專(zhuān)利名稱(chēng)：一種燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐，屬鍋爐領(lǐng)域，具體涉及發(fā)電的鍋爐。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)磷化工行業(yè)，在冶煉黃磷礦石過(guò)程中伴生大量的腐蝕性尾氣(收到基低位發(fā)熱值Qnet, = 1200KJ/Nm3，成分⑶89 91%，其他成分主要有S :3_13g/ Nm3 ；As 0. 07-0. 08g/Nm3 ；P 0. 5_3g/Nm3)，通過(guò)管道送到廠房外上空燃燒，其燃燒的熱量均未利用而白白浪費(fèi)掉，并導(dǎo)致大氣溫室效應(yīng)的加劇。在國(guó)家節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的大政方針指導(dǎo)下，開(kāi)發(fā)能夠燃燒黃磷尾氣的鍋爐產(chǎn)品，特別是開(kāi)發(fā)能夠燃燒黃磷尾氣的發(fā)電鍋爐，把白白浪費(fèi)的黃磷尾氣熱量有效利用，更是鍋爐行業(yè)面臨的關(guān)系到寶貴能源資源的回收利用和環(huán)境保護(hù)的頭等大事?，F(xiàn)有技術(shù)的鍋爐結(jié)構(gòu)類(lèi)型無(wú)法解決黃磷尾氣用于發(fā)電鍋爐所存在的問(wèn)題，其關(guān)鍵在于解決發(fā)電鍋爐必備的爐膛水冷壁、過(guò)熱器和鍋爐管束裝置中的管子面臨的燃燒黃磷尾氣的煙氣嚴(yán)重耐腐蝕而導(dǎo)致的早期失效、使用壽命短暫的問(wèn)題。一、典型的“D”型鍋爐結(jié)構(gòu)不能用于燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐，因?yàn)榈湫偷摹癉”型鍋爐結(jié)構(gòu)一邊是爐膛和一邊是上下鍋筒之間的鍋爐管束，管束管子上冷卻煙氣中結(jié)露形成的硫磷酸液除了嚴(yán)重腐蝕下部管壁外，硫磷酸液繼續(xù)往下流還會(huì)嚴(yán)重腐蝕管子下面的下鍋筒；過(guò)熱器設(shè)置在上下鍋筒之間，除了布置困難外，從過(guò)熱器管上冷卻煙氣中結(jié)露形成的硫磷酸液滴落到下鍋筒上，也會(huì)嚴(yán)重腐蝕下鍋筒；若將過(guò)熱器設(shè)置爐膛后部，爐膛出口的高溫?zé)煔庠谶^(guò)熱器中有個(gè)90°的拐彎，拐彎處背面將形成渦流區(qū)，高溫?zé)煔鈩?shì)必在該渦流區(qū)停留被受熱面吸熱而冷卻，冷卻到一定溫度后煙氣中的水分在受熱面管子上結(jié)露，并且煙氣中硫磷氧化物越多，結(jié)露形成的硫磷酸液越濃，從而造成過(guò)熱器管子下部的嚴(yán)重腐蝕穿孔而漏水；所以，典型的“D”型鍋爐結(jié)構(gòu)而無(wú)法用于燃燒黃磷尾氣的發(fā)電鍋爐。二、黃磷尾氣飽和蒸汽鍋爐，如中國(guó)專(zhuān)利ZL200920083528. 4，該黃磷尾氣飽和蒸汽鍋爐的結(jié)構(gòu)屬快裝“A”型鍋爐，與發(fā)電鍋爐不同，此類(lèi)飽和蒸汽鍋爐不需要設(shè)置過(guò)熱器設(shè)備?？煅b“A”型鍋爐，它的爐膛、過(guò)渡段和鍋爐管束均設(shè)置在鍋筒和左右集箱之間，且爐膛、 過(guò)渡段、鍋爐管束段和左右集箱均對(duì)稱(chēng)于鍋筒垂直中心線。顯然在鍋筒和左右集箱之間根本無(wú)法設(shè)置過(guò)熱器設(shè)備，因此，快裝“A”型鍋爐結(jié)構(gòu)不能用于黃磷尾氣發(fā)電鍋爐。三、普通燃燒黃磷尾氣鍋爐，如中國(guó)專(zhuān)利ZL200920111254，該鍋爐主要由燃燒器 1、絕熱燃燒爐2、煙氣連通管3、余熱鍋爐4和煙氣口 5組成，絕熱燃燒爐內(nèi)沒(méi)有設(shè)置受熱面結(jié)構(gòu)。該設(shè)計(jì)爐膛中無(wú)水冷壁，爐膛水冷壁的55%以上吸熱量都放在余熱鍋爐中吸收，導(dǎo)致余熱鍋爐體積非常大和受熱面積太多；絕熱燃燒爐散熱損較多；絕熱燃燒爐是不能用于發(fā)電鍋爐的爐膛設(shè)計(jì)，此種鍋爐結(jié)構(gòu)也不能用于設(shè)計(jì)黃磷尾氣發(fā)電鍋爐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐，為市場(chǎng)提供以磷化工黃磷尾氣為燃料的發(fā)電鍋爐，不僅鍋爐熱效率高，而且耐腐蝕性?xún)?yōu)異，使用壽命長(zhǎng)，并為黃磷尾氣熱量有效利用和大氣環(huán)境保護(hù)做出實(shí)際貢獻(xiàn)。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐，包括燃燒機(jī)，管路系統(tǒng)和鍋爐本體，鍋爐本體由爐膛、過(guò)熱器和鍋爐管束組成，設(shè)置的特點(diǎn)是鍋爐本體之總體呈水平“Π”形設(shè)置，鍋爐爐膛、鍋爐管束分別設(shè)置在左右兩側(cè)，過(guò)熱器設(shè)置在爐膛和鍋爐管束后部的橫置直段煙道中， 過(guò)熱器中心線與爐膛和鍋爐管束中心線垂直，該直段煙道呈右大左小的態(tài)勢(shì)，即過(guò)熱器于爐膛出口一側(cè)的垂直截面高度尺寸相對(duì)大，而過(guò)熱器在鍋爐管束進(jìn)口一側(cè)垂直截面高度尺寸相對(duì)??；爐膛設(shè)有防腐蝕水冷壁；鍋爐管束本身即為直段煙道，由冷卻室和間隔式對(duì)流管束組成，其間隔式對(duì)流管束之間由檢修區(qū)段形成間隔，鍋爐管束出口煙溫控制在450°以上。上述鍋爐爐膛與鍋爐管束之間留有檢修通道；在過(guò)熱器前后和左右均有檢修空間。在爐膛和鍋爐管束底部、過(guò)熱器下部分別設(shè)置有積灰積液坑。本發(fā)明鍋爐設(shè)計(jì)的創(chuàng)新關(guān)鍵在于鍋爐本體為水平“Π”形總體設(shè)置的全新鍋爐結(jié)構(gòu)鍋爐整體結(jié)構(gòu)緊湊，能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)較大容量、400°C以上過(guò)熱蒸汽的燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐。鍋爐爐膛、鍋爐管束分別設(shè)置在左右兩側(cè)，過(guò)熱器設(shè)置在爐膛和鍋爐管束后部的橫置直段煙道中，鍋爐管束中的對(duì)流管束也是設(shè)置在直段煙道中，因煙氣直線向流動(dòng)沖刷管子，避免了煙氣在拐彎處產(chǎn)生渦流區(qū)而使管子上冷凝結(jié)各類(lèi)腐蝕性物質(zhì)的可能性，并將爐膛中水冷壁管、過(guò)熱器管、鍋爐管束管和爐膛出口管均設(shè)置為防腐蝕鋼管，爐膛、過(guò)熱和鍋爐管束的均設(shè)置積灰積液坑，管子上生成的各類(lèi)腐蝕性物質(zhì)一部分流到其下的積灰積液坑中，減輕對(duì)管子和集箱的腐蝕。鍋爐管束出口煙溫控制在450°C以上，杜絕在鍋爐管束中管子上冷凝結(jié)露，即全方位最大限度地減少了鍋爐本體各種受熱面管子的腐蝕；爐膛具有的防腐蝕水冷壁使?fàn)t膛55%熱量被水冷壁吸，故節(jié)省了鍋爐大量的鍋爐管束受熱面面積，并顯著減少了散熱損失，不僅鍋爐熱效率高，并能減少了鍋爐管束占地面積。此外，在鍋爐本體相應(yīng)區(qū)段分別設(shè)有檢修段、檢修通道和檢修空間，以方便于局部檢修維護(hù)和更換管件，從而保持整機(jī)的良性運(yùn)轉(zhuǎn)和較長(zhǎng)的運(yùn)行周期，切實(shí)提高了鍋爐使用
壽命ο因此，本發(fā)明鍋爐總體設(shè)置結(jié)構(gòu)緊湊，能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)較大容量、400°C以上過(guò)熱蒸汽的燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐的生產(chǎn)需求，是本發(fā)明燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐，在真正意義上解決了鍋爐采用黃磷尾氣為燃料所存在各種受熱面管子因嚴(yán)重腐蝕而導(dǎo)致的早期失效、使用壽命短暫的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了磷化工黃磷尾氣熱能的有效回收利用，不僅節(jié)省能源資源，而且大大有利環(huán)境保護(hù)。


圖1是本發(fā)明的A-A向剖視圖；圖2是本發(fā)明的B-B向剖視圖；圖3是本發(fā)明的C-C向剖視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明是如何實(shí)施的本發(fā)明包括鍋爐本體總體設(shè)置為水平“Π”形布置，即爐膛1在右側(cè)，鍋爐管束2在左側(cè)；過(guò)熱器3在爐膛1和鍋爐管束2后部的橫置直段煙道13中，過(guò)熱器3中心線與爐膛 1和鍋爐管束2中心線垂直；爐膛1與鍋爐管束2之間及過(guò)熱器3前面留有檢修通道20，過(guò)熱器3后面有檢修空間5。爐膛1中左右側(cè)墻和后墻設(shè)置有水冷壁19與爐膛出口管組11，下部設(shè)置有積灰積液坑12 ；左右水冷壁上集箱6低于鍋筒7底部，這種設(shè)置使?fàn)t膛水冷壁19的管子和集箱6 中充滿(mǎn)飽和水，能有效冷卻水冷壁19與爐膛出口管組11之管壁；且爐膛右水冷壁下集箱9 低于爐膛左水冷壁下集箱8，有利于右水冷壁下集箱9設(shè)置下降管。過(guò)熱器3在爐膛1和鍋爐管束2的后部的橫置直段煙道13內(nèi)，過(guò)熱器在爐膛出口側(cè)14垂直截面高度尺寸大，而過(guò)熱器在鍋爐管束2進(jìn)口側(cè)15垂直截面高度尺寸小，即過(guò)熱器3布置在右大左小的直段煙道13內(nèi)，這樣的設(shè)置使過(guò)熱器中各截面煙氣速度相差較?。?在過(guò)熱器前20后5和左15右14均設(shè)置有檢修空間；過(guò)熱器下部設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立有積灰積液坑16和17。鍋爐管束2由冷卻室4、對(duì)流管束21和檢修段22組成，鍋爐管束2本身就是直段煙道；對(duì)流管束21的三組對(duì)流管束21-1、21-2、21-3之間分別經(jīng)兩個(gè)檢修段22_1和22_2 垂直隔斷，鍋爐管束2的下端有積灰積液坑10，鍋爐管束出口煙溫控制在450°C以上，以杜絕鍋爐管束中管子上發(fā)生冷凝結(jié)露。本發(fā)明鍋爐本體其爐膛1的水冷壁19與爐膛出口管組11、鍋爐管束2中對(duì)流管束22和過(guò)熱器3的相關(guān)管子均采用耐腐蝕鋼管；顯著增強(qiáng)了各類(lèi)管子的防腐蝕性。本發(fā)明鍋爐運(yùn)行過(guò)程是經(jīng)過(guò)凈化后黃磷尾氣和空氣通過(guò)各自管道進(jìn)入燃燒機(jī) 18混合后在水冷燃燒爐膛1內(nèi)燃燒，燃燒高溫?zé)煔庠谒淙紵隣t膛1中水冷壁19與爐膛出口管組11等吸熱后，煙氣直線向依次進(jìn)入過(guò)熱器3、冷卻室4和三個(gè)對(duì)流管束管子21-1、 21-2、21-3、兩個(gè)檢修段22-1、22-2，煙氣在直通煙道13中直線向流動(dòng)沖刷過(guò)熱器3和在鍋爐管束2直段煙道中直線向流動(dòng)沖刷的對(duì)流管束管子22-1、22-2、22-3經(jīng)進(jìn)一步吸熱后，再進(jìn)入鍋爐尾部的熱管換熱器23，最后經(jīng)鋼制煙道M由引風(fēng)機(jī)抽引到煙@而排入大氣。以容量為每小時(shí)產(chǎn)20噸400°C的過(guò)熱蒸汽鍋爐能耗為例，即能充分說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)異的節(jié)能減排效果。該鍋爐通常其每小時(shí)燃燒II類(lèi)煙煤約為4413. 6公斤，連續(xù)M小時(shí)運(yùn)行300天，將消耗II類(lèi)煙煤31777. 9噸，其煤資源消耗量相當(dāng)大，若采用本發(fā)明燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐，不僅有效回收利用了磷化工企業(yè)排放的黃磷尾氣，節(jié)省了寶貴的無(wú)可再生的煤資源，產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)不會(huì)有黃磷尾氣在空中燃燒后的高溫?zé)煔馀欧?，減少了對(duì)大氣的污染和導(dǎo)致的溫室效應(yīng)，其社會(huì)效益和環(huán)境效益都是巨大的。
權(quán)利要求
1.一種燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐，包括燃燒機(jī)，管路系統(tǒng)和鍋爐本體，鍋爐本體由爐膛、 過(guò)熱器和鍋爐管束組成，其特征在于鍋爐本體之總體呈水平“Π”形設(shè)置，鍋爐爐膛、鍋爐管束分別設(shè)置在左右兩側(cè)，過(guò)熱器設(shè)置在爐膛和鍋爐管束后部的橫置直段煙道中，該直段煙道呈右大左小的態(tài)勢(shì)，即過(guò)熱器于爐膛出口一側(cè)的垂直截面高度尺寸相對(duì)大，而過(guò)熱器在鍋爐管束進(jìn)口一側(cè)垂直截面高度尺寸相對(duì)??；爐膛設(shè)有防腐蝕水冷壁；鍋爐管束本身即為直段煙道，由冷卻室和間隔式對(duì)流管束組成，鍋爐管束出口煙溫控制在450°以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐，其特征在于過(guò)熱器中心線與爐膛和鍋爐管束中心線垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐，其特征在于間隔式對(duì)流管束由檢修區(qū)段形成間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐其特征在于鍋爐爐膛與鍋爐管束之間留有檢修通道；在過(guò)熱器前后和左右均有檢修空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐其特征在于在爐膛和鍋爐管束底部、過(guò)熱器下部分別設(shè)置有積灰積液坑。
全文摘要
本發(fā)明一種燃燒黃磷尾氣發(fā)電鍋爐，屬鍋爐領(lǐng)域，本發(fā)電鍋爐本體總體是呈水平“∏”形設(shè)置的全新鍋爐結(jié)構(gòu)，鍋爐管束、鍋爐爐膛分置置在左右兩側(cè)，過(guò)熱器設(shè)置在鍋爐管束和爐膛后部的橫向直段煙道中，鍋爐管束本身亦為直段煙道，因煙氣直線向流動(dòng)沖刷管子，避免了煙氣在拐彎處產(chǎn)生渦流區(qū)而使管子上冷凝結(jié)各類(lèi)腐蝕性物質(zhì)的可能性，爐膛設(shè)有防腐蝕水冷壁，并控制鍋爐管束出口煙溫，使本鍋爐全方位最大限度地減少了鍋爐本體相關(guān)管子的腐蝕問(wèn)題，在真正意義上解決了發(fā)電鍋爐采用黃磷尾氣為燃料所存在的因嚴(yán)重腐蝕而導(dǎo)致的早期失效、使用壽命短的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了磷化工黃磷尾氣熱能的有效回收利用，大大節(jié)省能源資源和有利環(huán)境保護(hù)。
文檔編號(hào)F22B31/08GK102175019SQ201110031940
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者任魯軍, 張延軍, 張本洪, 杜強(qiáng), 王克洪, 謝正兵 申請(qǐng)人:武漢天元鍋爐有限責(zé)任公司, 武漢捷能互通科技有限公司