[发明专利]隧道式余热利用锅炉

说明书

本发明系利用二次能源热量的一种设备，具体地说，是一种隧道式余热利用锅炉。

本发明可能最有效地应用于有色冶金工业。有色冶金工业的含尘的炉子排烟余热利用问题较难解决，因其所含烟尘软化温度较低，能在余热利用锅炉的受热表面上生成沉积物，并有不断增加的性质。

本发明亦可用于其它工业部门，如纸浆和造纸工业，其废气含有易熔烟尘。

现在，隧道式余热利用锅炉的用途日益广泛。这种锅炉有一个隧道型的卧式主烟道，在主烟道内沿烟气流动方向安装有各种排列式管帘状的受热面。

隧道式余热利用锅炉的优点是能为防止在受热面的管束上积聚并增长沉积物保证最佳条件。这是许多因素共同起的作用，首先是受热面管束基本上采取垂直安装形式，而其它设计型式中大部分管束皆水平或倾斜安装。

沉积物的性质在很大程度上决定于含尘烟气的流速。烟气流速低时，管上的沉积物松散，能够自行崩落，或易于用已知的方法清除。

现有的余热利用锅炉的受热面在烟道内沿宽度和高度均匀分布（SU，A，254521）。这类锅炉内烟气流速较低，因而出现烟气流严重分层现象，结果使大部分烟气流经烟道上部，因而使下部受热面工作效率降低。

现有的另一种隧道式余热利用锅炉（SU，A，629431），其卧式烟道用隔板分隔的辐射燃烧室和对流烟道，烟道横断面上布满垂直管帘状的受热面，隔板装在烟道上部。烟气抵达隔板时，改变流动方向，转向对流烟道下部，使烟气比较均匀地流过受热面。

但烟气流方向过于急剧的转变会使烟尘分离出来，在隔板上形成炉瘤（大块烧结的烟尘）。锅炉使用一、两个星期内形成的炉瘤重量可达数吨。如这些炉瘤偶然崩落，就会损坏锅炉下部的管帘。

上述隔板的另一缺点是，这种隔板由水平安装的管子组成，使其不能接入锅炉的自然循环蒸发回路上，并需要使用循环泵和整套有关的附件。

本发明的任务是提供一种隧道式余热利用锅炉，其烟道内管帘的布置应保证烟气在烟道横断面内的温度和速度特征均匀，并在此条件下进行强烈的热交留。

此项任务的解决方法如下：隧道式余热利用锅炉有一个水冷壁式辐射燃烧室及与其连通的卧式对流烟道，烟道内有垂直管帘式受热面。按照本发明，管帘接在烟道顶部，在高度方向至少有两种不同尺寸，这些不同尺寸的管帘沿烟道宽度方向交替排列。

这种隧道式余热利用锅炉内的管帘分布密度在烟道上部较高，下部较低，这就保证了烟道横断面内得到均匀的烟气流温度和速度特性。因为部分烟气流转向下方，改善了与管帘下部的接触，虽然烟道内没有横隔板。烟气流方向的改变与重力分力一致，因而使烟尘从气流中分离并沉积在烟道下部的灰斗内。这样特别减少了在烟道上部管帘上生成沉积物的危险，从而加强了热交换，因为在这部分集中了大部分受热面。

这样，由于适当地在烟道内补充了管帘，使隧道式锅炉卧式烟道横断面内烟气流温度和速度特性原来的不均匀得到了补偿，使烟道内沿高度方向烟气流的温度和速度均匀了。因而能最优地选择决定受热面及整个锅炉结构的主要参数和加热与被加热介质的量。

在优选出的本发明实施例中，短管帘做成转换辐射屏形式。

锅炉工作时，转换辐射屏被加热到流经其表面的烟气流的温度，并向邻近的受热面辐射热，从而加强了烟气流与被冷却的受热面之间的热交换。而且，由于转换辐射屏不需要输入和排出冷却介质，比较经济地解决了使烟道横截面内上部管帘分布密度较大的问题。

使不同高度的管帘沿烟道长度方向交替排列是十分合理的。这样可使烟道内不能形成几股不同温度或气动力性能的平行气流。

本发明另外的目的和优点可自以下实施例的详细说明和附图得到了解。附图如下：

图1.本发明的隧道式余热利用锅炉的示意图（纵剖面）;

图2.图1内Ⅱ-Ⅱ剖面;

图3.图2内的Ⅲ-Ⅲ剖面;

隧道式余热利用锅炉内有水冷壁式辐射燃烧室1（图1），后面连接一个卧式对流烟道2。辐射式燃烧室1上有入口3。对流烟道2有出口4。烟道2内沿纵向装设受热面管组5、6、7，分别为蒸发管组、蒸汽过热器、空气预热器）。管组5、6、7中的每一组至少由两种不同尺寸（高度）的垂直管帘8、9（图2）组成，沿烟道横向交替排列，管帘上端与烟道2的顶部10连接。较短的管帘9部分做成转换辐射屏形式，可用金属、陶瓷或两种材料结合制成。

管帘8、9沿烟道2纵向交替排列（图3）。

烟道2下部有灰斗11（图1，2），用于收集清除下来的灰尘。