專利名稱：一種多重供熱余熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)余熱回收設備領(lǐng)域，具體是涉及對煙道式余熱鍋爐技術(shù)的改進。
背景技術(shù)：
余熱鍋爐是利用煙氣的熱量來產(chǎn)生蒸汽的設備。鍋爐中，進行著煙氣的放熱過程和水的 吸熱汽化過程，熱量從煙氣轉(zhuǎn)移到水中。熱量的轉(zhuǎn)移伴隨著熵值的增加，導致熱能的品質(zhì)下 降。 一個理想的余熱鍋爐應該使得熵值的增加盡量的小。煙氣的放熱過程是氣體的冷卻過程， 其放熱的溫度曲線是一條單調(diào)下降的曲線。水吸熱產(chǎn)生蒸汽的過程是一個涉及物相改變的過 程，其溫度曲線是一條折線。該折線的起始段是單調(diào)上升的直線，代表水的升溫，達到飽和 溫度后該折線轉(zhuǎn)為水平線，代表飽和水的汽化過程。煙氣放熱和水升溫汽化這兩條溫度曲線 之間形成了一個傳熱溫差最小的"轉(zhuǎn)折點"，偏離此"轉(zhuǎn)折點"之外，傳熱溫差都是單調(diào)增大 的。傳熱溫差越大，熵值增加越多。因此，單純產(chǎn)生蒸汽的余熱鍋爐具有高熵增，即低熱轉(zhuǎn) 換效率的特質(zhì)。此外，由于煙氣放熱溫度曲線與水吸熱汽化溫度曲線不匹配，導致余熱回收 率低下。特別是對中低溫煙氣(比如350'C左右)，若只用來產(chǎn)生2MPa的飽和蒸汽，則余熱 回收率只能達到50%左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述現(xiàn)實技術(shù)問題而提出的一種多重供熱余熱鍋爐。該鍋爐除了 能夠產(chǎn)生蒸汽以外，同時還可以產(chǎn)生溫度和流量可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)的熱空氣，從而克服 目前余熱鍋爐余熱利用率低的弊端。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明對通常余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)進行了改進，在包括有汽包和設置于煙 道式爐膛內(nèi)的水汽化受熱面和水加熱受熱面的余熱鍋爐中，在爐膛內(nèi)增設了空氣受熱面，所 述的空氣受熱面至少分成兩段， 一段插入在水汽化受熱面和水加熱受熱面之間，形成低溫空 氣受熱面；另一段插入在水汽化受熱面中間，形成高溫空氣受熱面，兩段空氣受熱面并聯(lián)連 接，將空氣由鼓風機再經(jīng)空氣分配裝置引入低溫空氣受熱面和高溫空氣受熱面加熱而輸出熱 風。從而使本余熱鍋爐既能通過水汽化受熱面和水加熱受熱面對水加熱產(chǎn)生蒸汽，又能通過 低溫空氣受熱面和高溫空氣受熱面對空氣加熱產(chǎn)生熱風。
在本發(fā)明中，通過所設置的空氣分配裝置可調(diào)節(jié)通過低溫空氣受熱面和高溫空氣受熱面 這兩段空氣受熱面的空氣的比例，從而達到改變輸出的熱風溫度的目的。
所述的高溫空氣受熱面和低溫空氣受熱面可以是煙管式受熱面(即煙氣從管內(nèi)通過)，也 可以是氣管式受熱面(即空氣從管內(nèi)通過)。
所述的空氣分配裝置可以有多種結(jié)構(gòu)形式， 一般可以使用兩個聯(lián)動的擋板閥， 一個通往 高溫空氣受熱面，另一個通往低溫空氣受熱面。當一個開大時，另一個則關(guān)小，這樣改變通往高溫空氣受熱面和低溫空氣受熱面的空氣流量的比例而盡量保持空氣總流量不變。
本發(fā)明所提出的多重供熱余熱鍋爐的技術(shù)方案，克服并改善只產(chǎn)生蒸汽的傳統(tǒng)余熱鍋爐 所存在的問題，也就是本多重供熱余熱鍋爐除了產(chǎn)生蒸汽以外，同時還產(chǎn)生熱風。由于空氣 的吸熱曲線和煙氣的放熱曲線是相似的單調(diào)曲線，其換熱溫差可以保持一個合理的最小值， 大大減少其換熱過程的熵增值。因此，通過把空氣的吸熱過程和水吸熱產(chǎn)生蒸汽過程在一個 余熱鍋爐中合理組合，可以顯著減少傳熱溫差，從而減少余熱鍋爐傳熱過程的熵增值，同時 還可提高整個余熱鍋爐的熱能回收率。比如，上述35(TC左右的煙氣，除了用來產(chǎn)生相同數(shù) 量的2 Mpa的飽和蒸汽以外，如果還同時用來產(chǎn)生23(TC左右熱空氣，則其余熱利用率即可 達到70%以上。
很多工業(yè)工藝過程產(chǎn)生大量余熱，而同時又需要消耗蒸汽和熱風。比如某些帶余熱發(fā)電 的黑色金屬礦燒結(jié)生產(chǎn)線就是這樣，此時使用上述多重供熱余熱鍋爐將可以顯著提高能量利 用率。
以下面的數(shù)據(jù)為例，說明利用本發(fā)明之后余熱回收的高效
某生產(chǎn)線生產(chǎn)時排放出40萬Nm3/h、 38(TC余熱煙氣，而其生產(chǎn)工藝需要20萬Nm3/h、 23(TC熱風，剩余的余熱用于產(chǎn)生2MPa的飽和蒸汽。常規(guī)的做法是用12萬Nm3/11、 380。C的 余熱煙氣與8萬Nm3/h空氣混合成20萬Nm3/h熱風。剩余的28萬Nm3/h、 380'C余熱煙氣用 于產(chǎn)生30t/h、 2MPa的飽和蒸汽，其排煙溫度約180r。若采用我們發(fā)明的多重供熱余熱鍋 爐同時產(chǎn)生蒸汽和提供熱風，則在提供20萬NmVh的23(TC熱風的同時，還可以產(chǎn)生42t/h 的2MPa的飽和蒸汽，排煙溫度約10(TC。余熱蒸汽的產(chǎn)量比常規(guī)方式提高了 40%。常規(guī)方 式的余熱回收率為66.7%，采用本發(fā)明的余熱回收率則可達到73.4%，也就是比常規(guī)方式提 高了約10%。


圖1是本發(fā)明的多重供熱余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面的實施例中進一步說明本發(fā)明，但不應作為對本發(fā)明的范圍的限制。 實施例
本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)如圖1所示。該多重供熱余熱鍋爐包括汽包1和設置于煙道式爐膛 11內(nèi)的水加熱受熱面6和水汽化受熱面，通過水汽化受熱面和水加熱受熱面對水加熱產(chǎn)生蒸 汽，其中水汽化受熱面由高溫汽化受熱面2和低溫汽化受熱面4組成，汽包通過輸入輸出管 道與水加熱受熱面和水汽化受熱面連接，在高溫汽化受熱面2和低溫汽化受熱面4之間插入 高溫空氣受熱面3，在低溫汽化受熱面4和水加熱受熱面6之間插入低溫空氣受熱面5，煙氣 自煙道式爐膛11的進口端輸入后依次經(jīng)過高溫汽化受熱面2、高溫空氣受熱面3、低溫汽化 受熱面4、低溫空氣受熱面5、水加熱受熱面6后出鍋爐進入鍋爐引風機9，然后從煙囪10
4排出，空氣經(jīng)過鼓風機8增壓后進入空氣分配裝置7后分成兩路分別進入高溫空氣受熱面3 和低溫空氣受熱面5，分別吸收煙氣的熱量成為高低溫熱風，在輸出口混合后對外輸出，以 供使用。
權(quán)利要求
1. 一種多重供熱余熱鍋爐，包括汽包和設置于煙道式爐膛內(nèi)的水汽化受熱面和水加熱受熱面，通過水汽化受熱面和水加熱受熱面對水加熱產(chǎn)生蒸汽，其特征在于爐膛內(nèi)還設置有空氣受熱面，所述的空氣受熱面至少分成兩段，一段插入在水汽化受熱面和水加熱受熱面之間，形成低溫空氣受熱面；另一段插入在水汽化受熱面中間，形成高溫空氣受熱面，兩段空氣受熱面并聯(lián)連接，將空氣由鼓風機再經(jīng)空氣分配裝置引入低溫空氣受熱面和高溫空氣受熱面加熱而輸出熱風。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重供熱余熱鍋爐，其特征在于所述的水汽化受熱面由高溫汽 化受熱面(2)和低溫汽化受熱面(4)組成，所述的高溫空氣受熱面插入在高溫汽化受熱面(2)和低溫汽化受熱面(4)之間，所述的低溫空氣受熱面插入在低溫汽化受熱面(4)和水 加熱受熱面(6)之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多重供熱余熱鍋爐，其特征在.于所述的高溫空氣受熱面和低溫 空氣受熱面是煙管式受熱面或氣管式受熱面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多重供熱余熱鍋爐，在包括有汽包和設置于煙道式爐膛內(nèi)的水汽化受熱面和水加熱受熱面的余熱鍋爐中，在爐膛內(nèi)增設了空氣受熱面，所述的空氣受熱面至少分成兩段，一段插入在水汽化受熱面和水加熱受熱面之間，形成低溫空氣受熱面；另一段插入在水汽化受熱面中間，形成高溫空氣受熱面，兩段空氣受熱面并聯(lián)連接，將空氣由鼓風機再經(jīng)空氣分配裝置引入低溫空氣受熱面和高溫空氣受熱面加熱而輸出熱風，使本余熱鍋爐既能通過水汽化受熱面和水加熱受熱面對水加熱產(chǎn)生蒸汽，又能通過低溫空氣受熱面和高溫空氣受熱面對空氣加熱產(chǎn)生熱風，從而顯著提高煙氣余熱的利用率。
文檔編號F22B9/04GK101476714SQ200910036540
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者沈永兵, 陳恩鑒 申請人:北京世紀源博科技有限責任公司