高炉煤气锅炉省煤器后烟道受热面结构的制作方法

1.本实用新型涉及燃用高炉煤气锅炉，属于热能动力工程领域。


背景技术：

2.高炉煤气是炼铁高炉生产过程中副产的可燃气体。它的大致成分为二氧化碳6-12%、一氧化碳28-33%、氢气1-4%、氮气55-60%、烃类0.2-0.5%及少量的二氧化硫。低位热值在750~1000kcal/nm3，目前处理办法有放散及企业自用。企业自用，如加热热轧的钢锭、预热钢水包等，大中型钢铁企业更主要用于锅炉独立燃烧或与煤混烧产生蒸汽发电，及用于ccpp燃气、蒸汽联合循环发电机组。若用于ccpp燃气、蒸汽联合循环发电机组，ccpp机组热利用率高，大型、高参数燃气轮机均为进口，机组投资及维护费用亦高，中小铁厂难于接受。若用于煤混烧蒸汽发电系统，其布置过于复杂，也基本用于大型钢铁联合企业。连同钢铁企业富裕的焦炉煤气、转炉煤气一起用于燃气锅炉，具有投资低，运行可靠性高的优点，由于燃气具有易燃、易爆、有毒等特点，在安全性、可靠性得到有效解决之后，提高机组热效率也需重视起来。提高机组热效率，目前的手段基本为提高机组设计参数，包括温度、压力，提高机组蒸汽初参数，受材料性能及价格影响较大。
3.如图1所示常规的省煤器后烟道受热面结构，在省煤器2后烟道1顺烟气流动方向设置空气预热器3和煤气加热器4。省煤器2前后分别设有出口联箱22和入口联箱21，高压给水经过给水泵61、n级蒸汽高压加热器后进入该入口联箱21，进行给水与烟气的换热。但这样的方式，烟道后的排烟温度依旧很高，不利于提升锅炉效率。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型在于通过增加锅炉中温省煤器、优化高炉煤气锅炉省煤器后烟道受热面结构来提高锅炉效率及同时减少汽机侧高加抽汽量，从而增加汽轮机发电能力使问题得到有效解决。
5.本实用新型所采用的技术手段如下。
6.一种高炉煤气锅炉省煤器后烟道受热面结构，省煤器后烟道逆烟气流动方向设置有一级空气预热器和二级空气预热器，还包含煤气加热器和中温省煤器，所述煤气加热器与一级空气预热器在烟道内并排设置，所述中温省煤器与二级空气预热器在烟道内并排设置。
7.进一步的，煤气加热器与一级空气预热器设置在烟道内的同一温度截面方向上。
8.进一步的，所述中温省煤器与二级空气预热器设置在烟道内的同一温度截面方向上。
9.进一步的，给水经过除氧器、给水泵、n级蒸汽高压加热器后进入所述省煤器，所述中温省煤器包含第二入口联箱和第二出口联箱，该第二入口联箱的入口管路连接在给水泵的出口管路，第二出口联箱出口管路连接于省煤器的入口管路。
10.进一步的，一级空气预热器的出口风道连接于二级空气预热器的进口风道。
11.进一步的，所述二级空气预热器、中温省煤器布置在锅炉尾部竖井分隔烟道内，烟气流向为向下流动。
12.进一步的，所述一级空气预热器、煤气加热器均为热管式气-气换热器，在热管空预器和热管煤气加热器中烟气、空气及煤气流向均为水平流动。
13.本实用新型所产生的有益效果如下。
14.1、本实用新型基于能级匹配换热提效原理，对锅炉省煤器后烟道受热面结构进行优化配置，高炉煤气锅炉排烟量大，蓄热量多，较常规采用低温省煤器加热凝结水方案，管路长度节省一半，将部分锅炉高压给水引入省煤器后烟道加热，可减少做功能力强的汽机侧蒸汽高加加热抽汽，直接增加发电量。
15.2、本实用新型的煤气加热器后排烟温度降低，锅炉效率提高。
16.3、本实用新型配置中温省煤器，可减小蒸汽高压加热器出力50%以上，而总投资增加不多。
17.4、当锅炉负荷变化时，可通过调整汽机侧蒸汽高压加热器出力，灵活改变锅炉排烟温度，以适应后续工艺对烟气温度的要求。
18.5、本实用新型的一级空气预热器、煤气加热器采用热管式换热器，锅炉尾部受热面低温腐蚀问题易于解决。
附图说明
19.图1为现有的省煤器后烟道受热面结构布置示意图。
20.图2本实用新型的省煤器后烟道受热面结构布置示意图。
21.图3为图2中热管煤气加热器所在烟道位置的结构流程示意图。
22.图号说明：
23.现有技术：烟道1；省煤器2；入口联箱21; 出口联箱22；空气预热器3；煤气加热器4；除氧器6；给水泵61；高压给水管路62；多级蒸汽高压加热器71、72（只示两级）；
24.本实用新型：烟道1；省煤器2；第一入口联箱21; 第二出口联箱22；一级空气预热器31；二级空气预热器32；煤气加热器4；烟气通道41、42；煤气通道43；空气通道44；中温省煤器5；第二入口联箱51；第二出口联箱52；除氧器6；给水泵61；高压给水管路62；多级蒸汽高压加热器71、72（只示两级）。
具体实施方式
25.请参阅图2，本实用新型为一种高炉煤气锅炉省煤器后烟道受热面结构，该受热面结构设置于省煤器2后的烟道1内，定义烟道中烟气的流动方向为后，反方向为前。具体来说，在烟道1内设置有一级空气预热器31和二级空气预热器32，两级空预器的设置顺序为逆烟气流动方向设置。一级空气预热器31的出口风道连接于二级空气预热器32的进口风道。一级空气预热器31选用热管空预器，二级空预器选用常规空预器。
26.省煤器2后烟道1还设置中温省煤器5和煤气加热器4，煤气加热器4与一级空气预热器31在烟道1内并排设置，如图2所示，二者设置在烟道1内的同一温度截面方向上，该煤气加热器4采用热管式加热器吸收烟气放热。中温省煤器5与二级空气预热器32在烟道1内并排设置，且二者也设置在烟道1内的同一温度截面方向上，紧邻省煤器2布置。
27.省煤器2包含第一入口联箱21和第一出口联箱22，第一入口联箱21位于省煤器2的后方，第一出口联箱22位于省煤器2的前方。
28.中温省煤器5包含第二入口联箱51和第二出口联箱52，第二入口联箱51位于中温省煤器5的后方，第二出口联箱52位于中温省煤器5的前方。
29.本实用新型中的中温省煤器5的第二入口联箱51，其入口管路连接在给水泵61之后的管路，第二出口联箱52出口管路连接在省煤器2的第一入口联箱21的入口管路上，在适宜位置配关断阀、调节阀及流量计。给水在至少一级蒸汽高压加热器（图示实施例为两级，此处为二级蒸汽高压加热器72）之前，一部分进入第二入口联箱51，于中温省煤器5内经过与省煤器后烟道1的烟气换热后再进入常规省煤器2进行换热。
30.上述二级空气预热器32、中温省煤器5可布置在竖井分隔烟道内，烟气向下流动直接实现换热。
31.而一级空气预热器31、煤气加热器4中均设有烟道换热通道，气体流向均为水平。如图3所示，煤气加热器4选用热管式气-气换热器，烟气引入煤气加热器4之前分为2路烟气通道41、42，一路在煤气加热器4（烟气-煤气换热器）与煤气通道43进行热交换，另一路在一级空气预热器31（烟气-空气换热器）与空气通道44进行热交换，经过换热后的烟气再继续向烟道后方流动。在烟气-煤气换热器中，煤气通道43在上、烟气通道41在下，在烟气-空气换热器中，空气通道44在上、烟气通道42在下。