【技术实现步骤摘要】
一种高温固体余热锅炉及炉内换热的方法
本专利技术涉及一种余热锅炉,特别涉及一种以高温固体物料为热源直接回收其余热的高温固体余热锅炉及炉内换热的方法。技术背景为回收生产过程中产生的高温固体物料的余热,常规办法都是先用气体与高温固体物料换热,高温固体物料被冷却,气体被加热成高温气体再进入气体余热锅炉;其不足之处在于设备造价高、占地面积大、自耗电高、高温固体物料余热利用率低、漏风无法完全避免。目前,已有固体余热锅炉的方案提出,如“201410265553.X高温固体热量回收余热锅炉及回收余热的方法”、“201220686983.5一种固体传热余热锅炉”,其原理是固体余热锅炉中的高温固体物料与换热管中的水直接换热,回收高温固体物料的余热;但所有的方案均止步于试验阶段,而未实现工业化,其根本原因有二点:其一是堆积在固体余热锅炉中的高温固体物料在靠自重从上而下移动时,与被埋在高温烧固体物料中的换热管的管壁只进行接触换热和辐射换热,包围在换热管周围的固体物料被冷却,包围在换热管周围的气体也被冷却,这样在换热管周围就包围着一层由低温固体物料和低温气体构成的低温物质区,而无论是气体还是固体物料的导热系数都极低,这层低温物质区就阻碍了其它高温固体物料向换热管传热;并且固体余热锅炉中的气体是几乎不流动的,受设备高度的限制,高温固体物料下移速度很慢,低温物质区不易被破坏,从而导致整个固体余热锅炉换热功率低;其二是所有的方案均未真正解决大横切面积的固体余热锅炉中同一水平面的固体物料均匀水平下降出料的问题,导致有的固体物料在炉内停留时间效短,未被充分冷却即排出,出料温度过高,不能 ...
【技术保护点】
一种高温固体余热锅炉,所述余热锅炉包括进料系统、炉体、换热系统和出料系统(10);所述换热系统主要由换热器和外部储热装置通过管道连接而成,外部储热装置为汽包(13)和热水箱之一及其组合,换热器安装在炉体的炉膛(3)内;其特征在于:所述换热器至少由一组换热管(12)及其进水联管、进水管、出水联管和出水管组成;每组换热管(12)的进水口通过本组的进水联管与本组的进水管连接,每组换热管(12)的出水口通过本组的出水联管与本组的出水管连接;相邻的换热管(12)外壁之间的水平间距大于炉膛(3)内物料最大粒径的1.5倍;所述炉膛(3)内至上而下划分为至少一个换热区域(4),每个换热区域(4)内安装一套气体扰动装置;所述气体扰动装置包括热风管(7)和热风泵(15),选择如下布置方式之一:A、在换热区域(4)中设置吸气口(5)和鼓气口(6),吸气口(5)通过热风管(7)与热风泵(15)的进风口连接,鼓气口(6)通过热风管(7)与热风泵(15)的出风口连接,某换热区域(4)所在的部分炉膛(3)、热风管(7)与热风泵(15)构成热风循环系统,热风泵(15)从各换热区域(4)内抽出高温气体又返回到本换热区域 ...
【技术特征摘要】
2017.03.02 CN 20171011943511.一种高温固体余热锅炉,所述余热锅炉包括进料系统、炉体、换热系统和出料系统(10);所述换热系统主要由换热器和外部储热装置通过管道连接而成,外部储热装置为汽包(13)和热水箱之一及其组合,换热器安装在炉体的炉膛(3)内;其特征在于:所述换热器至少由一组换热管(12)及其进水联管、进水管、出水联管和出水管组成;每组换热管(12)的进水口通过本组的进水联管与本组的进水管连接,每组换热管(12)的出水口通过本组的出水联管与本组的出水管连接;相邻的换热管(12)外壁之间的水平间距大于炉膛(3)内物料最大粒径的1.5倍;所述炉膛(3)内至上而下划分为至少一个换热区域(4),每个换热区域(4)内安装一套气体扰动装置;所述气体扰动装置包括热风管(7)和热风泵(15),选择如下布置方式之一:A、在换热区域(4)中设置吸气口(5)和鼓气口(6),吸气口(5)通过热风管(7)与热风泵(15)的进风口连接,鼓气口(6)通过热风管(7)与热风泵(15)的出风口连接,某换热区域(4)所在的部分炉膛(3)、热风管(7)与热风泵(15)构成热风循环系统,热风泵(15)从各换热区域(4)内抽出高温气体又返回到本换热区域(4)中进行气体循环扰动换热;B、在换热区域(4)中设置吸气口(5),吸气口(5)通过热风管(7)与热风泵(15)的进风口连接,热风泵(15)的出风口通向大气,热风泵(15)将各换热区域(4)内的气体抽出排向大气,并自动从进料口(1)或者其他地方补充空气进行气体扰动换热;C、在换热区域(4)中布置鼓气口(6),鼓气口(6)通过热风管(7)与热风泵(15)的出风口连接,热风泵(15)的进风口通向大气,热风泵(15)从外部吸入的常温气体鼓入到各换热区域(4)中,换热区域(4)内的气体从出料口或者其他地方排出进行气体扰动换热。2.根据权利要求1所述余热锅炉,其特征在于:所述吸气口(5)选择如下布置方式之一或组合:051:吸气口(5)设置在换热区域(4)下部炉体的炉壁(2)上和/或炉体的底板(8)上;052:吸气口(5)设置在吸气管(17)的管壁上,吸气管(17)布置在换热区域(4)的下部;吸气管(17)的一端为出风口(35);053:吸气口(5)设置在位于换热区域(4)下部的吸气室(20)的吸气板(21)上,吸气室(20)主要由吸气板(21)、炉体的炉壁(2)或侧板、气室底板或炉体的底板(8)组成,至少一根出料管(9)贯穿吸气室(20),吸气室(20)上设置出风口(35);所述鼓气口(6)选择如下布置方式之一或组合:061:鼓气口(6)设置在换热区域(4)上部炉体的炉壁(2)上和/或炉体的炉体顶部上;062:鼓气口(6)设置在位于换热区域(4)上部的鼓气管(18)上,鼓气管(18)的一端为进风口(36);063:鼓气口(6)设置在位于换热区域(4)上部的鼓气室(32)的鼓气板(33)上,鼓气室(32)主要由鼓气板(33)、气室面板或炉体的炉体顶部、炉壁(2)或侧板组成,至少一根出料管(9)贯穿鼓气室(32),鼓气室(32)上设置进风口(36);所述A型气体扰动装置配置如下:在051型吸气口(5)与061型鼓气口(6)配套时,吸气口(5)和鼓气口(6)还能够在换热区域(4)的整个炉壁(2)上面对面布置;在052型吸气口(5)与062型鼓气口(6)配套时,吸气管(17)还能够布置在换热区域(4)的下部或者上部,鼓气管(18)布置在换热区域(4)的中部;所述吸气口(5)通过热风管(7)与热风泵(15)的进风口连接,或者吸气口(5)通过出风口(35)经热风管(7)与热风泵(15)的进风口连接;鼓气口(6)通过热风管(7)与热风泵(15)的出风口连接,或者鼓气口(6)通过进风口(36)经热风管(7)与热风泵(15)的出风口连接;所述B型气体扰动装置配置如下:吸气口(5)通过热风管(7)与热风泵(15)的进风口连接,或者吸气口(5)通过出风口(35)经热风管(7)与热风泵(15)的进风口连接;所述C型气体扰动装置配置如下:鼓气口(6)通过热风管(7)与热风泵(15)的出风口连接,或者鼓气口(6)通过进风口(36)经热风管(7)与热风泵(15)的出风口连接。3.根据权利要求2所述余热锅炉,其特征在于:所述吸气管(17)和鼓气管(18)均水平布置并贯穿炉壁(2);所述热风管(7)、吸气管(17)、鼓气管(18)、吸气室(20)、鼓气室(32)上能够安装除尘清灰器(19),除尘清灰器(19)选用放灰阀、旋风除尘器、气力除尘器、布袋除尘器和其他除尘装置之一或组合;吸气口(5)上能够安装防尘风帽(34)或百页窗式防尘罩或其他防尘装置。4.根据权利要求1或2或3所述余热锅炉,其特征在于:所述热风泵(15)的泵体(16)和热风管(7)能够安装在换热区域(4)内或换热区域(4)的炉壁(2)中;所述炉体的进料口(1)上能够安装锁风进料装置(11);锁风进料装置(11)为旋转密封阀,或在炉膛(3)顶上安装密闭板,或进料系统的进料管插入炉膛(3)内;采用进料管插入炉膛(3)内时,高温固体物料塞满并堵住进料管实现自密封式锁风;所述换热管(12)的外壁上能够安装翅片,翅片之间的间隙大于炉膛(3)内物料的最大粒径的1.5倍。5.一种高温固体余热锅炉,所述余热锅炉包括进料系统、炉体、换热系统和出料系统(10);所述换热系统主要由换热器和外部储热装置通过管道连接而成,外部储热装置为汽包(13)和热水箱之一及其组合,换热器安装在炉体的炉膛(3)内;其特征在于:所述换热器至少由一组换热管(12)及其进水联管、进水管、出水联管和出水管组成;每组换热管(12)的进水口通过本组的进水联管与本组的进水管连接,每组换热管(12)的出水口通过本组的出水联管与本组的出水管连接;相邻的换热管(12)外壁之间的水平间距大于炉膛(3)内物料最大粒径的1.5倍;所述炉膛(3)的横截面为圆形时,高径比大于0.8,炉膛(3)的横截面为矩形时,高宽比大于0.8;所述炉体的底板(8)上划分出不少于3个的出料区域(23);所述出料系统(10)主要由出料器和出料控制器组成,出料器的数量与出料区域(23)的数量相等,出料器安装在出料区域(23)的下方;出料器的电气控制部分与出料控制器电连接;所述出料器包括出料管(9)和区域流量控制器(25),出料管(9)贯穿底板(8)与炉膛(3)连通,出料管(9)的下方安装区域流量控制器(25);根据需要选配如下之一:101:所述区域流量控制器(25)的电控部分均与出料控制器电连接;出料控制器根据出料的温度调控各出料器的出料速度;能够使炉膛(3)内同一水平面的物料均匀下降;102:所述区域流量控制器(25)的出口安装电子称重仓;电子称重仓包括电子重量感应器(27)、仓体(28)和电控出料门(29);即:区域流量控制器(25)的出口位于仓体(28)的入口的上方,电控出料门(29)安装在仓体(28)的出口的下方,电子重量感应器(27)安装在仓体(28)上;区域流量控制器(25)、电子重量感应器(27)和电控出料门(29)的电控部分均与出料控制器电连接;出料控制器根据出料的温度调控各出料器的出料速度;能够使各出料器在相同时长的工作周期内排出重量相同的物料,使炉膛(3)内同一水平面的物料均匀下降;103:所述区域流量控制器(25)的出口安装带有电控出料门(29)的定容料仓(22);即:区域流量控制器(25)的出口位于定容料仓(22)的入口的上方;各区域流量控制器(25)、电控出料门(29)的电控部分均与出料控制器电连接;出料控制器根据出料的温度调控各出料器的出料速度;能够使各出料器在相同时长的工作周期内排出容积相同的物料,使炉膛(3)内同一水平面的物料均匀下降;所述高温固体物料通过进料系统从进料口(1)进入炉膛(3)内并堆积到不小于2米工作厚度,将换热管(12)埋没在高温固体物料中;出料系统(10)与进料系统联动维持上述工作厚度,高温固体物料在炉膛(3)内靠自重以小于每小时20米的速度从上而下移动,与换热管(12)中的水进行换热。6.根据权利要求5所述余热锅炉,其特征在于:所述各出料区域(23)的面积相等,出料管(9)设置在出料区域(23)的中心位置。7.根据权利要求5或6所述余热锅炉,其特征在于:所述出料管(9)周围的底板(8)向上凸起形成与出料管(9)相连接的漏斗型溜槽,或者各出料区域(23)的边界安装竖板形成与出料管(9)相连接的分隔室;所述出料管(9)上位于底板(8)下方的部分和区域流量控制器(25)之间能够安装检修阀(24);所述区域流量控制器(25)为电控闸板、振动出料器、双层插板阀或抽梯阀,电控闸板安装时与出料口保持3mm以上距离;所述定容料仓(22)内安装定容料仓料位仪(30),各定容料仓料位仪(30)均与出料控制器电连接;所述换热管(12)的外壁上安装翅片,翅片之间的间隙大于炉膛(3)内高温固体物料的最大粒径的1.5倍。8.一种高温固体余热锅炉,所述余热锅炉包括进料系统、炉体、换热系统和出料系统(10);所述换热系统主要由换热器和外部储热装置通过管道连接而成,外部储热装置为汽包(13)和热水箱之一及其组合,换热器安装在炉体的炉膛(3)内;其特征在于:所述换热器至少由一组换热管(12)及其进水联管、进水管、出水联管和出水管组成;每组换热管(12)的进水口通过本组的进水联管与本组的进水管连接,...
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