[发明专利]一种交叉混流过热器

说明书

本发明公开了一种交叉混流过热器。其过热器管屏包括炉内沿锅炉宽度方向分片布置的两组近中心管屏和两组远中心管屏，两组近中心管屏和两组远中心管屏均与过热器进口集箱和过热器出口集箱相连；彼此靠近的近中心管屏与远中心管屏之间通过均温管相连，将温度较高的炉膛中部的近中心管屏回程集箱和位于温度较低的炉膛两侧的远中心管屏回程集箱交叉连接起来，使蒸汽由近中心管屏流向远中心管屏或由远中心管屏流向近中心管屏，交叉流动混合受热。使沿锅炉宽度方向分片布置的过热器管屏出口的蒸汽温度达到相同参数，这样能够有效地消除因布置位置温度场不同而引起的工质热偏差，从而降低高温区过热管屏的壁温，减轻和改善了该区域的高温腐蚀。

技术领域

本发明涉及一种屏式过热器，尤其涉及一种次高温次高压及以上参数的生物质直燃锅炉使用的高温过热器，属于生物质直燃锅炉技术领域。

背景技术

过热器是锅炉中将蒸汽从饱和温度进一步加热至过热温度的部件，又称蒸汽过热器。过热器按传热方式可分为对流式、辐射式和半辐射式；按结构特点可分为蛇形管式、屏式、墙式和包墙式，它们都由若干根并联管子和进出口集箱组成。在含尘热烟气的余热利用系统中，高蒸汽过热器是有效利用余热的核心设备。蒸汽过热器利用热烟气加热饱和蒸汽，使得饱和蒸汽变成过热蒸汽，有效利用热量。

现阶段，由于我国的化石能源在不断的减少，这样就使得可再生能源的开发和利用受到了高度的重视。从我国的现状来看，经过十几年的探索和研究，生物质直接燃烧发电技术在逐步成熟，但生物质燃料也具有其一些负面的特点，如水分大，且一般都富含钾、钠等碱金属元素和氯元素，燃烧后产生的烟气量大，且烟气中一般都含有大量的飞灰，这些飞灰具有很强的粘结性，烟气在烟道里流动经过过热器受热面时，由于受受热面管排的阻挡，烟气中的飞灰很容易在受热面上粘结，使受热面沾污影响换热，降低锅炉效率，同时随着飞灰的不断粘结，会对对流受热面产生高温腐蚀，特别是对近锅炉中心线处管屏壁温较高的过热器、再热器极易发生高温腐蚀。

目前常规的过热器包括进口集箱、出口集箱及并联在进口集箱与出口集箱之间的数片U形或蛇形受热面管子，受热面管子受烟气加热的同时加热管内的过热蒸汽；使用时，过热蒸汽由进口集箱进入，经烟道中的数根受热面管子加热后由出口集箱排出；由于过热器一般采用沿锅炉宽度方向分片布置的形式，而炉膛内同一高度处的温度均为近中心处温度高远中心处温度低，而这就导致近中心管屏吸热量大、温度高，远中心管屏吸热量小、温度低，从而出现远中心管屏出口蒸汽温度低达不到设计要求，而近中心管屏出口蒸汽温度高超出设计要求的情况，当近中心管屏出口蒸汽温度超出设计要求时，促使该局部区域高温腐蚀加快，最终出现过热器爆管的现象，无法保证锅炉的长期稳定运行。

目前，整个生物质发电行业采取防止高温过热器高温腐蚀的办法是采用奥氏体不锈钢管材来延缓腐蚀速度，但一般周期都在3年左右，高过腐蚀后更换成本较高。现在有一种金属熔覆技术可有效减轻高过腐蚀，但受限于技术及工艺过程，花费也较大。

由于过热器的工作条件是锅炉受热面中最为恶劣的，受热面壁温接近于钢材的极限允许温度，因此，如何采取有效措施来缓解高温过热器的局部高温腐蚀，是摆在整个生物质发电行业的一个难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种交叉混流过热器。发明构思是，通过改变高温过热器管屏内的蒸汽流程，使温度较高的近中心管屏与靠近炉墙处温度较低的远中心管屏交叉混流，平衡过热器管屏中工质温度，在不改变高温过热器出口蒸汽参数的基础上，消除局部管屏（近中心管屏）工质温度过高引起的热偏差，降低炉膛中部近中心管屏的壁温，从而有效降低最容易发生高温腐蚀的炉膛中部近中心管屏的腐蚀速度，延长其使用时间。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：