[实用新型]U型管式废热锅炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉，具体来讲是一种U型管式废热锅炉。

背景技术

废热锅炉是压力容器的一种，俗称“余热锅炉”，其原理就是将工厂中某些设备排出的高温高压废气对水进行加热，从而生成蒸汽、热水等。这些蒸汽和热水可以为其它的工艺过程提供热源，这也就实现了能源的回收与再利用。

废热锅炉一般会产生高温高压蒸汽，在工厂中大型压缩机，大型泵以及风机等大型机器都是靠锅炉产生的高压高温蒸汽驱动大功率背压式汽轮机来拖动。为了节省燃料，节约锅炉蒸汽，为厂房提供动力和电力以降低生产成本，可将背压式汽轮机里的中压蒸汽单独抽离出来在不同的地方使用，这样就能提高废气的使用效率。比如一部分中压蒸汽可带动凝汽式中压汽轮发电，为厂房中各种中、小型机器提供动力和照明，还有一些中压蒸汽可以用在中压工艺过程中。而在上世纪七十年代以来，虽然全球经济快速发展，但随之而来的是能源的消耗也不断增涨，且能源的需求量日益增多，能源危机已成为21世纪面临的几大难题之一。人们已经普遍认识到节约能源的重要性，开始了各种节能设备的开发应用。废热锅炉便是其中一种比较传统的节能设备，由于其回收热能的效率较高且制造成本较低，在各行各业之中都得到了广泛应用。所以对废热锅炉的研究和技术改进，对节约能源，解决能源危机有非常重要的意义。

废热锅炉与其它种类的锅炉有些不同，它的主要特点有：适用于温度较高，压力较大的场合，如在化工生产中合成氨的过程，废气温度高达1350℃，压力最高可达4.0MPa。传热速率快，这是因为有些废气在高温时会发生化学反应，特别是在石油化工生产中，为了避免废气发生过多的副反应，废气必须快速降温。这也就要求相应的废热锅炉传热速率要快。气体出口温度要控制适宜，比如高温废气降温时，如果温度降到混合废气的露点之下，里面的组分就会冷凝出来。要是其中含有腐蚀性气体成分，冷凝而出的酸雾，会对装置进行腐蚀。高温废气中含有很高的粉尘，所以在设计废热锅炉时要充分考虑到粉尘对锅炉结构的影响。低的废气压力降，需根据加工要求设定合理的废气压力降范围。密封要求高，因为工业废气中有很多具有腐蚀性、易燃性、剧毒性等，为了避免出现安全事故必须要求锅炉具有很好的密封性能。

废热锅炉广泛应用于化工和石油化工生产中，按结构分可大致归纳为三大类：(1)管壳式废热锅炉：此种废热锅炉和管壳式换热器结构差不多，原理就是是利用高温废气与水实现能量交换从而产生高温高压蒸汽。按照生产条件(如温度、压力等)和针对的生产问题不同，锅炉的结构类型有以下几种：列管式、螺旋盘式、U型管式等等。(2)烟道式废热锅炉：此种废热锅炉和普通的工业锅炉结构差不多，原理就是在高温废气流过炉膛时，和安装在炉内的换热管实现能量交换从而产生高温蒸汽。炉膛一般由耐火材料砌成，换热管中的介质则通常是水。使用的废气一般温度较高，压力则为常压。(3)双套管式废热锅炉：此种废热锅炉适用的温度和压力范围较广，原理就是废气流过内套管内时，与外套管中的锅炉水实现能量交换从而产生高温蒸汽。

通常，在烟道式废热锅炉中，使用的高温废气为常压，且在耐火砖砌的炉膛中，要安装锅炉本体、过热器和省热器等。要是高温废气的压力不是常压时，就要考虑是使用管壳式废热锅炉还是双套管式废热锅炉。再参考水与高温废气的温度和压力，选取合适的换热管的形式。废热锅炉设备分为主体设备和辅助设备，由于生产条件和工作要求有所不同，设备布置位置也就有所不同，可以都安置在一台装置内，也可以安置在几处。主体设备有锅炉本体、省热器、过热器、汽包等。系统附件有循环泵、水位调节器、给水泵、给水调节器、安全阀、蒸汽出口的压力调节器等。当今世界经济的发展趋向于全球化，工业和工厂的生产规模也不断扩大。为了满足工厂对能源和经济效益的不断追求，开发新的节能设备和改进传统的节能技术已势在必行。通常改进的方向就是希望能尽可能多的将工厂的废热热能再回收利用，将其转化为工厂所需要的电能和动能，从而降低生产成本，以获得最大的经济效益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于在此提供一种U型管式废热锅炉，整体结构比较简单且重量比较轻，制造方便，与其他锅炉相比，U型管式废热锅炉热交换区域要大，且材料消耗较少。在壳体内设置折流板和纵向隔板，故可提高废热锅炉的传热效率和壳体分质流速。壳体和管壁的工作要求较低，壳程中会出现结垢现象与管程会发生腐蚀的场合均可使用，通常工作温度在500℃以下，工作压力在10MPa以下，使用范围较广。