[发明专利]一种IGCC过程气余热锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热锅炉，尤其涉及一种用于回收IGCC过程气热量的余热锅炉。

背景技术

整体煤气化联合循环（Integrated Gasification Combined Cycle，简称IGCC）发电技术，是指将燃料煤进行气化后得到合成气，将合成气净化后用于燃气-蒸汽联合循环的发电技术。IGCC技术是把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净煤气化技术结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有发展前景的洁净煤发电技术，被视为21世纪煤电发展的重要方向，是解决煤电可持续发展的最有效的技术途径之一。但在IGCC技术应用中仍存在很多难题亟待解决，首先是为了保证气化效率，煤气化炉需要在高温高压的环境下运行；其次是煤气化炉产生的高温高压粗煤气（过程气）进入燃气轮机之前必须进行净化，而在目前技术条件下，可靠的煤气净化方法仍是低温湿法净化。为此，必须有一种耐高温高压的热能回收设备，在回收高温高压粗煤气（过程气）大量显热能的同时，将粗煤气（过程气）的温度降到满足下级脱硫除尘净化装置工艺要求温度之下。传统锅炉结构形式是粗煤气（过程气）走管外，水及水蒸气走管内，导致的结果一是管外的粗煤气（过程气）与管壁的积灰基本上无法清除，二是管外的粗煤气（过程气）为可燃气体，传统锅炉结构形式无法做到本发明型式的粗煤气（过程气）走管内的密封效果，三是传统锅炉结构形式无论是在烟道内放置对流管束，还是布置盘管受热面，都无法排除锅炉受热面弯头增多，结构复杂，导致锅炉运行寿命减短和维修量增大的局面。本发明正是针对上述条件和要求，打破了传统锅炉结构形式，设计出了一种全新的IGCC过程气热能回收余热锅炉。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制的一种IGCC过程气余热锅炉，其锅炉主体具有多个相互连接的锅壳式对流受热面，在所述多个受热面内部具有相互连通的换热管，工作时，由外界设备产生的高温过程气进入换热管，进行逐级降温；锅炉工质进入各换热面，依次加热。

所述锅炉主体具有：锅壳式的第一级对流蒸发器，其内部具有与外界设备相连的换热管，该第一级对流蒸发器的底部和顶部开有连接汽水连接管的管口；

固定在第一对流蒸发器下方的高温过热器，该高温过热器为锅壳式过热器，其内部具有换热管，该换热管与所述第一级对流蒸发器内部的换热管相连接，该换热管的管内介质来自于所述锅壳式换热筒体的管内介质；该高温过热器的上方和下方开有连接汽水连接管的管口；

固定在高温过热器下方的锅壳式的低温过热器，其内部具有换热管，该换热管与所述所述高温过热器内部的换热管相连通，换热管的管内介质来自所述高温过热器内部的换热管；低温过热器的顶部和底部开有连接汽水连接管的管口；所述位于低温过热器顶部的管口通过汽水连接管与所述高温过热器的底部管口相连接；

固定在所述低温过热器下方的锅壳式的第二级对流蒸发器，其内部具有换热管，该换热管与所述低温过热器内部的换热管连通，其管内介质来自所述低温过热器内部的换热管，所述第二级对流蒸发器的顶部和底部开有管口；

固定在第二级对流蒸发器下方的锅壳式的省煤器，其内部具有换热管，该换热管与所述第二级对流蒸发器内部的换热管相连通，其管内介质来自所述所述第二级对流蒸发器内部的换热管，该省煤器的顶部和底部开有连接汽水连接管的管口；

所述锅炉汽包，通过汽水连接管与所述第一级对流蒸发器、低温过热器、第二级对流蒸发器和锅壳式省煤器的管口相连接；所述锅炉汽包内部设有汽水分离装置；

工作时，外界设备产生的高温过程气首先通过所述锅壳式换热筒体进入第一级对流蒸发器，依次经过所述高温过热器、低温过热器、第二级对流蒸发器和省煤器内部与所述锅壳式换热筒体相连接的换热管，进行逐级降温；同时，锅炉工质首先进入所述省煤器，加热后通过汽水连接管进入锅炉汽包；锅炉汽包中的水通过汽水连接管分别进入第一级对流蒸发器和第二级对流蒸发器中，换热成为汽水混合物后经由汽水连接管至锅炉汽包；所述汽水混合物通过所述汽水分离装置产生饱和蒸汽；饱和蒸汽通过汽水连接管，进入低温过热器和高温过热器加热，加热后的过热蒸汽输出至外部设备，完成过程气余热回收。

所述第一级对流蒸发器的顶部固定有入口烟箱，该入口烟箱与所述第一级对流蒸发器锅壳筒体内部换热管相连通，由外部设备输送的高温过程气或介质，首先通过入口烟箱，再进入所述各受热面；所述省煤器的下部固定有出口烟箱，由所述省煤器输出的过程气，经过出口烟箱输出至外部设备；所述出口烟箱和入口烟箱都开有检修人孔；所述出口烟箱还设有放灰口。