一种高温省煤器用防爆装置和余热利用系统的制作方法

1.本实用新型实施例涉及钢铁企业燃气发电技术领域，尤其涉及一种高温省煤器用防爆装置和余热利用系统。


背景技术：

2.高温省煤器是锅炉尾部烟道重要的烟气余热回收利用设备，其作用是将锅炉给水加热至汽包工作压力下的饱和温度。立式燃气锅炉高温省煤器是炉膛烟气经过转向室进入尾部烟道的第一道换热系统。受转向室转向作用，高温省煤器炉前侧烟气流场更为复杂，该处换热管束所受冲刷严重，存在过度换热。以130t/h立式燃气锅炉为例，实测炉前侧换热管壁温高于炉后侧达65℃。大流量、高温、高流速的烟气相对集中流向在炉前侧，极易造成该区域换热管束过热、甚至爆管，严重威胁了机组安全稳定运行。
3.为适应复杂烟气流场，疏导集中紊流烟气，如何开发出一种高温省煤器用防爆装置和余热利用系统，降低高温省煤器炉前侧换热管束换热强度，防止过热，意义重大，成为亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种高温省煤器用防爆装置和余热利用系统，解决了因转向室造成的紊流烟气集中冲刷高温省煤器炉前侧换热管束，造成的换热管局部过热与爆管问题，有效保证锅炉系统稳定运行。
5.本技术通过本技术的一实施例提供如下技术方案：
6.在本实用新型实施例的第一方面，提供了一种高温省煤器用防爆装置，包括：
7.支撑件，用于固定在高温省煤器上，所述支撑件包括直角支架和弧形件，所述直角支架的两端分别与所述弧形件的两端相连接；
8.扰流件，包括多个扰流管，多个所述扰流管沿所述弧形件的弧形面设置，每个所述扰流管具有朝向高温省煤器的联箱的管径端，且多个所述扰流管在水平面上的投影位置与高温省煤器的多个换热管一一对应。
9.在本实用新型实施例的第二方面，提供了一种余热利用系统，包括：
10.高温省煤器，包括壳体、换热管和联箱，所述壳体的下部含有烟气入口，上部含有烟气出口，所述壳体内设有所述换热管，所述壳体上设有所述联箱，所述联箱包括进口联箱和出口联箱，所述换热管的两端分别与所述进口联箱和所述出口联箱相连接；
11.所述的高温省煤器用防爆装置，所述高温省煤器用防爆装置的所述支撑件固定在所述高温省煤器上。
12.进一步地，所述直角支架包括水平部和竖直部，所述水平部沿高温省煤器的联箱的长度方向设置。
13.进一步地，所述水平部的长度覆盖所述高温省煤器的多个换热管。
14.进一步地，所述高温省煤器设于转向室炉墙与立式燃气蒸汽锅炉之间，所述水平
部与所述竖直部的长度的比值等于转向室炉墙的宽边与长边的比值。
15.进一步地，所述弧形件为等角螺线的弧形段，其中所述等角螺线的中心点位于炉前侧炉墙所在的平面上。
16.进一步地，所述扰流管的管径与所述高温省煤器的换热管的管径相同。
17.进一步地，所述高温省煤器还包括支撑横梁，多个所述换热管均与所述支撑梁相连接，所述防爆装置的所述支撑件固定在所述高温省煤器的所述支撑横梁上。
18.进一步地，所述扰流件的数量与所述省煤器的所述支撑横梁的数量相同。
19.进一步地，所述余热利用系统还包括：立式燃气蒸汽锅炉，所述立式燃气蒸汽锅炉包括锅炉本体、第一烟道和第二烟道，所述锅炉本体通过所述第一烟道与所述高温省煤器的所述烟气入口相连通，所述锅炉本体通过所述第二烟道与水泵相连通。
20.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少含有如下技术效果或优点：
21.本实用新型实施例公开了一种高温省煤器用防爆装置和余热利用系统，包括：支撑件，用于固定在高温省煤器上，所述支撑件包括直角支架和弧形件，所述直角支架的两端分别与所述弧形件的两端相连接；扰流件，包括多个扰流管，多个所述扰流管沿所述弧形件的弧形面设置，每个所述扰流管的管径端朝向高温省煤器的联箱，且多个所述扰流管在水平面上的投影位置与高温省煤器的多个换热管一一对应。所述扰流件对经过转向室集中折向高温省煤器炉前侧的紊流烟气形成扰流、散射与均布疏导作用。减轻烟气集中冲刷省煤器强度，避免高温省煤气炉前侧过度换热、换热管超温，甚至过热爆管情况发生。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
23.图1是本实用新型实施例提供的一种高温省煤器用防爆装置的结构示意图；
24.图2是本实用新型实施例二提供的一种余热利用系统的结构俯视图；
25.图3是本实用新型实施例提供的高温省煤器的结构示意图；
26.图4本实用新型实施例提供的一种高温省煤器用防爆装置中的弧形件为等角螺线的弧形段的示意图；
27.附图标记说明如下：
28.1-支撑件、11-直角支架、111-水平部、112-竖直部、12-弧形件、
29.2-扰流件、21-扰流管；
30.3-高温省煤器、31-壳体、32-换热管、33-联箱；34、支撑横梁；
31.4-立式燃气蒸汽锅炉；41-炉前侧炉墙；
32.5-转向室炉墙；51-宽边；52、长边。
具体实施方式
33.本技术实施例通过提供一种铁合金工业尾气发酵的营养盐的回收设备，解决了现有技术中冶金炼铁缺乏一种用于烟气脱硫脱硝的实验装置的技术问题。
34.本技术实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
35.作为本技术实施例的一种典型的实施方式，提供了一种高温省煤器用防爆装置，如图1所示，包括：
36.支撑件1，用于固定在高温省煤器上，所述支撑件1包括直角支架11和弧形件12，所述直角支架11的两端分别与所述弧形件12的两端相连接；
37.扰流件2，包括多个扰流管21，多个所述扰流管21沿所述弧形件12的弧形面设置，每个所述扰流管21的管径端朝向高温省煤器的联箱，且多个所述扰流管21在水平面上的投影位置与高温省煤器的多个换热管一一对应。
38.该实施方式中，每个所述扰流管21的管径端朝向高温省煤器的联箱，且多个所述扰流管21在水平面上的投影位置与高温省煤器的多个换热管一一对应的原因：对烟气进行均匀疏导同时，确保定量烟气合理通过，改善换热环境，确保省煤器管排整体换热的均匀性。多个所述扰流管21沿所述弧形件12的弧形面设置，起到防冲减震作用，满足烟气冲刷强度。
39.锅炉正常运行情况下，扰流件2与支撑件1为统一整体，对经过转向室集中折向高温省煤器炉前侧的紊流烟气形成扰流、散射与均布疏导作用。减轻烟气集中冲刷省煤器强度，避免高温省煤气炉前侧过度换热、换热管超温，甚至过热爆管情况发生。本实用新型实施例通过对省煤器炉前侧迎风面上方设置扰流装置，形成曲面格栅，对集中紊流烟气起到扰流、散射与均布作用，减轻换热强度。炉前侧换热管温度降至设计水平，有效解决高温省煤器炉前侧换热管过热、爆管，汽水系统泄漏等情况。
40.作为一种可选的实施方式，所述直角支架11包括水平部111和竖直部112，所述水平部111沿高温省煤器的联箱的长度方向设置。在高温省煤器来烟温度下，所述直角支架的骨架材质特性不发生改变。
41.作为一种可选的实施方式，所述水平部111的长度覆盖所述高温省煤器的多个换热管。
42.作为一种可选的实施方式，所述高温省煤器3设于转向室炉墙5与立式燃气蒸汽锅炉4之间；所述水平部111与所述竖直部112的长度的比值等于转向室炉墙的宽边51与长边52的比值。比值相等有利于折射后的紊流烟气重新回到烟道主流区。
43.支撑件1在炉前侧背靠炉墙(即直角支架11的直角边靠近炉墙)，直角支架11焊接固定在省煤器支撑横梁上，距炉墙间隙与省煤器保持相同，确保锅炉正常运行状态下牢固、可靠，膨胀后不与炉墙摩擦；
44.作为一种可选的实施方式，所述弧形件为等角螺线的弧形段，其中所述等角螺线的中心点位于炉前侧炉墙的平面上。所述弧形件为等角螺线的弧形段，等角螺线弧形段与曲面向上的扰流管形成一个统一整体。弧形段制作成等角螺线，有利于“对不同方向的烟气进行等角度折射与均布，烟气流场更均匀”。曲面向上扰流管固定在支撑骨架等角螺线斜边上，形成曲面格栅，对不同方向烟气均可起到良好散射作用。
45.作为一种可选的实施方式，所述扰流管21的管径与所述高温省煤器的换热管32的管径相同。这样进一步对烟气进行均匀疏导，确保定量烟气合理通过，改善换热环境，确保省煤器管排整体换热的均匀性。
46.作为一种可选的实施方式，每个所述扰流管的管径端焊接在所述弧形件的弧形面
上，每个所述扰流管的另一端则采用套管滑动固定。热态工况下，扰流管轴向可自由膨胀，加强扰流装置整体性。
47.作为本技术实施例的另一种典型的实施方式，提供了一种余热利用系统，包括高温省煤器和所述的防爆装置；
48.所述高温省煤器包括壳体，所述壳体的下部含有烟气入口，上部又含有烟气出口，所述壳体内设有换热管，所述壳体上设有联箱，所述联箱包括进口联箱和出口联箱，所述换热管的两端分别与所述进口联箱和所述出口联箱相连接；
49.所述防爆装置的所述支撑件固定在所述高温省煤器上。
50.作为一种可选的实施方式，所述高温省煤器还包括支撑横梁，多个所述换热管均与所述支撑梁相连接，所述防爆装置的所述支撑件固定在所述高温省煤器的所述支撑横梁上。
51.该实施方式中，所述的防爆装置通过支撑骨架焊接固定在高温省煤器换热管支撑梁上，与省煤器为统一整体。不与省煤器换热管接触、摩擦，不会造成外力损伤。
52.作为一种可选的实施方式，所述扰流件的数量与所述省煤器的所述支撑横梁的数量相同。
53.作为一种可选的实施方式，所述余热利用系统还包括：立式燃气蒸汽锅炉，所述立式燃气蒸汽锅炉包括锅炉本体、第一烟道和第二烟道，所述锅炉本体通过所述第一烟道与所述高温省煤器的所述烟气入口相连通，所述锅炉本体通过所述第二烟道与水泵相连通。
54.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
55.首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
56.另外，文本中出现的“内”和“外”是常规意义的内和外，是为了便于描述清楚，并不是任何限定。
57.实施例一
58.如图1所示，本实施例中，一种高温省煤器用防爆装置，包括：
59.支撑件1，用于固定在高温省煤器上，所述支撑件1包括直角支架11和弧形件12，所述直角支架11的两端分别与所述弧形件12的两端相连接；所述直角支架11包括水平部111和竖直部112，所述水平部111沿高温省煤器的联箱的长度方向设置。所述水平部111的长度覆盖所述高温省煤器的多个换热管。所述高温省煤器3设于转向室炉墙5与立式燃气蒸汽锅炉4之间；所述水平部111与所述竖直部112的长度的比值等于转向室炉墙的宽边51与长边52的比值。直角支架11的直角边靠近炉墙，直角支架11焊接固定在省煤器支撑横梁上，距炉墙间隙与省煤器保持相同，确保锅炉正常运行状态下牢固、可靠，膨胀后不与炉墙摩擦；
60.扰流件2，包括多个扰流管21，多个所述扰流管21沿所述弧形件12的弧形面设置，每个所述扰流管21的管径端朝向高温省煤器的联箱，且多个所述扰流管21在水平面上的投影位置与高温省煤器的多个换热管一一对应。所述扰流管21的管径与所述高温省煤器的换热管32的管径相同。每个所述扰流管的管径端焊接在所述弧形件的弧形面上，每个所述扰流管的另一端则采用套管滑动固定。
61.支撑件1材质为合金钢，弧形件12为等角螺线，倾斜度12
°
。130t/h中温中压燃气锅炉，所述扰流管21材质选用06cr23ni13，可耐980℃高温，其厚度8mm。所述扰流管21与省煤器换热管直径相同，为现场测量炉前侧20根换热管温度不同程度超过设计值，底边长900mm，高400mm，共3组，与省煤器支撑梁数量相同。
62.上述本技术实施例中的技术方案，至少含有如下的技术效果或优点：
63.本实用新型实施例的一种高温省煤器用防爆装置，减轻烟气集中冲刷省煤器强度，避免高温省煤气炉前侧过度换热、换热管超温，甚至过热爆管情况发生。
64.实施例二
65.一种余热利用系统，其特征在于，包括高温省煤器和所述的防爆装置；
66.所述高温省煤器3包括壳体31、换热管32和联箱33，所述壳体31的下部含有烟气入口，上部含有烟气出口，所述壳体内设有所述换热管32，所述壳体32上设有所述联箱33，所述联箱33包括进口联箱和出口联箱，所述换热管32的两端分别与所述进口联箱和所述出口联箱相连接；
67.所述防爆装置的所述支撑件固定在所述高温省煤器支撑横梁上。所述防爆装置沿用实施例1的防爆装置。
68.相邻扰流管21俯视方向水平间距与省煤器换热管间距相同，l为45mm。共布置19根剖面半弧形扰流管。曲面格栅在对紊流烟气进行散射与疏导同时，保证定量烟气均匀通过，实现炉前侧省煤器换热管合理换热。
69.上述本技术实施例中的技术方案，至少含有如下的技术效果或优点：
70.本实用新型实施例的一种余热利用系统，炉前侧换热管与炉后侧温差控制在5℃以内，高温省煤器管束整体换热均匀性更好。机组稳定运行，锅炉可平稳运行一个大修周期。有效避免了故障停机造成的发电效益损失与煤气放散。减少了环境污染，降低了设备维护频率与人员劳动强度。
71.实施例三
72.一种余热利用系统，包括高温省煤器3、防爆装置和立式燃气蒸汽锅炉4；
73.所述高温省煤器包括壳体、换热管和联箱，所述壳体的下部含有烟气入口，上部含有烟气出口，所述壳体内设有所述换热管，所述壳体上设有所述联箱，所述联箱包括进口联箱和出口联箱，所述换热管的两端分别与所述进口联箱和所述出口联箱相连接；
74.所述防爆装置的所述支撑件固定在所述高温省煤器上。
75.所述立式燃气蒸汽锅炉4包括锅炉本体、第一烟道和第二烟道，所述锅炉本体通过所述第一烟道与所述高温省煤器的所述烟气入口相连通，所述锅炉本体通过所述第二烟道与水泵相连通。
76.上述本技术实施例中的技术方案，至少含有如下的技术效果或优点：
77.本实用新型实施例的一种余热利用系统，解决了因转向室造成的紊流烟气集中冲刷高温省煤器炉前侧换热管束，造成的换热管局部过热与爆管问题，有效保证锅炉系统稳定运行。
78.尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。
79.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型实施例权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型实施例也意图包含这些改动和变型在内。