本发明专利技术为有除尘功能的超临界、高压蒸汽、三段式余热锅炉，可用于大型冶炼炉及工业窑炉的烟气粉尘与余热回收。其特征是：由导流管引入熔炉烟气并使其变为螺旋运动，第一级锅炉的内腔是一个大直径的扩散式旋风除尘器，它的上半部包括导流管是第一段余热锅炉，产生超临界高压蒸汽，下半部是第二段余热锅炉生产过热水，用于补充第一段生产蒸汽时的水消耗。第二级锅炉的内腔是一个由多只小直径扩散式旋风除尘器并联的除尘器，是这个余热回收系统的第三段余热锅炉，它用于加热熔炉冷却热水，用来补充第二段的水消耗，计算机自动控制装置使该系统的性能大大提高，产气稳定。由于采用了两级除尘器串联的方案可提高除尘效率，可扩大换热面积，提高热效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种大型冶炼熔炉及工业窑炉所使用的，环保及余热回收的有较 好除尘功能的高效余热锅炉。
技术介绍
在目前的现有技术中，除尘器与余热回收锅炉是两个不同的部件。从回收余 热的角度考虑则应当将余热锅炉放在第一级，但由于标准的余热锅炉只考虑如何提高锅炉壁 与废气的热交换系数，忽略了绝大多数的冶炼炉和工业窑炉的废气中含有大量的粉尘，有的 还含有粘度极高的煤焦油(如大型密闭电石炉的炉气)。由于这些粉尘和粘性物质的存在，它 们会依附或粘贴在余热锅炉的换热管壁上，使余热锅炉的换热效率降低，在多数情况下这些 粉尘和粘性物质会将余热锅炉的换热气路堵死，使余热锅炉不能正常工作。若将余热锅炉放 在第二级，除尘器放在第一级则除尘器将工作于700摄氏度以上的高温之下，除尘器成为了 一个散热器使大量的废气余热受到损失，过高的温度也不利于除尘器的正常工作。处在第二 级的余热锅炉由于废气的余热被除尘器消耗了一部分，因而废气温度低，余热锅炉热效率降 低， 一般情况下只能生产低压蒸汽(1M帕以下)或热水。现有的余热锅炉除不能用于高浓度粉尘与粘性物质的烟气外，大多只考虑生产低压蒸汽 或热水其利用价值不大。而大型冶炼炉及工业窑炉产气量巨大，余热多，但它与燃煤锅炉有 较大的区别。燃煤锅炉的炉膛温度高火力集中，其温度可高达150(TC以上，而冶炼炉的炉气 温度一般都在IOO(TC以下，密闭电石炉(矿热炉)的炉气温度只有700'C，如何利用温度较 低的炉气高效率的生产395C以上的超临界高压蒸汽，在目前还是一个行业性的难题
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能将除尘与余热回收合为一体的，具有高除尘效率 又有高热效率的二级三段式超临界，高压，蒸汽余热锅炉，生产出的高压蒸汽可推动超临界 汽轮机工作，用于发电或作为动力机械使用。一种有除尘功能的余热锅炉，包括导流管，第一级锅炉，它的内腔是一个大直径旋风式 除尘器，锅炉的第一段(超临界高压蒸汽段)有安全阀、进水阀、放气阀，第二段(高压过 热水段)有安全阀、进水阀、出水阀，第二级锅炉的内腔为一组并联的小直径扩散式旋风除 尘器是这个余热锅炉的第三段，它有安全阀、进水阀、高压热水泵，低温热水泵，计算机及 设置在锅炉各处的传感器和执行元件构成了这个除尘余热回收系统的自动控制装置。所述的 导流管内有若干片螺旋形的导流叶片，它可使流经导流管的气流由直线运动变为一股围绕中心旋转并以螺旋的方式向前运动的气流；所述的第一级锅炉是这个余热锅炉的前两段，导流 管与该锅炉的上半段是由若干根高压蒸汽管所组成的超临界高压蒸汽锅炉，它将吸收到高温 废气的余热转化为超临界的高压蒸汽，安全阔使它工作在所需的安全范围之内，它通过进水 阀与该锅炉的下半段，即第二段余热锅炉相连接，第一段用于吸收废气中700—400'C的高位 热能，并将它们转化为395'C的超临界高压蒸汽。由于该锅炉是一个完整的扩散式旋风除尘 器，因此速度较高的旋转气流将会在该容器内停留较长的时间，并与内腔壁发生螺旋线式的 反复接触，大大的增加了高温气体与内腔的换热效率。位于锅炉下部的第二段则吸收被第一 段吸热降温后的400--20(TC的中位热能，它由若干根高压管子组成一个过热水锅炉，它通过 出水阀与第一段余热锅炉的进水阀相联通，其作用是向第一段余热锅炉补充200'C的过热水； 所描述的第二级锅炉，它是这个三段式余热锅炉系统的三段余热锅炉，由若干根普通的锅炉 管所组成，用于吸收第二段的余热锅炉吸热后的220—12(TC的低位废气余热，它向第二段余 热锅炉提供ll(TC的中温热水，该段中的高压中温热水泵用于将第三段余热锅炉加热至110 'C的中温热水压入第二段余热锅炉内，低温热水泵则用于抽吸来自熔炉冷却系统的60—70°C 的冷却热水，并将它们压入第三段余热锅炉之内。由于冶炼炉在生产过程中所产生的废气不 是一个稳定的气源，它的波动将会影响到余热锅炉系统的正常工作，若通过计算机及设在锅 炉各处传感器和执行元件装置的自动调控，可确保锅炉连续产气并稳定工作。由于该系统将除尘器与余热回收锅炉紧密地结合为一体，免除了现有余热锅炉存在的废 气粉尘堵塞锅炉换热气路的问题。同时利用旋风除尘器内，气流较高的旋转速度并与其内壁 反复接触的原理，提高了锅炉本身的换热效率。釆用二级三段式的结构大大增加了锅炉的换 热面积，阶梯式的提高能量梯位，使得现有技术中用途不多的回收热变为有较高利用价值的 高位热能，特别适用于大型熔炉及大型企业的资源综合利用，有明显的节能降耗特点。省去 了一套单纯的废气冷却系统和旋风除尘器，不但能除尘而且可回收到有较高利用价值的超临 界高压蒸汽，还有粉尘粉末。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细地说明。附图是本专利技术的原理及结构方框图。附图中的l为从熔炉来的含尘高热废气；2为导流管及第一级锅炉的高温热气入口； 3为 导流管；4为第一级锅炉的气体出口； 5为第一段余热锅炉的安全阀；6为第一段余热锅炉 的传感器；7为高温高压蒸汽；8为第一段余热锅炉的进水阀；9为第二段余热锅炉的出水阀；10为第二段余热锅炉的安全阀；11为第二段余热锅炉的控制传感器；12为第二段余热锅炉 的中温热水入口； 13为第二级锅炉的热气入口； 14为第二级锅炉的废气出口； 15为经除尘 净化后的炉气；16为第三段余热锅炉的安全阀；17为第三段余热锅炉的控制传感器；18为 中温热水泵；19为低温热水泵；20为熔炉冷却热水；21为计算机自动控制装置；所有管道与锅炉表面的绝热保温层(图中未画出)。具体实施方式附图所描述的熔炉高温烟气除尘余热回收锅炉系统包括导流管3、第一级锅炉，第二级锅炉，中温热水泵18，低温热水泵19，计算机自动控制装置，所有管道与锅炉表面的绝热保温层。所述的导流管是一较长的圆柱形管子，它与第一级锅炉的入口连接在一起，内腔有多片 螺旋形的导流叶片，其作用是使来自熔炉的直线运动气流变为围绕管子中心作螺旋运动的旋 转气流，这样可以使进入第一级锅炉内腔(扩散式的旋风除尘器)气流形成两种旋转运动， 一种为一股气流自身的旋转，另一种为这股气流绕内腔壁的旋转，在两种旋转力的作用下， 加大了气体与容器壁换热面积，同时还压縮了烟气中粉尘的局部浓度，有利除尘效率的提高。 导流管的外壁是第一段余热锅炉的一部分，它的后端与第一级锅炉的入口相连，它的前端有 第一段余热锅炉的高压蒸汽管出口，这样的布置是为了使高压蒸汽能得到更多的余热。所述的第一级锅炉，由两段余热锅炉所构成，它们均由耐高压，高温的专用锅炉管所制 成，第一段余热锅炉由管子排列组合焊为大直径的扩散式旋风除尘器的上半部，第二段余热 锅炉同样由管子排列组合焊而成，但它是该扩散式旋风除尘器的下半部。选用扩散式旋风除 尘器的内腔形状是因为直径可以做得大一些，有较大的换热面积，容器内的风速较低有较长 的换热时间，而且容器的下部分是扩散型的可减少废气中的尘粒对容器壁的磨蚀量。对于现 有旋风除尘器普遍存在的废气尘粒对容器壁的磨蚀问题可对容器壁采用抗磨蚀措施来解决， 加上选用合理的低磨损型的扩散式旋风除尘器，可使该余热锅炉有一个较长的安全工作时间， 可确保该余热锅炉的安全使用。第一段余热锅炉用来吸收来自熔炉的高温烟气，通过第一段余热锅炉的管壁进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含粉尘矿热炉及工业窑炉烟气除尘，余热回收锅炉系统，该系统包括：导流管３；第一级锅炉；第二级锅炉；中温热水泵１８；低温热水泵１９；计算机自动控制装置及所有管道与锅炉体的绝热保温层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢西平，
申请(专利权)人：谢西平，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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