[发明专利]一种煤气化装置的余热锅炉设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热锅炉系统设备，属于供热系统设备技术领域。

背景技术

目前，煤气化装置的余热锅炉系统（煤化工行业煤气化装置余热回收系统）一般由蒸汽过热器及蒸发器等部件组成，在实际运用经常存在几方面不足：

1.      余热锅炉一般为卧式结构，占地面积大，土建投资大；

2.      蒸汽过热器直接受高温烟气辐射、冲刷，蒸汽过热器易超温而造成换热管烧坏，更换频繁，影响余热锅炉的持续运行；

3.      系统单独设置热力除氧器，额外增加系统投资及运维成本；余热锅炉受热面积灰严重，排灰不及时。

发明内容

本发明针对上述问题的不足，提出一种占地面积小、节省设备投资和土建投资成本、蒸汽过热器安全、排灰自动及时的煤气化装置的余热锅炉设备。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种煤气化装置的余热锅炉设备，包括立式结构的余热锅炉、高参数系统以及自除氧低参数系统；所述余热锅炉上端开设有烟气进口，而下端设置有卸灰装置，且所述卸灰装置通过漏斗形排灰口与余热锅炉连接；所述高参数系统包括高参数汽包、水冷段、蒸汽过热器、第一蒸发器以及第二蒸发器，所述高参数汽包通过高参数上升管分别与水冷段、第一蒸发器以及第二蒸发器的上端连接，同时所述高参数汽包通过高参数下降管分别与水冷段、第一蒸发器以及第二蒸发器的下端连接，所述高参数汽包通过饱和蒸汽管与蒸汽过热器相连；所述自除氧低参数系统包括低参数汽包和除氧蒸发器，所述低参数汽包通过低参数上升管与除氧蒸发器上端相连，同时所述低参数汽包通过低参数下降管与除氧蒸发器下端相连；所述低参数汽包上设置有低参数给水管，所述高参数汽包与低参数汽包之间通过高参数给水管连接，且所述高参数汽包、低参数汽包分别设置在余热锅炉的顶部，而所述水冷段、蒸汽过热器、第一蒸发器、第二蒸发器以及除氧蒸发器由上到下依次设置于余热锅炉内，且所述水冷段、蒸汽过热器、第一蒸发器、第二蒸发器及除氧蒸发器沿着烟气自上而下的流向依次布置在余热锅炉的受热面；另外所述水冷段倾斜设置在余热锅炉内，同时所述除氧蒸发器与漏斗形排灰口之间设置有烟气出口。

优选的：所述水冷段与余热锅炉的竖直方向之间夹角为α，α为3°～10°。

优选的：所述水冷段的高参数上升管位于在倾斜方向上水冷段上的最高处。

优选的：所述卸灰装置包括料位信号装置、排灰阀，所述料位信号装置与排灰阀的电动机建立联锁，实现自动及时排灰。

优选的：所述蒸汽过热器采用水管式结构，且所述蒸汽过热器的换热管水平放置于烟道内。

优选的：所述蒸汽过热器的换热管选用管径为32～42mm的管子，同时所述蒸汽过热器的质量流速在250～1100kg/(m²·s)。

优选的：所述水冷段、第一蒸发器、第二蒸发器及除氧蒸发器均采用立式火管结构。

优选的：所述水冷段、第一蒸发器、第二蒸发器及除氧蒸发器的换热管选用管径为32～76mm的管子，且所述水冷段、第一蒸发器、第二蒸发器及除氧蒸发器的换热管呈正三角形或正方形排布组成换热管束，所述水冷段、第一蒸发器、第二蒸发器及除氧蒸发器的烟气流速在25～35m/s。

进一步地：所述高参数给水管上设置有水泵。

本发明的一种煤气化装置的余热锅炉设备，相比现有技术，具有以下有益效果：

1. 由于所述余热锅炉的整体布置采用立式布置，自上而下依次布置有水冷段、蒸汽过热器、第一蒸发器、第二蒸发器及除氧蒸发器。因此煤气化装置产生的烟气由高温到低温、自上而下流动；水（汽水混合物）介质由低温到高温、从下往上流动；高参数汽包产生的高参数饱和蒸汽经煤气化装置烟气的温度较低段流入，饱和蒸汽被加热成过热蒸汽后从煤气化装置烟气的温度较高段流出。余热锅炉中，煤气化装置烟气和余热锅炉汽水介质彼此沿着相反的方向流动，构成一种余热回收热效率高的逆流热交换。余热锅炉采用立式布置占地面积小、土建投资成本低。

2. 由于余热锅炉采用高低参数双压系统设计（高参数系统以及自除氧低参数系统），所述高参数系统包括高参数汽包、水冷段、蒸汽过热器、第一蒸发器以及第二蒸发器，所述自除氧低参数系统包括低参数汽包和除氧蒸发器，因此烟气能量梯级分段吸收，显著提高余热锅炉热效率。烟气末级（低温段）设置除氧蒸发器，通过控制自除氧低参数系统的压力，除氧蒸发器换热管管壁温度高于露点温度，避免烟气低温腐蚀。