用于垃圾焚燒余熱鍋爐的過(guò)熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種過(guò)熱器，特別是用于垃圾焚燒鍋爐的均溫過(guò)熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入21世紀(jì)，隨著人民生活水平提高，產(chǎn)生的垃圾量也日益增多，不少大城市已經(jīng)形成被垃圾包圍的困局，垃圾的處理和處置問(wèn)題已擺在我們面前。而焚燒發(fā)電是處理城市生活垃圾最有效的辦法，不僅可達(dá)到最大程度減容的目的，而且煙氣經(jīng)過(guò)處理后也可以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，不致引起二次污染，垃圾焚燒釋放出來(lái)的熱能還能夠加以利用，減少煤炭的使用量，減少碳排放。垃圾焚燒發(fā)電是一種綠色環(huán)保能源的來(lái)源途徑。
[0003]生活垃圾中含有大量的氯元素，同時(shí)還含有相當(dāng)數(shù)量的K、Na、S等元素，它們的焚燒產(chǎn)物具有很強(qiáng)的腐蝕性。垃圾焚燒過(guò)程中的高溫腐蝕集中發(fā)生在過(guò)熱器區(qū)域，主要由燃料中的氯元素引發(fā)。氯元素在整個(gè)化學(xué)反應(yīng)鏈中扮演著催化劑的角色。在垃圾焚燒鍋爐中，金屬管壁只要存在粘污物，其中就含有氯元素，而氯元素引起的高溫腐蝕與受熱面金屬壁溫之間存在緊密關(guān)聯(lián)，如圖1所示，隨著金屬壁溫的增加，金屬的腐蝕速度也加快，且受熱面金屬壁溫處于400_700°C溫度區(qū)域時(shí)高溫腐蝕速度最快，呈幾何級(jí)增長(zhǎng);管壁光滑的情況下即使金屬壁溫很高腐蝕速度也非常慢。垃圾焚燒的生成物中存在著許多低熔點(diǎn)物質(zhì)，他們具有較強(qiáng)的粘污特性，所以隨煙氣流動(dòng)過(guò)程中粘附在受熱面金屬管壁上是必然結(jié)果。而目前垃圾焚燒爐高溫段過(guò)熱器內(nèi)蒸汽溫度一般為400°C左右，受熱管子金屬壁溫處于快速腐蝕區(qū)，過(guò)熱器管子金屬外壁溫度可按下式計(jì)算:
[0004]tcm=t+ Δ t+βX qmaxX [δ/λ/(β+1)+1/α2]
[0005]式中
[0006]t_所求區(qū)段中在管內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)平均溫度，°C;
[0007]Δ t_熱負(fù)荷最大的管子中，介質(zhì)溫度超過(guò)平均溫度之值，°C;
[0008]β-管子外徑與內(nèi)徑之比；
[0009]qmax-熱負(fù)荷最大的管子，吸熱量最大處的熱負(fù)荷，kcal/m2.h;
[0010]δ-管壁厚度，m;
[0011]λ-管壁金屬的導(dǎo)熱系數(shù)，kcal/m2.h.°C ；
[0012]α2-管壁對(duì)受熱介質(zhì)的放熱系數(shù)，kcal/m2.h.隨蒸汽流速的增大而增大。
[0013]由上式可知，對(duì)金屬壁溫影響最大、起決定作用的是介質(zhì)溫度、流速等。
[0014]目前常規(guī)余熱鍋爐的過(guò)熱器如圖2、圖3所示，包括進(jìn)口混合器7、出口混合器8及并聯(lián)在進(jìn)口混合器7與出口混合器8之間的數(shù)根蛇形管9，蛇形管9受煙氣加熱的同時(shí)加熱管內(nèi)的過(guò)熱蒸汽;該結(jié)構(gòu)由于每根蛇形管9內(nèi)的管程較長(zhǎng)，彎頭多，不僅較難加工，其制造精度的誤差也較大，特別是管內(nèi)截面難以保證均勻，在加熱過(guò)熱汽過(guò)程中，無(wú)法完全保證每根管子中蒸汽流量均等，流速均衡，因此部分蛇形管9由于蒸汽流速較低造成局部位置管壁溫度高，由于管程較長(zhǎng)，其蒸汽溫度偏差會(huì)逐漸疊加，越積越大，造成受熱面管局部金屬溫度較其他區(qū)域高，且偏差較大，促使該局部區(qū)域高溫腐蝕加快，最終出現(xiàn)過(guò)熱器爆管的現(xiàn)象，無(wú)法保證鍋爐的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0015]針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種用于垃圾焚燒余熱鍋爐的過(guò)熱器，它不僅便于制造，且其管程較短，可提高各段管中蒸汽流量及流速的均勻性，并使得各部管溫趨于均衡，可防止管子溫度過(guò)高引起加速腐蝕而爆管，利于鍋爐的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
[0016]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的用于垃圾焚燒余熱鍋爐的過(guò)熱器，其特征在于:包括數(shù)個(gè)過(guò)熱器分單元，每個(gè)過(guò)熱器分單元均包括一個(gè)進(jìn)口混合器、一個(gè)出口混合器及并聯(lián)在進(jìn)口混合器與出口混合器之間的數(shù)根U形過(guò)熱管;數(shù)個(gè)過(guò)熱器分單元依次排列，其中前一個(gè)過(guò)熱器分單元的出口混合器與下一個(gè)過(guò)熱器分單元的進(jìn)口混合器通過(guò)數(shù)根交叉的均溫管相聯(lián)；
[0017]本實(shí)用新型通過(guò)數(shù)根交叉的均溫管將數(shù)個(gè)過(guò)熱器分單元串聯(lián)，過(guò)熱蒸汽經(jīng)上一個(gè)過(guò)熱器分單元加熱后再進(jìn)入下一個(gè)過(guò)熱器分單元;每個(gè)過(guò)熱器分單元內(nèi)的過(guò)熱管均為U形管，其管程較短、僅一個(gè)彎頭，不僅便于制造，且管中過(guò)熱蒸汽加熱流程短，其管內(nèi)截面的均勻性更高，并聯(lián)多根管子使得流程阻力小，即使有阻力偏差，其數(shù)值也較小，在經(jīng)過(guò)一段較短的吸熱之后造成的溫度偏差在其出口混合器內(nèi)很快混合，混合以后蒸汽溫度整體均衡，在單個(gè)過(guò)熱器分單元中受熱不均引起的熱偏差得到糾正，通過(guò)數(shù)根交叉的均溫管，可將過(guò)熱蒸汽交叉通入下一個(gè)過(guò)熱器分單元的進(jìn)口混合器，過(guò)熱蒸汽在該進(jìn)口混合器內(nèi)再次被混合，進(jìn)一步糾正熱偏差，避免了熱偏差的累積，并均衡了各過(guò)熱器分單元串聯(lián)過(guò)程中阻力的疊加，可提高各過(guò)熱器分單元管中蒸汽流量及流速的均勻性，并使得各部管溫趨于均衡，可防止管子局部溫度過(guò)高引起加速腐蝕而爆管，利于鍋爐的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
[0018]作為一種優(yōu)選，每個(gè)過(guò)熱器分單元內(nèi)的數(shù)根U形過(guò)熱管的內(nèi)徑及管程均相同；數(shù)根交叉的均溫管兩兩一組，每組內(nèi)的兩均溫管交叉聯(lián)接出口混合器與進(jìn)口混合器;可進(jìn)一步提高U形過(guò)熱管管溫的均衡性，并減小均溫管的長(zhǎng)度及高度，既節(jié)約成本又便于制造。
[0019]綜上所述，本實(shí)用新型不僅便于制造，且其管程較短，可提高各段管中蒸汽流量及流速的均勻性，并使得各部管溫趨于均衡，可防止管子局部溫度過(guò)高引起加速腐蝕而爆管，利于鍋爐的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為含氯煙氣中過(guò)熱器管壁溫度與腐蝕速度的曲線圖。
[0021 ]圖2為現(xiàn)有過(guò)熱器的主視圖。
[0022]圖3為圖2的左視圖。
[0023]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的示意圖。
[0024]圖5為圖4的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0026]如圖4至圖5所示，該用于垃圾焚燒余熱鍋爐的過(guò)熱器，包括五個(gè)過(guò)熱器分單元I，每個(gè)過(guò)熱器分單元I均包括一個(gè)進(jìn)口混合器2、一個(gè)出口混合器3及并聯(lián)在進(jìn)口混合器2與出口混合器3之間的數(shù)根U形過(guò)熱管4，每個(gè)過(guò)熱器分單元內(nèi)的數(shù)根U形過(guò)熱管4的內(nèi)徑及管程均相同；五個(gè)過(guò)熱器分單元I依次排列，其中前一個(gè)過(guò)熱器分單元的出口混合器3與下一個(gè)過(guò)熱器分單元的進(jìn)口混合器2通過(guò)八根均溫管5相聯(lián)，八根均溫管5兩兩一組分為四組，每組內(nèi)的兩均溫管5交叉聯(lián)接出口混合器3與進(jìn)口混合器2;
[0027]本實(shí)用新型通過(guò)數(shù)根交叉的均溫管5將五個(gè)過(guò)熱器分單元I串聯(lián)，過(guò)熱蒸汽經(jīng)上一個(gè)過(guò)熱器分單元加熱后再進(jìn)入下一個(gè)過(guò)熱器分單元;每個(gè)過(guò)熱器分單元I內(nèi)的過(guò)熱管4均為U形管，其管程較短、僅一個(gè)彎頭，不僅便于制造，且管中過(guò)熱蒸汽加熱流程短，其管內(nèi)截面的均勻性更高，并聯(lián)多根管子使得流程阻力更加均勻，即使有阻力偏差，其數(shù)值也較小，在經(jīng)過(guò)一段較短的吸熱之后造成的溫度偏差在其出口混合器3內(nèi)很快混合，混合以后蒸汽溫度整體均衡，在單個(gè)過(guò)熱器分單元I中受熱不均引起的熱偏差得到糾正，通過(guò)數(shù)根交叉的均溫管5，可將過(guò)熱蒸汽交叉通入下一個(gè)過(guò)熱器分單元的進(jìn)口混合器2，過(guò)熱蒸汽在該進(jìn)口混合器2內(nèi)再次被混合，進(jìn)一步糾正熱偏差，避免了熱偏差的累積，通過(guò)多次混合并均衡了各過(guò)熱器分單元串聯(lián)過(guò)程中阻力的疊加，可提高各過(guò)熱器分單元管中蒸汽流量及流速的均勻性，并使得各部管溫趨于均衡，可防止管子局部溫度過(guò)高引起加速腐蝕而爆管，利于鍋爐的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行;相同內(nèi)徑及管程的數(shù)根U形過(guò)熱管4可進(jìn)一步提高其管溫的均衡性，兩兩一組并交叉的均溫管5可減小均溫管的長(zhǎng)度及高度，既節(jié)約成本又便于制造。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于垃圾焚燒余熱鍋爐的過(guò)熱器，其特征在于:包括數(shù)個(gè)過(guò)熱器分單元，每個(gè)過(guò)熱器分單元均包括一個(gè)進(jìn)口混合器、一個(gè)出口混合器及并聯(lián)在進(jìn)口混合器與出口混合器之間的數(shù)根U形過(guò)熱管;數(shù)個(gè)過(guò)熱器分單元依次排列，其中前一個(gè)過(guò)熱器分單元的出口混合器與下一個(gè)過(guò)熱器分單元的進(jìn)口混合器通過(guò)數(shù)根交叉的均溫管相聯(lián)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于垃圾焚燒余熱鍋爐的過(guò)熱器，其特征在于:每個(gè)過(guò)熱器分單元內(nèi)的數(shù)根U形過(guò)熱管的內(nèi)徑及管程均相同；數(shù)根交叉的均溫管兩兩一組，每組內(nèi)的兩均溫管交叉聯(lián)接出口混合器與進(jìn)口混合器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于垃圾焚燒余熱鍋爐的過(guò)熱器，包括數(shù)個(gè)過(guò)熱器分單元，每個(gè)過(guò)熱器分單元均包括一個(gè)進(jìn)口混合器、一個(gè)出口混合器及并聯(lián)在進(jìn)口混合器與出口混合器之間的數(shù)根U形過(guò)熱管；數(shù)個(gè)過(guò)熱器分單元依次排列，其中前一個(gè)過(guò)熱器分單元的出口混合器與下一個(gè)過(guò)熱器分單元的進(jìn)口混合器通過(guò)數(shù)根交叉的均溫管相聯(lián)；本實(shí)用新型過(guò)熱管的管程較短，可提高各段管中蒸汽流量及流速的均勻性，并使得各部管溫趨于均衡，可防止管子局部溫度過(guò)高引起加速腐蝕而爆管，利于鍋爐的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
【IPC分類】F22G3/00, F22G1/02
【公開號(hào)】CN205332169
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520953362
【發(fā)明人】郝小波, 蔡文鋼, 陳金火, 龔俊, 周曉
【申請(qǐng)人】華西能源工業(yè)股份有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日