm，爐膛容積106.7m³，爐膛容積熱負荷為247kw/m³，理論燃燒溫度為1966℃，nox原始排放小于150mg/nm³。

輻射段管組1和對流段管組換熱完全采用優(yōu)化后換熱結構，較大限度強化傳熱，在使用天然氣和輕油為燃料的情況下，非常方便，加熱盤管11為螺旋翅片管，用以強化對流受熱面，傳熱遠優(yōu)于圓盤管結構。輻射段管組1可采用水平吊屏管結構，整體結構非常緊湊，固定架12固定并支撐加熱盤管11、加熱盤管11自我支撐。具有單位面積載荷要求低，土建方便等優(yōu)點。且在高溫區(qū)增大煙氣流通面積，保證在較高溫度區(qū)域煙氣流通速度不會太快造成抖動。

對流段管組的外圍由多根第一鋼架7固定、由多塊第一封板8密封，輻射段管組1的外圍由多根第二鋼架9固定、由多塊第二封板10密封，這樣的整體密封結構，所有鋼架和封板采用全密封結構，氣密性試驗之后不再出現(xiàn)漏煙現(xiàn)象，且適合微正壓燃燒和平衡通風兩種通風形式。

有機熱載體鍋爐還包括用于檢修和觀察的平臺13，平臺13靠近輻射段管組1，平臺13的高度高于頂棚管管組3的高度與輻射段管組1的高度之和，平臺13設有平臺扶梯131，平臺扶梯131與第二鋼架9連接，采用標準45°或者50°斜爬梯，標準鋼平臺，人性化設計和施工，方便作業(yè)。廠家直接制作，現(xiàn)場拼接即可。

加熱盤管11為單層爐管。

頂棚管管組3采用膜式壁結構，頂棚管管組3包括第三鋼架35、密封罩殼31、鋼梁32、頂棚管33和膜式壁扁鋼34，頂棚管33的頂部由密封罩殼31密封，頂棚管33通過鋼梁32懸掛于第三鋼架35上，頂棚管33的上方設有膜式壁扁鋼34。頂棚管33讓管之后，采用密封罩殼31密封。頂棚管用鋼梁32懸掛與第三鋼架35，解決了頂棚管33承重問題。此種結構為濕背式結構，頂部澆注和保溫材料36設置在頂棚管33和膜式壁扁鋼34之上，解決了常規(guī)爐型頂部澆注料在使用一段時候會脫落的情況，能長期穩(wěn)定運行。

下面以2000萬大卡/小時燃油(氣)導熱油鍋爐為例：

所屬領域內的普通技術人員應該能夠理解的是，本發(fā)明的特點或目的之一在于：本發(fā)明提出的一種組裝式有機熱載體鍋爐，分離出輻射和對流受熱面，采用單層爐管布置燃燒室，蛇形管結構布置對流段，最大的方便運輸和安裝，且特大型鍋爐同樣適用，供熱功率幾乎沒有上限。同時在燃氣的爐型，采用螺旋翅片的形式，強化對流受熱面，傳熱遠優(yōu)于圓盤管結構。并且在維修時很方便，幾乎所有部分都可以經行維修和更換。

應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。