[发明专利]带机械刷清灰装置的单压矿热炉余热锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热锅炉，特别是对矿热炉烟气的余热吸收及有效清除换热面积灰的余热锅炉。

背景技术

矿热炉在工业炉窑体系中占有非常重要的地位，据中国铁合金工业协会相关统计数据，我国是世界第一铁合金生产大国，2010年全国铁合金产量2435.5万吨，同比增长10.23％，占世界铁合金总产量的50％以上。我国铁合金行业90％左右产品采用矿热炉电热法生产，能源消耗比较高，是国家节能减排的重点行业。矿热炉的用电量占全国发电量的2 % ， 电力消耗备受关注余热发电技术是一项国家积极鼓励大力推广的节能技术，不仅节约能源，更有利于环境保护。因此，促使该领域改造和新建项目的余热回收装置将迎来大发展的有利时机。

矿热炉一般分3种炉型，第一种是全封闭型，第二种是矮烟罩半封闭型，第三种是高烟罩敞口型。目前，我国绝大多数大中型矿热炉采用矮烟罩半封闭型，仅少数5 000 kVA以下小矿热炉没有进行技术改造，仍采用高烟罩敞口型；锰硅合金、高碳锰铁、高碳铬铁、工业硅等大中型矿热炉有部分采用全封闭型，这是铁合金矿热炉炉型发展方向。

半密闭炉由于其含有的可燃气体微乎其微，温度高达400 ℃以上，而且从炉门处混入的空气较多，烟气量较大。适合采用余热锅炉换热发电，热效率能达到26％~28%左右，但难点在于烟气的粉尘中含有大量的SiO2，粉尘粒度均小于5微米，小于2微米以下的占77%。这些粉尘的粘性很大，非常容易粘附在烟囱、烟道、金属管表面，导致换热面的换热效率急剧降低。目前余热锅炉受热面的清灰装置，主要有振打清灰、钢珠清灰、蒸汽（空气）吹灰、激波清灰等（此外还有一种利用细砂进行清灰的方式，由于对受热面磨损较重，很少采用）。但是，这些清灰方式经实际验证都不适用。

中国国家知识产权局在2010年1月13日公开了一项名为“一种硅铁矿热炉低温烟气余热发电锅炉”公开号为CN201382702Y，其内容为:该装置由锅炉本体、烟气进口、过热器、蒸发区、软水加热器、水预热器、强制循环泵、机械振打装置、蛇形管束、烟气出口组成。其中锅炉本体为横向冲刷水平通道结构，锅炉本体的两侧分别设置烟气进口、烟气出口，锅炉本体上自烟气进口向烟气出口依次设置过热器、蒸发区、软水加热器和水预热器；锅炉本体下端底部设置强制循环泵，蒸发区的水循环利用强制循环泵进行强制循环；锅炉本体的受热面采用小直径垂直悬吊布置的厚壁蛇形管束，错排方式布置；锅炉受热面上设置进行清灰的机械振打装置。

该余热锅炉存在的不足之处在于：受热面采用错排方式布置，易积灰，并且采用机械振打装置进行清灰，对于矿热炉这种纳米级、胶结性能好、静电吸附和微粒间吸附能力强、不宜沉降的灰尘清灰效果差，当烟气中所携带的灰尘沉积在换热管上时，振打清灰不能将其清除，轻者导致换热效果降低，严重时将烟气通道完全堵塞，致使锅炉被迫停运。

中国国家知识产权局公布的“钢珠除尘式矿热炉余热锅炉”公开号为101701775A 。该发明是采用炉顶布置有一钢珠播撒装置，在炉底灰斗下方设置钢珠分离收集装置进行清灰。该发明的不足之处在于：此装置的钢珠播撒不均易引起受热面上的积灰分布不均，影响换热器的传热效率，甚至可能发生积灰在局部结成大块使受热面失效的情况，形成安全隐患。另外，钢珠在清灰系统中循环、临时贮存时极易生锈、抱团结块，特别在烟气中含有H₂O、SO₂等气体、复杂成分的灰分的情况。钢珠一旦结块就很难消除，会堵塞钢珠播撒喷口、钢珠导管、检修难度大。

发明内容

本发明目的在于提供一种投资少、改造方便、清灰彻底、余热利用效率高的带机械刷清灰装置的单压矿热炉余热锅炉。