[实用新型]合成气废热锅炉

说明书

技术领域

本实用新型属于化工设备技术领域，特别涉及一种以煤、油、气为原料生产合成氨装置中的合成气废热锅炉。

背景技术

合成气废热锅炉（简称合成废锅）是以煤、气、油等生产合成氨的工艺装置中的核心设备。由于其使用工况复杂和恶劣，目前国内生产的规模大的合成氨装置仍然大量采用进口。国内设计的合成气废锅只能用在小型装置上，并且由于设计上存在各种技术问题，合成气废锅存在着直径大、结构复杂，制造难度大、投资大、检修困难、安全和稳定性差难以保证等问题，成为整个装置稳定和长周期生产，以及装置大型化的瓶颈。

现在国内也有各种类型结构的合成气废锅的设计和使用，但也存在一些问题，如：（1）常规的放射梅花状排管结构，管板面必须有环状的非布管区，因此，设备直径大，U型管结构复杂，规格多且安装难度大，而且由于排管数量的制约，设备无法适应装置规模放大要求；（2）大小管板间的金属套管结构不合理，造成套管处气流短路，进而造成管头焊缝裂纹；（3）进口内金属管箱不可拆，设备无法检修；（4）由于小管板不可拆，在金属套管或管头出现问题后，无法更换和修理。

因此，开发具有自有知识产权和专利技术的、独特的、安全的、稳定可靠的，并且是可以再放大的一种合成气废锅，是国产化大型合成氨及其它类似装置的核心内容。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种在相同设备直径下能够有效增加换热面积，并合理控制换热管长度，从而适用于工业装置大型化需要，而且还能合理减小设备直径的合成气废热锅炉。

本实用新型的技术方案是这样实现的：合成气废热锅炉，包括炉体、大管板以及设置在大管板上的若干U型换热管，其特征在于：所述大管板中心对应的至少一列U型换热管以水平中心线为轴线进行弯曲布置，其余的U型换热管以垂直中心线为轴线进行弯曲布置，或者所述大管板中心对应的至少一排U型换热管以垂直中心线为轴线进行弯曲布置，其余的U型换热管以水平中心线为轴线进行弯曲布置，弯曲方向不同的两部分U型换热管的直段长度不同。

本实用新型所述的合成气废热锅炉，其弯曲方向相同的多个U型换热管中，其相邻U型换热管的进、出口交错布置。

本实用新型所述的合成气废热锅炉，其弯曲方向相同的多个U型换热管中，其U型换热管的直段长度一致。

本实用新型所述的合成气废热锅炉，其在所述炉体下部管箱的管箱进气管内设置有内衬筒，在所述管箱进气管与内衬筒之间设置有多个Ω型膨胀节。

本实用新型所述的合成气废热锅炉，其在所述大管板下方设置有小管板，所述小管板通过拉杆与大管板连接固定，所述小管板将管箱分为相互独立的两部分空间，所述小管板与大管板之间形成的出气空间与U型换热管的出口端连通，另一部分的进气空间与U型换热管的进口端连通。

本实用新型所述的合成气废热锅炉，其所述U型换热管的进口端通过导流管与进气空间连通，所述导流管一端由U型换热管的进口端插入，所述导流管与U型换热管前端之间的间隙内设置有耐火纤维隔离层A，所述导流管插入U型换热管进口端内的端部呈喇叭状结构。

本实用新型所述的合成气废热锅炉，其在所述小管板与大管板之间、导流管外周套接有套管，所述套管端部与U型换热管进口端端面之间设置有耐火纤维隔离层B。

本实用新型所述的合成气废热锅炉，其在所述套管内、导流管外周设置有多个限位块，所述多个限位块对导流管形成径向限位，所述套管前端部通过环板与导流管固定连接，在所述套管后端部设置有与限位块对应配合的限位环。

本实用新型所述的合成气废热锅炉，其在所述小管板与大管板之间、拉杆外周套有定距管，所述定距管两端分别抵靠在小管板与大管板的对应端面，所述拉杆一端穿过小管板和定距管后固定连接在大管板上，通过螺接在拉杆上的锁紧螺母将小管板、大管板以及定距管连接在一起。

本实用新型所述的合成气废热锅炉，其所述小管板为多块可拆结构，所述小管板边缘部分通过固定拉杆与管箱内的分隔筒连接，在所述小管板边缘部分与分隔筒之间设置有垫片。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中大管板上采用的水平/垂直交错式布管结构，能够在空间利用上达到布管数量的最大化，在相同设备直径下提高排管数量，从而有效增加换热面积，其不仅适用于工业装置大型化需要，而且还能合理的减小设备直径，使得设备结构更紧凑。