一种省煤器及具有该省煤器的余热锅炉的制作方法

1.本发明涉及焦炉炼焦技术领域，具体涉及一种省煤器及具有该省煤器的余热锅炉。

背景技术：

2.余热锅炉是一种是利用高温烟气余热的锅炉，余热锅炉一般立式布置，其可分为多个循环回路，每个循环回路由下降管和上升管组成，给水经省煤器进入锅筒，从锅筒通过下降管引入到烟道的各个下集箱后进入各受热面，水通过受热面后产生的蒸汽进入集箱后再进入锅筒。根据产汽过程的三个阶段在结构上对应三个受热面，即省煤器、蒸发器和过热器，当系统有再热蒸汽时，则可加设再热器。余热锅炉的省煤器一般包括烟箱、烟道、水循环管排和弯头，管排分为光管式和翅片式两种。光管式管排的阻力小但热效率低，翅片式管排的热效率高但容易结垢且难以清理。在热回收焦炉炼焦技术中，吸力是热回收焦炉烟气系统运行的动力和保障，吸力来源于余热发电厂风机。而由于对热效率的要求较高，热回收焦炉炼焦技术中配套的余热锅炉多数采用翅片式的省煤器，但热回收焦炉的烟气成份复杂，在余热利用过程中造成余热锅炉省煤器结垢，最终导致余热锅炉的热效率下降，同时结垢后造成余热锅炉的阻力增大，使焦炉吸力不足，焦炉烟气温度低，直接影响了整座焦炉的稳定运行，导致成焦滞后，炉头焦增多。余热锅炉省煤器受焦炉烟气复杂成份影响极易发生周期性结垢堵塞，造成系统吸力下降，不能满足焦炉生产需求。由于余热发电厂的汽轮机对蒸汽质量有一定要求，风机频率和烟气温度必须在一定范围内匹配运行，因此在烟气温度下降后从焦炉运行角度而言需要风机调高频率运行，但从汽轮机运行角度而言因烟气温度的降低，蒸汽温度随之下降，风机又必须降频运行。此时，作为焦炉吸力动力的风机遇到了一种两难的状况，即焦炉运行需要风机高频运行与汽轮机需要风机低频运行的矛盾。这也是目前热回收焦炉运行的痛点所在。
3.此外，现有技术中的省煤器的弯头设置在烟箱箱体之外，还存在着低温腐蚀弯头造成易漏点的问题，同时由于弯头设置于箱体之外，无法利用弯头部分进行热交换，从而降低了热交换可利用的面积。
4.简言之，现有技术中的省煤器因热回收烟气的成分复杂而存在易结垢且不易清理的问题，从而导致省煤器的阻力大、热效率低，同时还存在容易产生漏点的问题；由于省煤器所存在的问题，使得余热锅炉存在阻力大、吸力不足、焦炉烟气温度低的问题，从而导致整座焦炉运行不稳定、成焦滞后、炉头焦增多。

技术实现要素：

5.本发明意在提供一种省煤器及具有该省煤器的余热锅炉，以解决现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。
6.一种省煤器，其改进之处在于：包括相互串联的至少两个省煤器本体，所述省煤器本体包括烟箱，所述烟箱由上箱体和下箱体组成，所述上箱体和所述下箱体之间通过烟道
相连通，所述上箱体和所述下箱体的内部均设有相互连通的至少两层管排，所述上箱体内的管排和所述下箱体内的管排相互连通，一个省煤器本体的管排为翅片式管排、另一个省煤器本体的管排为光管式管排；用于余热回收的高温烟气先进入管排为光管式管排的省煤器本体中，再进入管排为翅片式管排的省煤器本体中；用于余热回收的高温烟气从下箱体进入到省煤器本体中，经过烟道进入到上箱体中，最后从上箱体排出。
7.优选的，相邻管排之间通过弯头相连通，所述弯头设置于所述烟箱的内部，所述烟箱中位于弯头处不设挡板。
8.优选的，所述省煤器本体的进口集箱设置于所述下箱体的下端。
9.优选的，所述进口集箱与所述下箱体之间设有测温器。
10.优选的，所述省煤器本体的出口集箱设置于所述上箱体的上端。
11.优选的，所述出口集箱和所述上箱体之间设有测温器。
12.优选的，所述翅片式管排采用20/gb3087标准的10号或20号的低碳钢制成。
13.优选的，所述光管式管排采用09crcusb合金钢管制成。
14.一种余热锅炉，其改进之处在于：包括如前任一所述的省煤器。
15.优选的，还包括蒸发器、过热器、给水调节器、汽包和循环泵，管排为翅片式管排的省煤器本体为一级省煤器本体、管排为光管式管排的省煤器本体为二级省煤器本体，用于余热回收的高温烟气依次经过所述过热器、蒸发器、二级省煤器本体和一级省煤器本体后排出；给水经所述给水调节器进入一级省煤器本体和二级省煤器本体并在其中预热后进入到所述汽包，然后经过所述循环泵进入所述蒸发器，在所述蒸发器内蒸发后形成汽、水混合物后回到所述汽包，在所述汽包内分离出的饱和蒸汽进入所述过热器进行过热，最后过热蒸汽从所述过热器排出。
16.本发明的省煤器利用光管式和翅片式管排的组合使用，相较于现有技术中的单独光管式管排或翅片式管排，能够在保证换热效率的前提下减少结垢，从而减少省煤器对高温烟气的阻力。同时，选用20/gb3087标准的10号或20号的低碳钢制作翅片式管排，可以进一步减少结垢的形成，进而保证整个系统的吸力。本发明将弯头设置于烟箱内且不设置挡板，可以减少弯头因低温腐蚀而容易漏点的风险，并能够增大换热面积，从而提升了换热效率。本发明的余热锅炉，从过热器中排出的过热蒸汽进入汽轮机，从而增加了汽轮机的转速，即增强了系统的吸力，而吸力的增强又使得余热锅炉吸入的高温烟气增多，进而又增加了过热蒸汽，从而形成良性循环。
17.与现有技术相比，本发明的省煤器具有不易结垢、阻力小、换热效率高且不易产生漏点的优点，本发明的余热锅炉，其过热蒸汽可以与余热回收的高温烟气产生相互匹配的良性运作，产生较强的吸力，而吸力是热回收焦炉烟气系统运行的动力和保障，从而使得热回收焦炉实现了系统的平稳运行，进而提升了焦炭的质量和产量。
附图说明
18.图1为本发明中省煤器本体的结构示意图；
19.图2为本发明中余热锅炉的结构示意图；
20.附图中的附图标记依次为：1、上箱体，2、下箱体，3、进口集箱，4、出口集箱，5、管排，6、弯头，7、烟道，8、测温器，9、一级省煤器本体，10、二级省煤器本体，11、蒸发器，12、过
热器，13、给水调节器，14、汽包，15、循环泵。
具体实施方式
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
22.实施例1：
23.参照图1所示，一种省煤器，其改进之处在于：包括相互串联的至少两个省煤器本体，所述省煤器本体包括烟箱，所述烟箱由上箱体1和下箱体2组成，所述上箱体1和所述下箱体2之间通过烟道7相连通，所述上箱体1和所述下箱体2的内部均设有相互连通的至少两层管排5，所述上箱体1内的管排和所述下箱体2内的管排相互连通，一个省煤器本体的管排5为翅片式管排、另一个省煤器本体的管排5为光管式管排；用于余热回收的高温烟气先进入管排为光管式管排的省煤器本体中，再进入管排为翅片式管排的省煤器本体中；用于余热回收的高温烟气从下箱体2进入到省煤器本体中，经过烟道7进入到上箱体1中，最后从上箱体1排出。
24.进一步的，所述翅片式管排采用20/gb3087标准的10号或20号的低碳钢制成；所述光管式管排采用09crcusb合金钢管制成。
25.本实施例中，上箱体1、下箱体2和烟道7为高温烟气的通道。本实施例中，利用光管式和翅片式管排的组合使用，相较于现有技术中的单独光管式管排或翅片式管排，能够在保证换热效率的前提下减少结垢，从而减少省煤器对高温烟气的阻力。同时，选用20/gb3087标准的10号或20号的低碳钢制作翅片式管排，可以进一步减少结垢的形成，进而保证整个系统的吸力。
26.进一步的，相邻管排5之间通过弯头6相连通，所述弯头6设置于所述烟箱的内部，所述烟箱中位于弯头6处不设挡板。
27.本实施例中，将弯头6设置于所述烟箱的内部且不设置挡板，是因为现有技术中的弯头6多设置于烟箱的外部，这使得弯头6存在低温腐蚀容易造成漏点的问题，而将弯头6设置于烟箱的内部，由于烟箱内的烟气带有大量的余热，从而避免弯头6的低温腐蚀，进而减少漏点的风险。同时，也可以利用位于烟箱内部的弯头6进行热交换，从而增大热交换的可利用面积，进而增加热回收的效率。
28.值得说明的是，本实施例之所不设置挡板，是因为如果设置了挡板，则烟箱内的空间就会变小，从而使得弯头6无法设置于烟箱内，或者需要减少管排的面积才能够使得弯头6设置于烟箱内。易言之，不设置挡板可以更加充分地利用烟箱内的空间，从而增大用于热交换的面积。
29.进一步的，所述省煤器本体的进口集箱3设置于所述下箱体2的下端；所述进口集箱3与所述下箱体2之间设有测温器8。
30.进一步的，所述省煤器本体的出口集箱4设置于所述上箱体1的上端；所述出口集箱4和所述上箱体1之间设有测温器8。
31.本实施例中，管排5、弯头6、进口集箱3和出口集箱4为给水通路，测温器8用于检测进出口水温
32.实施例2：
33.参照图2所示，一种余热锅炉，其改进之处在于：包括如实施例1所述的省煤器。
34.进一步的，还包括蒸发器11、过热器12、给水调节器13、汽包14和循环泵15，管排为翅片式管排的省煤器本体为一级省煤器本体9、管排为光管式管排的省煤器本体为二级省煤器本体10，用于余热回收的高温烟气依次经过所述过热器12、蒸发器11、二级省煤器本体10和一级省煤器本体9后排出；给水经所述给水调节器13进入一级省煤器本体9和二级省煤器本体10并在其中预热后进入到所述汽包14，然后经过所述循环泵15进入所述蒸发器11，在所述蒸发器11内蒸发后形成汽、水混合物后回到所述汽包14，在所述汽包14内分离出的饱和蒸汽进入所述过热器12进行过热，最后过热蒸汽从所述过热器12排出。
35.本实施例中，汽包14是加热、蒸发和过热三个过程的连接枢纽。参照图2所示，二级省煤器本体10与汽包14相连，蒸发器11、汽包14和循环泵15形成蒸汽形成的循环回路，汽包14与过热器12相连从而将饱和蒸汽输送入过热器12中。汽包14中存在大量的蒸汽和锅炉水，具有一定的蓄热量。当余热锅炉的负荷发生变化时，汽包14通过自发释放部分蓄热以弥补输入热量的不足，或通过增加部分蓄热量以吸收多余的输入热量，从而快速地适应负荷的需要。
36.本实施例中，从过热器12中排出的过热蒸汽进入汽轮机，从而增加了汽轮机的转速，即增强了系统的吸力，而吸力的增强又使得余热锅炉吸入的高温烟气增多，进而又增加了过热蒸汽，以此形成良性的循环。本实施例的余热锅炉，其过热蒸汽可以与余热回收的高温烟气产生相互匹配的良性运作，产生较强的吸力，而吸力是热回收焦炉烟气系统运行的动力和保障，从而使得热回收焦炉实现了系统的平稳运行，进而提升了焦炭的质量和产量。
37.应该指出，上述详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本技术所属技术领域的普通技术人员的通常理解所相同的含义。
38.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术所述的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
39.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
40.此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
41.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下
方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，如旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
42.在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。
43.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种省煤器，其特征在于：包括相互串联的至少两个省煤器本体，所述省煤器本体包括烟箱，所述烟箱由上箱体(1)和下箱体(2)组成，所述上箱体(1)和所述下箱体(2)之间通过烟道(7)相连通，所述上箱体(1)和所述下箱体(2)的内部均设有相互连通的至少两层管排(5)，所述上箱体(1)内的管排和所述下箱体(2)内的管排相互连通，一个省煤器本体的管排(5)为翅片式管排、另一个省煤器本体的管排(5)为光管式管排；用于余热回收的高温烟气先进入管排为光管式管排的省煤器本体中，再进入管排为翅片式管排的省煤器本体中；用于余热回收的高温烟气从下箱体(2)进入到省煤器本体中，经过烟道(7)进入到上箱体(1)中，最后从上箱体(1)排出。2.根据权利要求1所述的一种省煤器，其特征在于：相邻管排(5)之间通过弯头(6)相连通，所述弯头(6)设置于所述烟箱的内部，所述烟箱中位于弯头(6)处不设挡板。3.根据权利要求1所述的一种省煤器，其特征在于：所述省煤器本体的进口集箱(3)设置于所述下箱体(2)的下端。4.根据权利要求3所述的一种省煤器，其特征在于：所述进口集箱(3)与所述下箱体(2)之间设有测温器(8)。5.根据权利要求1所述的一种省煤器，其特征在于：所述省煤器本体的出口集箱(4)设置于所述上箱体(1)的上端。6.根据权利要求5所述的一种省煤器，其特征在于：所述出口集箱(4)和所述上箱体(1)之间设有测温器(8)。7.根据权利要求1-6任一所述的一种省煤器，其特征在于：所述翅片式管排采用20/gb3087标准的10号或20号的低碳钢制成。8.根据权利要求1-6任一所述的一种省煤器，其特征在于：所述光管式管排采用09crcusb合金钢管制成。9.一种余热锅炉，其特征在于：包括如权利要求1-8任一所述的省煤器。10.根据权利要求9所述的一种余热锅炉，其特征在于：还包括蒸发器(11)、过热器(12)、给水调节器(13)、汽包(14)和循环泵(15)，管排为翅片式管排的省煤器本体为一级省煤器本体(9)、管排为光管式管排的省煤器本体为二级省煤器本体(10)，用于余热回收的高温烟气依次经过所述过热器(12)、蒸发器(11)、二级省煤器本体(10)和一级省煤器本体(9)后排出；给水经所述给水调节器(13)进入一级省煤器本体(9)和二级省煤器本体(10)并在其中预热后进入到所述汽包(14)，然后经过所述循环泵(15)进入所述蒸发器(11)，在所述蒸发器(11)内蒸发后形成汽、水混合物后回到所述汽包(14)，在所述汽包(14)内分离出的饱和蒸汽进入所述过热器(12)进行过热，最后过热蒸汽从所述过热器(12)排出。

技术总结

本发明涉及一种省煤器及具有该省煤器的余热锅炉，本发明的省煤器包括相互串联的至少两个省煤器本体，省煤器本体包括烟箱，烟箱由上箱体和下箱体组成，上箱体和所述下箱体之间通过烟道相连通，上箱体和下箱体的内部均设有相互连通的至少两层管排，上箱体内的管排和所述下箱体内的管排相互连通，一个省煤器本体的管排为翅片式管排、另一个省煤器本体的管排为光管式管排；用于余热回收的高温烟气先进入管排为光管式管排的省煤器本体中，再进入管排为翅片式管排的省煤器本体中；用于余热回收的高温烟气从下箱体进入到省煤器本体中，经过烟道进入到上箱体中，最后从上箱体排出。本发明的省煤器具有不易结垢、阻力小、换热效率高且不易产生漏点的优点。易产生漏点的优点。易产生漏点的优点。