[实用新型]一种水泥窑余热发电系统的窑头锅炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于水泥窑余热发电系统的窑头锅炉设计，属于水泥厂余热回收利用技术领域。

背景技术

目前市场上水泥窑余热发电项目的窑头锅炉基本采用上进风式，并设置了外置式沉降室。经过多年的运行表明，此类上进风式锅炉系统均存在着散热损失及阻力过大、受热面磨损积灰严重等弊端，影响了余热发电的经济性和安全性。

下进风式窑头锅炉取消了外置式沉降室，沉降室与锅炉一体化设计，具有系统散热损失和阻力小，受热面不易磨损等突出优点，已经通过许多项目得到了验证。但是，如何将这种窑头锅炉应用在已有的采用上进风式锅炉的水泥窑余热发电项目中，还有许多需要改造和解决的问题。

发明内容

针对上进风式锅炉存在的出力不足、发电量低的问题，本实用新型提出一种水泥窑余热发电系统的窑头锅炉，通过对上进风式窑头锅炉进行合理的改造，将此应用到以前采用上进风锅炉的项目上，在不更换锅炉的条件下，达到提升发电量，提高余热电站经济效益的目的。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种水泥窑余热发电系统的窑头锅炉，为立式布置，烟气出口设置在锅炉顶部，所述锅炉底部设有内置式沉降室，内置式沉降室的上部设有烟气进口；所述锅炉内部从上而下依次设有省煤器、蒸发器和过热器。

进一步地，所述内置式沉降室与过热器之间布置有假管。

进一步地，所述内置式沉降室内部设有均流板。

进一步地，所述内置式沉降室的上部布置有挡灰角钢。

进一步地，所述省煤器、蒸发器、过热器之间设置有隔板。

进一步地，所述省煤器的数量为两个，所述蒸发器的数量为两个，所述过热器的数量为一个。

进一步地，所述省煤器、蒸发器和过热器均采用由螺旋翅片管组成的管箱式结构，翅片的厚度为0.8～1.0mm，间距在6～12mm，翅片的高度不超过管子直径的一半。

进一步地，所述省煤器、蒸发器和过热器均采用悬吊式结构。

进一步地，所述省煤器、蒸发器和过热器的手孔采用焊接式。

进一步地，所述省煤器、蒸发器和过热器均单独通过钢架承重。

本实用新型对已有的水泥窑余热发电系统窑头锅炉进行改造，具有以下特点：

(1)本实用新型的窑头锅炉沉降室与锅炉一体化设计，烟气下进上出。与上进风式锅炉相比，本实用新型的窑头锅炉结构紧凑，占地面积小，散热损失少，烟风阻力小。

(2)窑头锅炉的受热面均采用螺旋翅片管，管箱式出厂，结构紧凑，安装方便。

(3)各省煤器、蒸发器和过热器受热面管箱重量单独通过钢架承重，热膨胀自由，膨胀量不累积，对锅炉本体的影响小。

(4)本实用新型从磨损的机理出发，采取沉降—低流速—均流—降动能等措施，减少受热面磨损泄露，可有效防止窑头锅炉管子磨损泄露的顽疾：

①采用大容积沉降室将大部分熟料颗粒分离下来，减少烟气飞灰浓度；

②整个锅炉本体烟风系统低流速设计，因流速与磨损量成三次方关系；

③沉降室内部设置均流板，优化烟气进入锅炉的流场，防止烟气局部流场恶化而产生磨损；

④沉降室上部布置挡灰角钢，进一步防止少量大颗粒熟料进入受热面；

⑤沉降室与过热器之间布置假管，进一步降低飞灰进入受热面的惯性动能，减轻后续受热面磨损；

⑥省煤器、蒸发器和过热器之间设置隔板防止烟气短路，杜绝受热面局部因烟气冲刷强烈而磨损管子。

附图说明

图1是现有技术的水泥窑余热发电系统窑头锅炉。1-烟气出口；2-过热器；3-蒸发器Ⅰ；4-蒸发器Ⅱ；5-省煤器Ⅰ；6-省煤器Ⅱ；7-灰斗；8-原烟气出口。

图2是本实用新型的水泥窑余热发电系统窑头锅炉。9-改造后烟气进口；10-内置式沉降室；11-钢架；12-假管；13-均流板；14-挡灰角钢；15-手孔。

图3是本实用新型的水泥窑余热发电系统窑头锅炉的另一实施结构。

具体实施方式

以下结合附图和实施例作进一步说明。

本实用新型对图1现有的水泥窑余热发电系统窑头锅炉进行改造，包括对系统烟风管道、外置式沉降室、炉内受热面、钢结构、本体管路以及保温层的设计及改造。改造后的炉室受热面沿烟气流向依次为过热器、蒸发器、省煤器。具体为：