一种具有流化气分布器的废热锅炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种废热锅炉，特别是一种具有流化气分布器的废热锅炉，属于化工装置技术领域。本实用新型专利技术的一种具有流化气分布器的废热锅炉，包括壳体、装配于壳体内的多个管束组件、以及呈倒锥形的流化气分布器；管束组件装配于壳体上段并向下延伸，管束组件具有穿出壳体的进液口与出汽液口；流化气分布器具有多个用于流通工艺气的通气口,流化气分布器内壁用于贮存粒料以形成冷态床层，流化气分布器外壁与壳体下端之间形成流化气分配室；壳体下段设有连通所述流化气分配室的进气口，壳体上端设有出气口。采用本实用新型专利技术时，废热锅炉的管束组件轴向承受的热强度趋于均匀，使得废热锅炉运行过程中更加平稳，延长了使用寿命。

A Waste Heat Boiler with Fluidized Gas Distributor

The utility model discloses a waste heat boiler, in particular a waste heat boiler with a fluidized gas distributor, belonging to the technical field of chemical plants. The utility model relates to an exhaust heat boiler with a fluidized gas distributor, which comprises a shell, a plurality of tube bundle assemblies assembled in the shell, and an inverted conical fluidized gas distributor; the tube bundle assemblies are assembled in the upper part of the shell and extend downward, and the tube bundle assemblies have an inlet and an outlet through the shell; the fluidized gas distributor has a plurality of air ports for circulating process gas and a fluidized gas distributor. The inner wall of the distributor is used for storing granular materials to form a cold bed, and a fluidized gas distribution chamber is formed between the outer wall of the distributor and the lower end of the shell; an air inlet connecting the fluidized gas distribution chamber is arranged at the lower part of the shell, and an air outlet is arranged at the upper end of the shell. When the utility model is adopted, the axial thermal strength of the tube bundle assembly of the waste heat boiler tends to be uniform, which makes the operation process of the waste heat boiler more stable and prolongs its service life.

【技术实现步骤摘要】
一种具有流化气分布器的废热锅炉
本技术涉及一种废热锅炉，特别是一种具有流化气分布器的废热锅炉，属于化工装置

技术介绍
废热锅炉是化工装置的核心设备，一般使用在放热反应器中或放热反应器后，对反应气体快速冷却；或者使用在高温气体的热量回收中。有些高温气体或反应气（以下统称为工艺气）温度高，使废热锅炉的使用条件比较苛刻，尤其对工艺气压力比较高且温度比较高的废热锅炉，由于管壳程之间热膨胀产生的应力问题，传统的管壳式废热锅炉几乎不可用。为了解决此问题，现有技术中采用了其他结构形式的废热锅炉，如工艺气下进上出的刺刀式废热锅炉（立式），包括壳体、1个管板、顶部饱和水及水汽双管箱、套管式换热管（该换热管包括套管外管以及套装于套管外管内的套管内管），套管式换热管上端由管板（上管板）支撑、下端可自由伸缩，套管内管为饱和水下降管，套管外管为水汽上升管；套管内管与套管外管之间环隙流通的饱和水与工艺气实现换热。（结构形式可参见中国技术专利201020145549.7的附图2或3）。刺刀式废热锅炉很好地解决了管壳程热膨胀引起的应力问题，但是刺刀式废热锅炉的套管式换热管轴向承受的热强度不够均匀，下端较大上端较小，由此导致换热管壁温也是下端较高上端较低，下端容易损坏。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种具有流化气分布器的废热锅炉，本技术的废热锅炉的管束组件轴向承受的热强度趋于均匀，使得废热锅炉运行过程中更加平稳，延长了使用寿命。本技术采用的技术方案如下：一种具有流化气分布器的废热锅炉，包括壳体、装配于壳体内用于流通换热介质的多个管束组件、以及位于管束组件下方呈倒锥形的流化气分布器；所述管束组件装配于壳体上段并向下延伸，管束组件具有穿出壳体的进液口与出汽液口；所述流化气分布器具有多个用于流通工艺气的通气口,流化气分布器内壁用于贮存粒料以形成冷态床层，流化气分布器外壁与壳体下端之间形成流化气分配室；所述壳体下段设有连通所述流化气分配室的进气口，壳体上端设有出气口。采用本技术时，流化气分布器内贮存粒料（粒料优选为砂子与尘）形成冷态床层。饱和锅炉水（换热介质）从进液口进入管束组件，饱和锅炉水在管束组件流动的过程中与高温工艺气以及粒料进行热交换，饱和锅炉水被汽化后形成的水汽混合物从出汽液口流出。同时，对于高温工艺气（含尘或不含尘）的流动换热过程而言：高温工艺气从进气口进入流化气分配室内，然后流过流化气分布器的通气口进入冷态床层；此时，粒料在工艺气（或者称作流化气）的作用下上浮到一定高度并混合换热（冷态床层变为工作床层，在此过程中，粒料升温、工艺气降温，达到基本平衡的工作温度，称为工作床层温度）；粒料与工艺气的混合物与管束组件流通的饱和锅炉水进行热交换，换热后的低温工艺气（含有少量细小颗粒的尘）从出气口流出。废热锅炉不工作与工作时，粒料在废热锅炉内的两种不同的床层高度状态。废热锅炉不工作时，粒料在流化气分布器静止内形成冷态床层，此时称为冷态床层高度（冷态床层高度优选大于或等于流化气分布器的内壁高度，当然也可以小于流化气分布器的内壁高度）。废热锅炉工作时，粒料在工艺气作用下上浮并保持一定高度分布在管束组件周围，此时为工作床层高度，此时的工作床层称为密相区（粒料在该密相区内循环流动）；而工作床层以上至壳体上端称为稀相区。采用本技术时，流化气分布器与粒料形成床层，粒料与工艺气的混合物比单独的工艺气的换热系数高，这就增大了换热系数，提高了换热效率；并且由于工艺气与粒料首先进行了热交换，使得工作床层温度低于进气口的工艺气温度，这就提高了废热锅炉的高温适用范围。采用技术时，饱和锅炉水与粒料与工艺气的混合物的换热过程主要在密相区进行，由于本技术的独特设计，密相区的工作床层温度较为均匀，使得管束组件轴向承受的热强度趋于均匀，使得废热锅炉运行过程中更加平稳，延长了使用寿命。采用本技术时，通过控制工艺气从进气口的进气量，即可控制工作床层高度（或者说密相区的大小），实现调节废热锅炉的换热量，调节工艺气流出出气口的温度。本技术采用粒料（固体颗粒）建立床层，适用于含尘（固体颗粒）的高温工艺气；当然也可以适用于不含尘的高温工艺气。本技术的一种具有流化气分布器的废热锅炉,所述流化气分布器内壁或/和外壁设有冷却盘管以及分布器衬里，该分布器衬里覆盖冷却盘管，所述通气口贯穿分布器衬里，冷却盘管的盘管进口与盘管出口穿出壳体。废热锅炉工作时，从盘管进口向冷却盘管通入冷却介质（比如冷却气），盘管进口内的冷却介质与流过流化气分布器的高温工艺气实现热交换后从盘管出口流出，从而降低工艺气温度，能够进一步提高废热锅炉的高温适用范围。作为优选，分布器衬里为耐磨衬里；用于减少流化气分布器的磨损及其承受的热强度。作为优选，流化气分布器内外壁都缠绕设置冷却盘管，流化气分布器内外壁都设置分布器衬里覆盖冷却盘管。本技术的一种具有流化气分布器的废热锅炉,所述流化气分布器下端设有排渣口，流化气分配室下端设有排灰口，所述排渣口与排灰口从壳体下端穿出。对于含尘的高温工艺气而言，随着时间的推移，工艺气的尘混入粒料，使得工作床层的粒料逐渐变多，为了维持工作床层的高度，可通过排渣口排出多余的粒料以维持工作床层的高度。而沉积在流化气分配室的尘（工艺气的部分尘不可避免的没有进入工作床层，而沉积在流化气分配室）可通过排灰口排出。本设计特别适用于含尘的高温工艺气；采用本设计时，对于不含尘的高温工艺气而言，为了维持工作床层的高度，可通过在线加砂系统给工作床层补充粒料。本技术的一种具有流化气分布器的废热锅炉,所述管束组件包括装配于壳体上段的套管式集箱，套管式集箱连接有向下延伸的若干束换热管单元；所述套管式集箱包括装配于壳体上段的外集箱和套装于外集箱内的内集箱，所述内集箱上设置所述进液口，该进液口穿出外集箱后从壳体穿出；所述外集箱上设置所述出汽液口，该出汽液口从壳体穿出；所述换热管单元包括外套管和插入于外套管内的内套管，所述外套管下端为盲端，内套管下端插入至外套管下端、并与外套管相连通；内套管上端穿入外集箱后与内集箱相连通，外套管上端与外集箱相连通。作为管束组件的具体优选设计，在废热锅炉工作过程中，饱和锅炉水从进液口进入内集箱后，分流入每根与该内集箱相连通的内套管内，在内套管内向下流动，然后从内套管下端流入外套管下端后向上折回，然后沿外套管与内套管之间的环隙向上流动进入外集箱（在此过程中，饱和锅炉水与外套管外的工艺气与粒料并流换热、并被汽化），换热后形成的水汽混合物流经外集箱与内集箱之间的环隙从出汽液口流出。本设计不采用管板，而是采用了套管式集箱作为换热管单元的支撑，设备易于大型化，套管式集箱相对于管板而言，材料的档次要求低，降低了废热锅炉的制造费用，经济性好。得益于本技术管束组件的设计，还能够减少气相空间布管死区，从而增加了单位体积换热面积，提高了换热效率。为了增大本技术的废热锅炉单位体积内的换热面积，提高换热效率；本技术对换热管单元改进提出了以下两种可选择的技术方案。第一种方案：进一步的，所述换热管单元还包括若干根换热支管，所述换热支管位于外套管外侧、沿外套管轴线分布，换热支管的上下端分别与外套管的上下端相连通。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有流化气分布器的废热锅炉，其特征在于：包括壳体、装配于壳体内用于流通换热介质的多个管束组件（5）、以及位于管束组件（5）下方呈倒锥形的流化气分布器（6）；所述管束组件（5）装配于壳体上段并向下延伸，管束组件（5）具有穿出壳体的进液口（511）与出汽液口（521）；所述流化气分布器（6）具有多个用于流通工艺气的通气口（61）,流化气分布器（6）内壁用于贮存粒料（8）以形成冷态床层，流化气分布器（6）外壁与壳体下端之间形成流化气分配室（25）；所述壳体下段设有连通所述流化气分配室（25）的进气口（24），壳体上端设有出气口（31）。

【技术特征摘要】
1.一种具有流化气分布器的废热锅炉，其特征在于：包括壳体、装配于壳体内用于流通换热介质的多个管束组件（5）、以及位于管束组件（5）下方呈倒锥形的流化气分布器（6）；所述管束组件（5）装配于壳体上段并向下延伸，管束组件（5）具有穿出壳体的进液口（511）与出汽液口（521）；所述流化气分布器（6）具有多个用于流通工艺气的通气口（61）,流化气分布器（6）内壁用于贮存粒料（8）以形成冷态床层，流化气分布器（6）外壁与壳体下端之间形成流化气分配室（25）；所述壳体下段设有连通所述流化气分配室（25）的进气口（24），壳体上端设有出气口（31）。2.如权利要求1所述的一种具有流化气分布器的废热锅炉，其特征在于：所述流化气分布器（6）内壁或/和外壁设有冷却盘管（62）以及分布器衬里（63），该分布器衬里（63）覆盖冷却盘管（62），所述通气口（61）贯穿分布器衬里（63），冷却盘管（62）的盘管进口（621）与盘管出口（622）穿出壳体。3.如权利要求1所述的一种具有流化气分布器的废热锅炉，其特征在于：所述流化气分布器（6）下端设有排渣口（64），流化气分配室（25）下端设有排灰口（26），所述排渣口（64）与排灰口（26）从壳体穿出。4.如权利要求1所述的一种具有流化气分布器的废热锅炉，其特征在于：所述管束组件（5）包括装配于壳体上段的套管式集箱，套管式集箱连接有向下延伸的若干束换热管单元；所述套管式集箱包括装配于壳体上段的外集箱（522）和套装于外集箱（522）内的内集箱（512），所述内集箱（512）上设置所述进液口（511），该进液口（511）穿出外集箱（522）后从壳体穿出；所述外集箱（522）上设置所述出汽液口（521），该出汽液口（521）从壳体穿出；所述换热管单元包括外套...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泓远，段启勇，陈平生，李五常，贺玲，李修道，
申请(专利权)人：四川科新机电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51